유동층 반응기에서 세 가지 석회석의 CO₂ 흡수능력에 미치는 반복횟수와 SO₂ 농도의 영향

류호정,Ryu, Ho-Jung 한국공업화학회 2006 공업화학 Vol.17 No.1

유동층 반응기에서 세 가지 석회석의 $CO_2$ 흡수능력에 미치는 반복횟수와 $SO_2$ 농도의 영향을 연구하였다. 측정된 $CO_2$ 흡수능력은 반복횟수가 증가하고 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 한편 $SO_2$ 흡수능력은 반복횟수와 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 총괄칼슘이용률은 반복횟수가 증가함에 따라 감소하였으나 총괄칼슘이용률에 대한 $SO_2$ 농도의 영향은 석회석의 종류에 따라 다른 경향을 나타내었다. Strassburg 석회석의 경우 총괄칼슘 이용률은 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 감소하는 반면, Luscar 및 단양 석회석의 경우에는 본 연구의 실험범위 내에서 $SO_2$ 농도에 무관한 경향을 나타내었다. 본 연구의 실험결과에 의하면 연소배가스 중 $SO_2$의 존재는 석회석의 $CO_2$ 흡수능력을 감소시키며 석회석의 황하반응 경향이 $CO_2$ 흡수능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다. Effects of multiple-cycle operation and $SO_2$ concentration on $CO_2$ capture characteristics of three limestones were investigated in a fluidized bed reactor. For each of these sorbents, the measured $CO_2$ capture capacity decreased as the number of cycles increased and as the $SO_2$ concentration increased. On the other hand, the $SO_2$ capture increased with the increased number of cycles and the $SO_2$ concentration. The total calcium utilization decreased as the number of cycles increased, but the effect of $SO_2$ concentrations on the total calcium utilization depended on the type of limestone. For Strassburg limestone, the total calcium utillization decreased with increasing $SO_2$ concentration. However, for Luscar and Danyang limestones, the total calcium utilization was almost independent of $SO_2$ concentration for the range investigated. The results showed that $SO_2$ in flue gas reduced the $CO_2$ capture capacity of limestone and that the sulfation pattern affected the $CO_2$ capture capacity.

회수증진 수성가스화 시스템의 공정구성 및 조업조건 선정

류호정 한국수소및신에너지학회 2009 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.20 No.2

To check feasibility of SEWGS(Sorption Enhanced Water Gas Shift) system, conceptual design and sensitivity analysis of operating variables have been investigated based on a design program of two- interconnected fluidized bed. Based on the conceptual design results, the optimum configuration for SEWGS was considered. Among three configurations, bubbling beds system was selected as the best configuration. Process design results indicate that the SEWGS system is compact and feasible. Based on the selected operating conditions, the effects of variables such as pressure, CO₂ capture capacity, solid inventory, CO conver sion and CO₂ capture efficiency have been investigated as well.

연소 전 CO₂ 회수를 위한 SEWGS 공정의 통합 연계운전

류호정,이동호,이승용,박영철,조성호 한국에너지학회 2013 한국에너지공학회 학술발표회 Vol.2013 No.11

산소공여입자에 의한 석탄의 직접연소 특성

류호정,이충원,이동호,배달희,이승용,박영성 한국수소및신에너지학회 2014 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.25 No.1

Direct combustion characteristics of coal and oxygen carrier were measured in the thermogravimetricanalyzer using four coals and two different oxygen carriers. The direct combustion efficiency decreased in orderof Roto, Kideco, Sunhwa and Hyper coal for both oxygen carriers. Moreover, OCN703-1100 oxygen carrier showedbetter combustion efficiency than OCN706-1100 oxygen carrier for all four coals. The reduction characteristicsof two oxygen carriers for CH4, CO and H2 gases were measured in the thermogravimetric analyzer to investigatewhy OCN703-1100 oxygen carrier showed better combustion efficiency than OCN706-1100 for all coals. TheOCN703-1100 oxygen carrier represented higher reduction rate than OCN706-1100 for all reducing gases. Moreover, the total pore area and the porosity of OCN703-1100 were higher than those of OCN706-1100 oxygencarrier. The total volatile gas and volatile components of four coals were measured in a batch type fluidized bedreactor to investigate why the direct combustion efficiency decreased in order of Roto, Kideco, Sunhwa and Hypercoal for both oxygen carriers. The direct combustion efficiency was proportional to the total amount of (CH4+CO+H2) produced during devolatilization of coals.

SEWGS 시스템을 위한 WGS 촉매들의 CO 전환 특성

류호정,박지혜,이동호,박재현,배달희 한국수소및신에너지학회 2015 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.26 No.2

Reactivity of commercial WGS catalyst(MDC-7) and four new catalysts(RMC-3, PC-73, PC-67SU, PC-59) manufactured with various compositions by Korea Electric Power Research Institute(KEPCO RI) were compared to select suitable WGS catalyst for SEWGS system. Steam/CO ratio, gas velocity, flow rates of syngas, and temperature were considered as operating variables. As a result, MDC-7 catalyst showed the highest CO conversion and RMC-3 catalyst showed also high CO conversion. Therefore, MDC-7 and RMC-3 catalysts were selected as applicable catalysts. However, PC-73 catalyst showed low CO conversion at low temperature(200℃) but showed good reactivity at high temperature(225~250℃), and therefore, PC-73 catalyst was selected as applicable catalyst for high temperature operation. Continuous operations up to 24 hours for those three catalysts(MDC-7, RMC-3, PC-73) were conducted to check reactivity decay of catalysts. All three catalysts maintained their original reactivity.

SEWGS 시스템을 위한 WGS 촉매의 반응성에 미치는 수소 전 처리 방법의 영향

류호정,박지혜,이동호,선도원,이영우 한국수소및신에너지학회 2014 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.25 No.4

Thermal shock or overheating of WGS catalyst for SEWGS system during hydrogen pre-treatmentcan cause reactivity decay of the catalyst. To select appropriate pre-treatment condition, temperature profiles ofcatalyst bed (or outside fluidized particle bed of bed insert) during pre-treatment were measured and then COconversions of those catalysts during WGS reaction were also measured and compared. Drastic overheating ofcatalyst took place when we reduce catalyst at fixed bed condition and these catalysts showed low CO conversionduring WGS reaction. On the contrary, there was no overheating of catalyst at fluidized bed condition not onlyphysical mixing case but also bed insert case. Spring type bed insert showed acceptable CO conversion even atlow WGS content. Consequently, feasibility of high CO conversion without decay of reactivity of catalyst andholding the WGS catalyst inside the SEWGS reactor as tablet shape were confirmed using spring type bed insert.

CO₂ 원천분리를 위한 케미컬루핑 연소기술 개발

류호정,조성호,이도연,남형석,황병욱,김하나,백점인 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0

케미컬루핑 연소기술(Chemical Looping Combustion Technology)은 두 개의 반응기(공기반응기, 연료반응기) 사이를 순환하며 산소를 주고받는 금속매체를 이용하여, 공기에 의한 금속매체의 산화반응과 연료에 의한 금속산화물의 환원 반응이 별개의 반응기에서 일어나게 하여 공기반응기에서는 NOx의 발생이 없고 연료반응기에서는 CO₂와 H₂O만을 발생시킴으로써 별도의 CO₂ 분리설비 없이 배출가스 중의 H₂O 응축만으로 고농도의 CO₂를 분리회수 할 수 있는 연소 중 CO₂ 포집기술의 하나이다. 케미컬루핑 연소기술의 개발을 위해서는 고성능, 저비용의 산소전달입자 개발과 함께 두 반응기 사이의 고체순환이 가능하고 기체의 혼합을 최소화할 수 있는 유동층 공정의 개발이 필수적이다. 최근에는 케미컬루핑 연소를 이용한 발전플랜트의 성능향상을 위해 고압 운전기술이 개발되고 있으며 이를 통해 스팀터빈과 가스터빈을 함께 구동하는 발전 시스템에 적용하고자 하는 연구가 진행 중이다. 본 발표에서는 우리나라의 케미컬루핑 연소기술 개발 동향을 소개하고자 하며 최근에 개발된 산소전달입자를 이용한 실험결과도 함께 소개하고자 한다.

매체순환식 가스연소기 산소공여입자의 최소유동화속도 및 고속유동층으로의 전이유속

류호정,임남윤,배달희,진경태 한국화학공학회 2003 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.41 No.5

기포유동층과 고속유동층의 2탑 연결 가압순환유동층으로 조업되는 매체순환식 가스연소기의 설계와 조업조건 선정을 위해 산소공여입자의 최소유동화속도와 고속유동층으로의 전이유속을 측정 및 고찰하였다. 층물질로 매체순환식 가스연소기의 산소공여입자인 NiO/bentonite (평균입경 : 0.181 mm, 입자밀도 : 4,080 kg/㎥)를 사용하여 가압 기포유동층(내경 0.052 m, 높이 1.66 m)에서 층압력강하를 측정하여 온도(25-1,000℃)와 압력(1-6 atm)의 변화에 따른 최소유동화속도의 변화를 측정 및 고찰하였고 고온순환유동층(내경 0.02 m, 높이 2.0 m)에서 emptying time method에 의해 고속유동층으로의 전이유속(U_(tr))에 대한 온도(25-600℃)의 영향을 측정 및 고찰하였다. 측정된 최소유동화속도는 온도와 압력이 증가함에 따라 감소하였으며, 고속유동층으로의 전이유속은 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 최소유동화속도와 고속유동층으로의 전이유속에 대한 본 실험의 측정값을 기존의 상관식과 비교하였으며 기존 상관식을 바탕으로 수정된 상관식을 제시하였다. In order 10 design and select appropriate operating conditions for the practical operation of chemical-loaping combustor, which consists of two interconnected fluidized beds (bubbling fluidized bed and fast fluidized bed), minimum fluidization velocity and transition velocity to fast fluidization were measured and investigated. Oxygen carrier particle of NiO bentonite particle (specific surface mean diameter: 0.181 mm, particle density: 4,080 ㎏/㎥) was used as a bed material. The minimum fluidization velocity was determined by measuring the bed pressure drop in the pressurized fluidized bed (0.052 m i.d. and 1.66 m high) with variations of temperature (25-1,000℃) and pressure (1-6 atm). The transition velocity from bubbling to fast fluidization was determined by means of emptying tim method in the high temperature circulating fluidized bed (0.02 m i.d. and 2.0 m high) with variation of temperature (25-600℃). The measured minimum fluidization velocity was increased with increasing temperature and pressure. The measured transition velocity to fast fluidization was increased with increasing temperature. The previous correlations on the minimum fluidization velocity and transition velocity to fast fluidization were compared with the present measured values to develop new correlation.

기체유동층에서 축방향 고체체유량분포 모델

류호정,최정후,김상돈,손재익 ( Ho Jung Ryu,Jeong Hoo Choi,Sang Done Kim,Jae Ek Son ) 한국화학공학회 1996 화학공학의이론과응용 Vol.2 No.2

가압열중량분석기를 이용한 국내무연탄의 연소특성 해석

류호정,한근희,진경태,이계봉,최정후 한국에너지학회 2001 에너지공학 Vol.10 No.3

가압열중량분석기를 이용하여 비등온법에 의해 상온부터 100$0^{\circ}C$까지 온도를 상승시키면서 압력(1~l6기압)과 승온속도(heating rate, 15, 20, $25^{\circ}C$/min)의 변화에 따른 국내무연탄의 연소반응특성을 측정 및 해석하였다. 주어진 승온속도에서 압력이 증가함에 따라 반응속도가 증가하였으며 이와 같은 경향은 압력 증가에 따른 활성화에너지의 감소 때문으로 사료되었다. 압력이 1기압에서 16기압으로 증가함에 따라 Freeman과 Carroll$^{[11]}$ method에 의해 결정된 반응차수는 1.04에서 1.30차까지 선형적으로 증가하였으며 활성화에너지는 47.37㎉/mol에서 14.42kca1/mol로 감소하였다. Combustion characteristics of domestic anthracite coal were observed by high-pressure thermogravimetric analyzer with variation of pressure (1~16 atm) and heating rate (15, 20, $25^{\circ}C$/min) with non-iso-thermal method (temperature range : 25~100$0^{\circ}C$). Measured combustion reaction rate increased with increasing pressure. This result could be explained by the fact that the activation energy of coal combustion decreased with increasing pressure. Reaction order of coal combustion determined by Freeman and Carroll$^{[11]}$ method linearly increased from 1.04 to 1.30 and activation energy decreased from 47.37 to 14.42 Kcal/mol as pressure increased from 1 to 16 attn.