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폐기물의 플라즈마 가스화 - 고순도 수소회수 파일럿 플랜트 계획
김영석(Kim, Young-Suk),이진호(Lee, Jin-Ho),차재준(Cha, Jae-Joon),황순모(Hwang, Soon-Mo),정성재(Jeong, Seong-Jae) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.06
생활폐기물을 플라즈마 가스화하고 얻어지는 합성가스로부터 수소를 생산하는 파일럿플랜트 건설 계획을 소개한다. 이 파일럿플랜트는 현재 가동 중인 청송군의 10톤/일급 플라즈마 가스화 시설을 고농도 합성가스를 생산하는 시설로 변경하고 수소전환반응기와 수소 PSA 장치를 부착하여 99.999% 순도의 수소 200Nm³/h을 생산하여 연료전지 발전하는 것으로 계획되어 있다. 이 파일럿플랜트는 20Nm³/h 급의 폐기물 플라즈마 가스화 - 고순도 수소 생산 기술개발 완료에 이은 상용화 실증 시설이다.
이진호(Lee, Jin-Ho),김영석(Kim, Young-Suk),도철진(Do, Chul-Jin),황순모(Hwang, Soon-Mo),정성재(Jeong, Seong-Jae) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.11
폐기물의 플라즈마를 이용한 열분해-가스화-용융 처리공정은 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 얻을 수 있고, 이 합성가스를 WGS 반응과 PSA 공법을 이용하면 고순도 수소로의 전환 및 회수가 가능하다. (주)애드플라텍에서는 자체 보유하고 있는 3톤/일급 플라즈마 폐기물 처리설비와 수소 정제/회수시스템을 연계하여, 폐기물로부터 고순도 수소 생산 (20Nm³/h 이상)을 위한 플라즈마 폐기물 처리 수소 생산 통합시스템 개발을 진행하고 있다. 합성가스 내 질소 농도를 낮추기 위해 산소를 매질로 하는 100kW급 산소 플라즈마 토치를 제작 하였다. 수소 정제/회수 시스템은 폐기물의 플라즈마 처리 후의 합성가스 생성량과 조성의 변화에 대응할 수 있도록 하였으며 WGS 반응기로 들어가는 합성가스를 가스 컴프레서를 통하여 최대 10기압으로 승압시키고, 고농도 일산화탄소의 효과적인 제거 및 열 회수 극대화가 이루어질 수 있는 최적의 가스처리 시스템으로 구현되도록 하였다. 설치 완료된 WGS 반응기의 성능시험이 플라즈마 처리설비와 연계하여 수행되었으며 WGS 반응기를 거친 일산화탄소의 농도는 1.5% 미만으로 분석되었다. 차기 년도에 설치/가동 예정인 수소 생산용 PSA는 최대 10기압 운전 및 상압재생 방식으로 운전되며 생산된 수소는 최소 99.99%이상의 고순도를 유지할 것으로 기대된다.
이진호(Lee, Jin-Ho),김영석(Kim, Young-Suk),도철진(Do, Chul-Jin),황순모(Hwang, Soon-Mo),정성재(Jeong, Seong-Jae) 한국신재생에너지학회 2007 신재생에너지 Vol.3 No.4
폐기물의 플라즈마를 이용한 열분해-가스화-용융 처리공정은 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 얻을 수 있고, 이 합성가스를 WGS 반응과 PSA 공법을 이용하면 고순도 수소로의 전환 및 회수가 가능하다. (주)애드플라텍에서는 자체 보유하고 있는 3톤/일급 플라즈마 폐기물 처리설비와 수소 정제/회수시스템을 연계하여, 페기물로부터 고순도 수소 생산(20Nm³/h이상)을 위한 플라즈마 폐기물 처리 추소 생산 통합시스템 개발을 진행하고 있다. 합성가스 내 질소 농도를 낮추기 위해 산소를 매질로 하는 100kw급 산소 플라즈마 토치를 제작하였다. 수소 정제/회수 시스템은 폐기물의 플라즈마 처리 후의 합성가스 생성량과 조성의 변화에 대응할 수 있도록 하였으며, WGS 반응기로 들어가는 합성가스를 가스 컴프레서를 통하여 최대 10기압으로 승압시키고, 고농도 일산화탄소의 효과적인 제거 및 열 회수 극대화가 이루어질 수 있는 최적의 가스처리 시스템으로 구현되도록 하였다. 설치 완료된 WGS 반응기의 성능시험을 플라즈마 처리설비와 연계하여 수행하였다. 합성가스 내 각각 34%와 25%의 일산화탄소 및 수소의 농도가 WGS 반응기를 거친 후, 일산화탄소는 0.1% 미만으로 제거되었으며 수소는 44%로 증가하여 WGS 반응기의 성능 수준이 매우 우수함을 확인하였다. 차기 년도에 설치/가동 예정인 수소 생산용 PSA는 최대 10기압 운전 및 상압재생 방식으로 운전되며 생산된 수소는 최소 99.99%이상의 고순도를 유지할 것으로 기대된다.
엄태인,채종성,성지선,전영남,황순모,김영석 한밭대학교 생산기반기술연구소 2004 생산기반기술연구소 논문집 Vol.5 No.1
A high proportion of hazardous (PVC, asbestos, chlorinated solvents) and infection wastes are treated in incinerators, the high temperature and high energy characteristics of plasma may be employed to convert waste materials into inert small volume products and combustible gases, plasma torch melting(PTM) is one of the most widely used tool for the vitrification of wastes. The ash product generated is of low bulk density and may also contain leachable quantities of toxic heavy metal and organic species. Plasma processing is able to treat these ashes, destroying any contained polyaromatic hydrocarbons components. Also we presented a steady three-dimensional model for a plasma melting furnace optimum designed in this study with RNG k-ε model, and its use in characterizing the structure of the flow field, temperature field and reaction field. Among various types of plasma torches, non-transferred hollow cathode type torch is best suited due to its long lifetime, easy power controllability and steady power output. Development of a plasma torch showed the lifetime longer than 300 hours and efficiency better than 65% And the various factors(electrode diameter, cooling flow rate and temperature and gas flow rate affecting the thermal efficiency of the torch) were experimentally evaluated.