초록 ▼

건조-반탄화에 의한 저등급석탄/바이오매스 혼합연료 제조 및 가스화 활용 기술 개발

Ⅱ. 과제의 목표 및 내용
1. 배경 및 필요성
- 바이오매스 연료는 탄소중립적인 환경적 장점에도 불구하고 단위 열량당 부피가 크고 운송비가 많이 소요되며, 분쇄, 공급 등의 어려움이 있어 연료로의 활용이 제한적임.
- 저등급 석탄의 경우 풍부한 매장량과 저렴한 가격에도 불구하고, 높은 수분함량으로 기존 에너지화 시스템에서 활용이 어려움.
- 따라서, 본 연구에서는 저등급 석탄의 건조 및 바이오매스의 반탄

건조-반탄화에 의한 저등급석탄/바이오매스 혼합연료 제조 및 가스화 활용 기술 개발

Ⅱ. 과제의 목표 및 내용
1. 배경 및 필요성
- 바이오매스 연료는 탄소중립적인 환경적 장점에도 불구하고 단위 열량당 부피가 크고 운송비가 많이 소요되며, 분쇄, 공급 등의 어려움이 있어 연료로의 활용이 제한적임.
- 저등급 석탄의 경우 풍부한 매장량과 저렴한 가격에도 불구하고, 높은 수분함량으로 기존 에너지화 시스템에서 활용이 어려움.
- 따라서, 본 연구에서는 저등급 석탄의 건조 및 바이오매스의 반탄화 후 혼합 성형하여 고열량/고밀도로 고품위화된 고체연료를 제조하는 기술 개발을 수행함.
- 인도네시아 등과 같은 저등급 석탄과 바이오매스 자원이 풍부한 지역에 설치될 연료 고품위화 시설은 일반적으로 외지에 위치하여, 독립적인 에너지 공급 설비가 필요함. 따라서, 분산형 열, 전기 생산이 가능한 가스화 시설을 접목시킴으로써 독립적인 연료 및 에너지 생산시설 활용 기술 개발이 필요함.
- 혼합연료 브리켓을 분쇄 없이 직접 적용이 가능한 연료 다변형 경사 그레이트 방식의 가스화기를 통한 기존의 개별적인 연료 대비 에너지 생산 효율을 비교함으로써 활용 가능성을 검증하며, 최적 활용 조건 도출이 필요함.


고성능 Fischer-Tropsch 촉매 제조를 위한 원천핵심기술 개발

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
2-3차년도의 연구결과를 통해서 (i) LTFT에 우수한 성능을 나타내는 ferrihydrite계 촉매를 개발하였고, (ii) LTFT용 ferrihydrite계 촉매에서 C₃₊ 탄화수소의 선택도 및 생산성을 향상시키기 위한 최적의 활성화 방식을 개발하였다. 또한 (iii) 컴퓨터 시뮬레이션을 바탕으로, HTFT용 Fe계 촉매에서 고성능 구현이 가능한 조촉매 종류 및 첨가량을 디자인하였고, (iv) 탄소가 코팅된 철-카바이드 나노입자 합성을 통해 세계최고수준의 성능을 나타내는 HTFT용 Fe계 촉매 개발에 성공하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 파일럿급 FT 공정 활용을 위한 청정연료 테스트베드 구축 및 활용사업에 적용이 가능하며, 이를 통해 상호간에 시너지를 극대화할 수 있을 것으로 기대된다.


저급탄 이용 소규모 에너지전환용 핵심 요소기술 개발

Ⅱ. 과제의 목표 및 내용
1. 배경 및 필요성
- 저급탄의 효율적인 이용기술 보유로 매장량이 풍부한 저급탄 에너지자원 확보에 유리한 거점
- 고효율-중소형 에너지 수요의 증가에 따라 공급기술의 개발과 관련 기술 산업육성 필요
- 에너지원의 공급량이 변동해도 경제적으로 액화할 수 있는 다채널 컴팩트 핵심기술
- 석유 대체용 청정연료 생산으로 국가 에너지 안보 확보와 에너지 저장을 위한 컴팩트 액화 기술 개발과 기술 수출
- 컴팩트 액화 기술에서 필요한 촉매 장기 안정성, 운전중 성능 저하 및 반응기 내구성을 개선해야 할 사항이 많음
- 에너지기술개발 로드맵에 부응하는 차세대 가스화기술로 촉매 유동층 가스화, 석탄에 따른 촉매 DB확보, 소규모이며 효율적인 에너지 전환기술 확보 필요
- KIER의 전략기술 중 하나인 청정석탄기술 확보와 에너지 안보에 기여
- 중소규모 분산된 에너지 자원을 확보하기 위한 로컬 에너지 개발로서, 석탄가스의 공급량 변화에 연동하여 최적 운전이 가능한 다채널 컴팩트 액화 기술

Abstract ▼

Development of Source-Core-Technology for Preparation of High-Performance Fischer-Tropsch Catalysts

Ⅳ. Result and Recommendations
Outstanding findings in the 2nd-3rd years of this study are as follows: (i) development of ferrihydrite-based catalysts which exhibit high performance for LTFT,

Development of Source-Core-Technology for Preparation of High-Performance Fischer-Tropsch Catalysts

Ⅳ. Result and Recommendations
Outstanding findings in the 2nd-3rd years of this study are as follows: (i) development of ferrihydrite-based catalysts which exhibit high performance for LTFT, (ii) development of optimized activation routes for enhanced C₃₊ hydrocarbon selectivity and productivity over the ferrihydrite-based LTFT catalysts, (iii) design of promoters for iron-based HTFT catalysts based on computer simulation, and (iv) successful development world top-class iron-based HTFT catalysts by fabricating iron-carbide nanoparticles coated by carbon. The results, obtained in this study, are expected to show great synergy when they are applied to the clean fuel test-bed project for development of pilot-scale FT processes.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 5
• 건조-반탄화에 의한 저등급석탄/바이오매스 혼합연료 제조 및 가스화 활용 기술 개발 ... 7
• 표지 ... 7
• 목차 ... 9
• 2015년도 주요사업 연차평가 보고서 ... 11
• Ⅰ. 일반현황 ... 11
• Ⅱ. 과제의 목표 및 내용 ... 12
• Ⅲ. 추진 전략 ... 14
• Ⅳ. 추진 실적 ... 16
• Ⅴ. 향후 계획 ... 40
• 고성능 Fischer-Tropsch 촉매 제조를 위한 원천핵심기술 개발 ... 41
• 표지 ... 41
• 요약문 ... 43
• SUMMARY ... 45
• CONTENTS ... 47
• 목차 ... 48
• 그림목차 ... 49
• 표목차 ... 53
• 제1장 서론 ... 55
• 제1절 기술의 개요 ... 55
• 제2절 기술개발의 필요성 ... 55
• 제3절 연구목표 및 달성내역 ... 56
• 제2장 LTFT용 고성능 촉매 개발 ... 58
• 제1절 침전법 기반의 촉매 제법 최적화 ... 58
• 제2절 활성화 공정 최적화 ... 65
• 제3장 고온 피셔-트롭쉬 합성 반응용 촉매 개발 ... 82
• 제1절 조촉매 첨가를 통한 반응성 향상 ... 82
• 제2절 탄소 코팅을 통한 반응성 및 안정성 향상 ... 102
• 제4장 결론 ... 115
• 참고문헌 ... 117
• 저급탄 이용 소규모 에너지전환용 핵심 요소기술 개발 ... 121
• 표지 ... 121
• 목차 ... 123
• 2015년도 주요사업 연차평가 보고서 ... 125
• Ⅰ. 일반현황 ... 125
• Ⅱ. 과제의 목표 및 내용 ... 126
• Ⅲ. 추진 전략 ... 128
• Ⅳ. 추진 실적 ... 130
• Ⅴ. 향후 계획 ... 160
• 끝페이지 ... 161