산화제 조건에 따른 미분탄의 순산소 연소 특성 연구

Abstract

전 세계적으로 지구온난화의 심각성이 대두되고 있으며 지구온난화에 의한 기후변화에 대처하기 위해 온실가스의 주된 배출원인 화력발전을 대상으로 한 이산화탄소의 배출 저감 및 회수기술이 다양하게 연구 및 시범 적용되고 있다. 미분탄 화력발전에서 배출되는 CO₂의 회수를 위한 순산소 연소기술은 연소 후·전 회수기술에 비해 연구개발의 역사는 짧으나 기술 적용에 있어서 극복하기 어려운 병목기술이 상대적으로 적어서 중·장기적 관점에서의 기후변화 대응기술로 간주되고 있다. 본 연구를 통해 화력발전 적용을 위한 미분탄의 순산소 연소특성에 관한 기초적인 연구를 수행하였다. 먼저 열중량분석법(TGA)과 DTF(drop tube furnace)를 이용하여 미분탄의 산화제 조성에 따른 반응 특성의 차이를 규명하고자 하였으며 DTF 실험시 분산의 영향을 고려하기 위한 연구를 하였다. 열중량분석 실험을 통해 미분탄이 O₂ 20% 이상의 조건시 O₂의 증가에 따라 char 연소반응율을 보다 촉진하는 것을 확인하였으며 DTF 실험시 분산의 영향에 따라 미분탄이 주반응부에서 고르게 분포되어야 신뢰있는 실험 결과를 얻을 수 있음을 알았다. 또한 공기연소시 낮은 CO₂ 농도에 비해 순산소 연소시 90%이상의 고농도의 CO₂를 쉽게 회수할 수 있음을 확인하였다.; There is growing concern that carbon dioxide(CO₂) emissions are contributing to global climate change. Therefore, The research about capture and reduce of CO₂ emission on pulverized coal power plant have been conducted. Especially, Oxy-fuel combustion technology is applied to the pulverized coal fired power generation for CO₂ recovery. An experimental study was conducted on the combustion characteristics of pulverized coal in oxidant conditions using TGA and DTF facilities and about the effects of pulverized coal dispersion in DTF on its combustion characteristics. As results, it were found that the rate of devolitilation is nearly independent on the O₂ concentration if it is over 20% but the char burning rate is a sensitive function of O₂ percent, and the two rates can be controlled by O₂ concentration in order to be similar with those of air combustion case. The effects of coal dispersion in DTF were found that the coal combustion is very sensitive. Additionally it was tried to obtain several data on oxygen combustion of coal and high concentration CO₂ over 90% could be easily captured.