석탄가스/액화

추진목적

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 구성

태양광의 특징 및 시스템 구성도
단점 장점
  • 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 요구
  • 고효율 발전
  • SOx를 95%이상, NOx를 90% 이상 저감하는 환경친화기술
  • 유지보수가 용이, 무인화 가능
  • 다양한 저급연료(석탄, 중질잔사유, 폐기물 등)를 활용한 전기생산 가능, 화학플랜트 활용, 액화연료 생산 등 다양한 형태의 고부가가치의 에너지화

시스템 구성도

  • 석탄이용기술은 가스화부, 가스정제부, 발전부 등 3가지 주요 Block과 활용 에너지의 다변화를 위해 추가되는 수소 및 액화연료부 등으로 구성됨
가스화부 : 석탄, 잔사유, 코크스, 바이오메스, 폐기물 및 산소(공기분리기) → 가스화기 → 고체폐기물 / 정제부 : 집진 → 합성가스정제(CO2 배출) → 황회수 / 수소 및 액화연료부 : 수성가스변위반응 → 합성가스전환 → 합성연료, 화학연료 (수성가스변위반응에서 합성가스전환으로 가는 과정에서 분리시 CO2배출 및 수소 → 수송연료, 연료전지 → 전력) / 발전부 : 연소기 → 가스터빈 → 베가스 → 열회수, 증기발생기 → 증기터빈 (가스터빈 → 발전기 → 전력, 열회수 및 증기발생기 → 베가스 → CO2 폐수분리 → 연돌, 증기터빈 → 발전기 → 전력

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
석탄(가열), 수증기 및 공기 → 석탄가스화기(Tar, Ash 배출) → (생성가스) → H₂, CO, CO₂, CH₄, N₂ 등 혼합가스

가스정제공정

  • 생성된 합성가스를 고효율 청정발전 및 청정에너지에 사용할 수 있도록 오염가스와 분진(H2S, HCl, NH3 등) 등을 제거하는 기술
석탄 → 가스화기 → 산소, 증기 / 가스화기 → 가스냉각장치(폐수는 폐수처리장치로) → 집진장치(미분연 재순환시 가스화기로 돌아감) → 탈황장치(폐수는 폐수처리장치로, 유황 배출) → 가스터빈

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
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