석탄가스액화:신재생에너지원 중에서 석탄가스액화에 대해 설명합니다.

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개요

석탄(중질잔사유)가스화

  • 가스화 복합발전기술(IGCC:Integrated Gasification Combined Cycle)은 석탄, 중질잔사유 등의 저급원료를 고온·고압의 가스화기에서 수증기와 함께 한정된 산소로 불완전연소 및 가스화시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스를 만들어 정제공정을 거친 후 가스터빈 및 증기터빈등을 구동하여 발전하는 신기술

석탄액화

  • 고체 연료인 석탄을 휘발유 및 디젤유 등의 액체연료로 전환시키는 기술로 고온 고압의 상태에서 용매를 사용하여 전환시키는 직접액화 방식과, 석탄가스화 후 촉매상에서 액체연료로 전환시키는 간접액화 기술이 있음

특징 및 시스템 구성도

특징

석탄가스의 특징
장점 단점
  • 고효율 발전
  • SOx를 95%이상, NOx를 90% 이상 저감하는
    환경친화기술
  • 다양한 저급연료(석탄, 중질잔사유, 폐기물 등)를
    활용한 전기생산 가능, 화학플랜트 활용, 액화연료
    생산 등 다양한 형태의 고부가가치의 에너지화
  • 소요 면적이 넓은 대형 장치산업으로 시스템 비용이 고가이므로 초기 투자비용이 높음
  • 복합설비로 전체 설비의 구성과 제어가 복잡하여
    연계시스템의 최적화, 시스템 고효율화, 운영 안정화 및 저비용화가 요구됨

시스템 구성도

  • 석탄이용기술은 가스화부, 가스정제부, 발전부 등 3가지 주요 Block과 활용 에너지의 다변화를 위해 추가되는 수소 및 액화연료부 등으로 구성됨

석탄이용 기술의 구성

  • 가스화부:석탄,잔사유,코크스,바이오매스,폐기물을 가스화하고 고체폐기물을 배출함
  • 정제부:합성가스를 정제하여 이산화탄소를 분리하고 황회수를 배출함.
  • 발전부:연소기,가스터빈,베가스,열회수증기발생기,증기터빈시설, 연료전지가 있고 이산화탄소와 폐수를 분리함. 전력으로 이어짐.
  • 수소 및 액화연료부:수성가스변위반응으로 합성가스를 전환, 합성연료와 화약연료를 생성함.

기술의 분류

석탄가스화기술

  • 석탄을 고온·고압 상태의 가스화기에서 한정된 산소와 함께 불완전연소시켜 CO와 H2가 주성분인 합성가스를 생성하는 기술로 전체 시스템 중 가장 중요한 부분으로 석탄 종류 및 반응조건에 따라 생성가스의 성분과 성질이 달라지며 건식가스화 기술과 습식가스화 기술이 있음

석탄가스화 과정

석탄가스화기에서 석탄을 가열하고 수증기와 공기가 반응하여 H2, CO1, CO2, CH4, N2 등 혼합가스가 생성됨. 이 과정에서 Tar와 Ash배출됨.

가스정제공정

  • 생성된 합성가스를 고효율 청정발전 및 청정에너지에 사용할 수 있도록 오염가스와 분진(H2S, HCl, NH3 등) 등을 제거하는 기술

가스정제 과정

석탄, 집진장치에서 미분연 재순환되는 경우 가스화기를 통해 산소와 증기가 발생되거나 가스냉각장치로 이동되고 집진장치와 탈황장치를 차례로 거쳐 가스터빈으로 옮겨짐. 이러한 정제과정중 배출되는 폐수와 유황은 폐수처리장치로 이동됨.

가스터빈 복합발전 시스템(IGCC)

  • 정제된 가스를 사용 1차로 가스터빈을 돌려 발전하고, 배기 가스열을 이용하여 보일러로 증기를 발생시켜 증기터빈을 돌려 발전하는 방식

수소 및 액화연료 생산

  • 연료전지의 원료로 사용할 수 있도록 합성가스로부터 수소를 분리하는 기술과 생성된 합성가스의 촉매 반응을 통해 액체연료인 합성석유를 생산하는 기술

담당부서 및 연락처

신재생에너지센터 신재생에너지육성실

  • [석탄가스화·액화]이상철 (031-260-4660)

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