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석탄/바이오매스 혼소 및 첨가제 적용 시 생성되는 Slag 생성특성 해석
채태영(Tae Young Chae),박지선(Ji Seon Park),양원(Won Yang),이재욱(Jae Wook Lee) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
상용 소프트웨어인 FactSage 7.3프로그램을 이용하여 석탄/바이오매스 혼소 및 첨가제 투입 시 발생하는 Slag 특성 변화를 예측 분석하였다. 이를 실험 결과와 비교하여 slag 증가 원인을 분석하는 연구를 진행하였다. 석탄과 바이오매스를 혼소 할 경우, 보일러 내부에 slag가 증가하여 열효율이 감소하게 된다. 그러나 첨가제를 사용하여 연소를 진행시키면 첨가제의 종류에 따라 연료에 포함된 ash 성분과 반응하여 용융점이 높거나 낮은 화합물을 생성시킬 수 있다. 이때, 용융점이 높은 화합물을 생성하게 되면 slag를 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 최적의 첨가제를 선택한다면 사용되고 있는 연료의 구성 성분에 따라 slag 생성량이 감소할 것으로 사료된다. 따라서 실험에서 사용한 연료 특성에 대한 충분한 이해를 바탕으로 첨가제와의 반응 연구를 추가로 수행할 예정이다.
전산유동해석을 이용한 100㎿<SUB>e</SUB> 규모 석탄 순산소 연소 실증플랜트의 설계 및 운전조건 평가
채태영(Tae-Young Chae),박상현(Sang-hyun Park),홍재현(Jae-hyeon Hong),양원(Won Yang),류창국(Changkook Ryu) 한국연소학회 2010 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.41
As one of the main technologies for carbon capture and storage, oxy-coal combustion is being developed for demonstration in Korea. This study presents the results of numerical simulation for combustion in a wall fired 100㎿e boiler proposed for initial design of the demonstration plant. Using a commercial CFD code, the detailed combustion, flow and heat transfer characteristics were assessed both for air mode and oxy mode combustion. The results show that dual mode operation can be achieved in the current wall-fired boiler configuration with 12 burners of 30 ㎿th each, but the differences in the wall heat flux and temperature between the two combustion modes need to be considered in the design and operation. Further development for the boiler design is required.
채태영(Tae-Young Chae),박상현(Sang-hyun Park),홍재현(Jae-hyeon Hong),예인수(In-soo Ye),양원(Won Yang),류창국(Changkook Ryu) 한국연소학회 2010 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.40
Due to limited experiences on oxy-coal combustion, designing the burners or boilers requires the use of computational fluid dynamics(CFD) for assessment of various design parameters. The simulations of coal combustion have to consider numerous phenomena for production of reliable results. However, the input parameters for coal combustion processes, gaseous reactions and radiative heat transfer are not easy to determine. This study assessed the key simulation methods for oxy-coal combustion: reaction model (mixture fraction model or species transport model) and particle size, while using the typical parameters for devolatilization and char combustion available in a commercial CFD code, FLUENT. Comparison with existing data in literature suggested that the use of mixture fraction model with distributed particle sizes is preferred over the species transport model and uniform particle size. Application of such simulation methods generated reasonable results for recent test data at KEPRI. Further investigation is required on the development of a model suitable for the gas absorption coefficient at oxy-coal combustion conditions.
채태영(Tae-Young Chae),나익환(Ik-hwan Na),류창국(Chang-kook Ryu),양원(Won Yang) 한국연소학회 2010 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.40
This study is aimed to compare results of computational fluid dynamics and experimental results by non-catalytic partial oxidation of methane. The experiment result, pure oxygen burner was used and experiment was performed by measuring syngas concentration for various stoichiometric ratios. Based on experiments pilot scale reformer were employed and its parameter was resulted by using fluent 6.3. The simulation results similar that experimental results, and we confirmed the simulation of tthe internal reformer. In this study will be helped design modification of reformer.
채태영(Tae-Young Chae),이용운(Yong-Woon Lee),양원(Won Yang) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계
최근 정부의 정책 변화로 바이오매스의 석탄화력 발전소에서 활용이 크게 증가하지는 않지만, 여전히 많은 석탄 화력 발전소에서 혼소 연료로 사용 하고 있다. 바이오매스는 섬유질 구조로 인해 기존의 화력 발전의 미분기로 분쇄되면서 연료의 입도가 증가되며 보일러의 연소 효율 저감, 미분기 전력 소모량 증가 등의 다양한 장애가 발생한다. 따라서, 바이오매스를 석탄과 혼소하여 활용할 경우 정확한 분쇄성 측정을 통해 미분기 운전 조건을 확립해야한다. 기존 석탄의 분쇄성은 HGI (Hardgrove grindability index) 기법을 통해 측정되며, 우드펠릿의 경우 TTBGI (Thermally treated biomass grindability index) 기법을 통해 분쇄성을 측정한다. 하지만, 석탄과 우드 펠릿의 혼합 조건에 따른 분쇄성 측정 방법은 개발되지 않았다. 본 연구는 석탄과 우드 펠릿의 혼합 비율에 따른 분쇄성 특성을 분석하는 목적을 가지고 있다. 질량 기준 측정 방법인 석탄의 HGI 측정 기법과 체적 기준의 측정 방법인 바이오매스 측정 기법은 혼합하여 새로운 측정 기법을 개발하였다. 또한, 우드펠릿과 석탄의 분쇄성 측정과 관련된 상관 관계식을 도출하였다.
최종균(Chong-Gun Choi),채태영(Tae Young Chae),양원(Won Yang) 한국연소학회 2010 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.40
Important considerations for design of a combustion system in an oxy-PC power plant, which includes pulverizer, ducts for coal transport, burners and furnace are summarized in this paper. In an oxy-PC power plant of 1st generation, design of the combustion system is based on design procedure of conventional air-firing system. In this paper, considerations for determining main parameters such as oxygen concentrations in primary/secondary oxidizer stream, and dehumidification in the flue gas are suggested and their effects on FEGT (furnace exit gas temperature) are evaluated.
나익환(Ik-hwan Na),채태영(Tae-young Chae),방병열(Byoung-yeol Bang),양원(Won Yang) 한국연소학회 2009 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.38
Noncatalytic partial oxidation of methane for producing synthesis gas was studied in a lab-scale experimental apparatus. Partial oxidation developed for high-temperature, fuel-rich combustion and it is exothermic process. but Steam reforming is highly endothermic process to need much energy. Noncatalytic partial oxidation of methane is affected by temperature and equivalent ratio, so we studied effect about composition of synthesis gas at lab scale reactor. We used electronic heater to control the temperature of reactor. The quality of synthesis gas is improved and reduced heat value to require at Noncatalytic partial oxidation because the reacting temperature is lower at oxy condition.