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석탄 화력발전소의 공기예열기 막힘 제거를 위한 CO2 드라이아이스 세정
CO2 dry-ice cleaning for the removal of air preheater plugging in coal-fired power plant. 원문보기

한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집, 2014 Nov. 20, 2014년, pp.204 - 206  

주새롬 (경기대학교 SDM) ,  김경민 (경기대학교 신소재공학) ,  김도중 (한모기술(주) 환경마케팅) ,  김동원 (경기대학교 신소재공학)

초록
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석탄 화력발전소에는 연소가스질소산화물(NOx) 저감을 위한 SCR(selective catalytic reduction)설비가 운전되고 있으며, SCR은 환원제인 암모니아($NH_3$)를 이용하여 연소가스 내에 질소산화물을 물과 질소로 분해하는 역할을 한다. 그러나, 연소가스 중의 일부 삼산화황($SO_3$)과 미반응 암모니아가 결합하여 황산암모늄염(Ammonium bisulfate; $NH_4HSO_4$)을 생성하며, 이는 후단 APH(air preheater)의 열소자에 점착된 후 분진들과 함께 성장하여 막힘을 야기한다. 막힘이 발생된 APH는 연소가스의 흐름을 방해하기 때문에 차압을 증가시키며, 이는 발전효율의 감소뿐만 아니라 급전정지를 초래한다. 이를 해결하기 위하여 $CO_2$ 드라이아이스 세정 방법을 적용하였으며, pilot-scale plant에서 실험을 수행하였다. 또한, 드라이아이스 공정변수인 분사압력과 분사시간을 제어하여 pilot-scale plant의 APH 열소자 표면에 생성되어있는 오염물질들의 제거효율을 관찰한 결과 95 %의 높은 제거효율을 보였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나, 모든 발전소들은 현재 발전효율의 향상을 위해 주기적으로 Soot blower를 병행하고 있어, APH 막힘이 발생되기 까지는 장시간을 필요로 한다. 따라서, 본 연구에서는 pilot-scale plant 실험을 통해 APH 막힘을 재연하여 열소자 표면에 생성된 오염물질들을 규명하였으며, 변수에 따른 오염물질들의 제거효율를 관찰하였다.
  • 본 연구에서는 석탄 화력발전소의 APH 막힘을 유발하는 오염물질들의 제거를 위한 CO2 드라이아이스 세정을 적용하기위해 pilot-scale plant 실험을 수행하였다. 그림 1은 pilot-scale plant의 보일러를 포함한 전단의 개략도를 나타내었다.
  • 그러나 습식세정 방식은 세정 대상의 구분 없이 적용이 용이한 반면, 다량의 폐수발생으로 인한 환경오염, 공기 출구 온도의 하강, 추가적 건조시간 필요, 세정 효율감소 및 코팅 층의 탈락 등의 여러 문제점들을 가진다[1-2]. 이에 본 연구에서는 친환경적인 기술로 각광받고 있는 CO2 드라이아이스 세정을 적용하였고, 공정변수를 조절하여 기존 세정방법의 문제점들을 해결하고자 하였다. 그러나, 모든 발전소들은 현재 발전효율의 향상을 위해 주기적으로 Soot blower를 병행하고 있어, APH 막힘이 발생되기 까지는 장시간을 필요로 한다.
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