표제지
목차
요약문 4
SUMMARY 6
제1장 연구개발 과제의 개요 10
제1절 연구개발 목적 10
제2절 연구개발의 필요성 및 범위 11
1. 기술적 필요성 11
2. 경제ㆍ산업적 필요성 12
3. 사회ㆍ문화적 필요성 12
제2장 국내외 기술개발 현황 13
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 14
제1절 Lab scale 실험장치를 이용한 수증기 가스화 반응 14
1. Lab scale 수증기 가스화 반응실험장치 14
2. 실험조건 및 방법 15
3. Thermo balance를 이용한 수증기 가스화 실험결과 16
4. 결과요약 81
제2절 저탄소형 순산소 가스 연료화 pilot 시스템 82
1. Pilot plant에서 boudouard reaction 검증실험 82
2. 결과요약 91
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 92
제5장 연구개발결과의 활용계획 93
제6장 참고문헌 94
표 1/〈표 1-1〉 실험조건 15
표 2. Soot 성분의 원소분석 84
표 3. 사용시료 물성분석 data 85
〈그림 1-1〉 Lab scale 가스화 반응실험장치 및 가스분석장치 14
〈그림 1-2〉 수증기 공급장치 15
〈그림 1-3〉 Weight variation of sawdust char(steam 0.3atm) 17
〈그림 1-4〉 Conversion of sawdust char(steam 0.3atm) 17
〈그림 1-5〉 Weight variation of sawdust char(steam 0.5atm) 17
〈그림 1-6〉 Conversion of sawdust char(steam 0.5atm) 17
〈그림 1-7〉 Weight variation of sawdust char(steam 0.7atm) 17
〈그림 1-8〉 Conversion of sawdust char(steam 0.7atm) 17
〈그림 1-9〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.3atm) 18
〈그림 1-10〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.3atm) 18
〈그림 1-11〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.5atm) 18
〈그림 1-12〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.5atm) 18
〈그림 1-13〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.7atm) 18
〈그림 1-14〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.7atm) 18
〈그림 1-15〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sawdust at different temperatures 19
〈그림 1-16〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.3atm) 20
〈그림 1-17〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.3atm) 20
〈그림 1-18〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.5atm) 20
〈그림 1-19〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.5atm) 20
〈그림 1-20〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.7atm) 20
〈그림 1-21〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.7atm) 20
〈그림 1-22〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sawdust at different temperatures 21
〈그림 1-23〉 Result of gas analysis from sawdust char(0.3atm) 22
〈그림 1-24〉 Result of gas analysis from sawdust char(0.5atm) 23
〈그림 1-25〉 Result of gas analysis from sawdust char(0.7atm) 24
〈그림 1-26〉 Weight variation of sawdust char(steam 0.3atm) 25
〈그림 1-27〉 Conversion of sawdust char(steam 0.3atm) 25
〈그림 1-28〉 Weight variation of sawdust char(steam 0.5atm) 25
〈그림 1-29〉 Conversion of sawdust char(steam 0.5atm) 25
〈그림 1-30〉 Weight variation of sawdust char(steam 0.7atm) 25
〈그림 1-31〉 Conversion of sawdust char(steam 0.7atm) 25
〈그림 1-32〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.3atm) 26
〈그림 1-33〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.3atm) 26
〈그림 1-34〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.5atm) 26
〈그림 1-35〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.5atm) 26
〈그림 1-36〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(07atm) 26
〈그림 1-37〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.7atm) 26
〈그림 1-38〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sawdust at different temperatures 27
〈그림 1-39〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.3atm) 28
〈그림 1-40〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.3atm) 28
〈그림 1-41〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.5atm) 28
〈그림 1-42〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.5atm) 28
〈그림 1-43〉 Plot of conversion fraction of sawdust vs. time in gasification reaction(0.7atm) 28
〈그림 1-44〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sawdust char(0.7atm) 28
〈그림 1-45〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sawdust at different temperatures 29
〈그림 1-46〉 Result of gas analysis from sawdust char(0.3atm) 30
〈그림 1-47〉 Result of gas analysis from sawdust char(0.5atm) 31
〈그림 1-48〉 Result of gas analysis from sawdust char(0.7atm) 32
〈그림 1-49〉 Weight variation of sewage sludge char(0.3atm) 33
〈그림 1-50〉 Conversion of sewage sludge char(0.3atm) 33
〈그림 1-51〉 Weight variation of sewage sludge char(0.5atm) 33
〈그림 1-52〉 Conversion of sewage sludge char(0.5atm) 33
〈그림 1-53〉 Weight variation of sewage sludge char(0.7atm) 33
〈그림 1-54〉 Conversion of sewage sludge char(0.7atm) 33
〈그림 1-55〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 34
〈그림 1-56〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.3atm) 34
〈그림 1-57〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 34
〈그림 1-58〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.5atm) 34
〈그림 1-59〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 34
〈그림 1-60〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.7atm) 34
〈그림 1-61〉/〈그림 1-60〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sewage sludge char at different temperatures 35
〈그림 1-62〉/〈그림 1-61〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 36
〈그림 1-63〉/〈그림 1-62〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.3atm) 36
〈그림 1-64〉/〈그림 1-63〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 36
〈그림 1-65〉/〈그림 1-64〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.5atm) 36
〈그림 1-66〉/〈그림 1-65〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 36
〈그림 1-67〉/〈그림 1-66〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.7atm) 36
〈그림 1-68〉/〈그림 1-67〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sewage sludge at different temperatures 37
〈그림 1-69〉/〈그림 1-68〉 Result of gas analysis from sewage sludge char(0.3atm) 38
〈그림 1-70〉/〈그림 1-69〉 Result of gas analysis from sewage sludge char(0.5atm) 39
〈그림 1-71〉/〈그림 1-70〉 Result of gas analysis from sewage sludge char(0.7atm) 40
〈그림 1-72〉/〈그림 1-71〉 Weight variation of sewage sludge char(0.3atm) 41
〈그림 1-73〉/〈그림 1-72〉 Conversion of sewage sludge char(0.3atm) 41
〈그림 1-74〉/〈그림 1-73〉 Weight variation of sewage sludge char(0.5atm) 41
〈그림 1-75〉/〈그림 1-74〉 Conversion of sewage sludge char(0.5atm) 41
〈그림 1-76〉/〈그림 1-75〉 Weight variation of sewage sludge char(0.7atm) 41
〈그림 1-77〉/〈그림 1-76〉 Conversion of sewage sludge char(0.7atm) 41
〈그림 1-78〉/〈그림 1-77〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 42
〈그림 1-79〉/〈그림 1-78〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.3atm) 42
〈그림 1-80〉/〈그림 1-79〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 42
〈그림 1-81〉/〈그림 1-80〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.5atm) 42
〈그림 1-82〉/〈그림 1-81〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 42
〈그림 1-83〉/〈그림 1-82〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.7atm) 42
〈그림 1-84〉/〈그림 1-83〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sewage sludge at different temperatures 43
〈그림 1-85〉/〈그림 1-84〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 44
〈그림 1-86〉/〈그림 1-85〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.3atm) 44
〈그림 1-87〉/〈그림 1-86〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 44
〈그림 1-88〉/〈그림 1-87〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.5atm) 44
〈그림 1-89〉/〈그림 1-88〉 Plot of conversion fraction of sewage sludge char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 44
〈그림 1-90〉/〈그림 1-89〉 Arrhenius plot of the gasification rate for sewage sludge char(0.7atm) 44
〈그림 1-91〉/〈그림 1-90〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of sewage sludge at different temperatures 45
〈그림 1-92〉/〈그림 1-91〉 Result of gas analysis from sewage sludge char(0.3atm) 46
〈그림 1-93〉/〈그림 1-92〉 Result of gas analysis from sewage sludge char(0.5atm) 47
〈그림 1-94〉/〈그림 1-93〉 Result of gas analysis from sewage sludge char(0.7atm) 48
〈그림 1-95〉/〈그림 1-94〉 Weight variation of RDF char(steam 0.3atm) 49
〈그림 1-96〉/〈그림 1-95〉 Conversion of RDF char(steam 0.3atm) 49
〈그림 1-97〉/〈그림 1-96〉 Weight variation of RDF char(steam 0.5atm) 49
〈그림 1-98〉/〈그림 1-97〉 Conversion of RDF char(steam 0.5atm) 49
〈그림 1-99〉/〈그림 1-98〉 Weight variation of RDF char(steam 0.7atm) 49
〈그림 1-100〉/〈그림 1-99〉 Conversion of RDF char(steam 0.7atm) 49
〈그림 1-101〉/〈그림 1-100〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.3atm) 50
〈그림 1-102〉/〈그림 1-101〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.3atm) 50
〈그림 1-103〉/〈그림 1-102〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.5atm) 50
〈그림 1-104〉/〈그림 1-103〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.5atm) 50
〈그림 1-105〉/〈그림 1-104〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.7atm) 50
〈그림 1-106〉/〈그림 1-105〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.7atm) 50
〈그림 1-107〉/〈그림 1-106〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RDF char at different temperatures 51
〈그림 1-108〉/〈그림 1-107〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.3atm) 52
〈그림 1-109〉/〈그림 1-108〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.3atm) 52
〈그림 1-110〉/〈그림 1-109〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.5atm) 52
〈그림 1-111〉/〈그림 1-110〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.5atm) 52
〈그림 1-112〉/〈그림 1-111〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.7atm) 52
〈그림 1-113〉/〈그림 1-112〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.7atm) 52
〈그림 1-114〉/〈그림 1-113〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RDF char at different temperatures 53
〈그림 1-115〉/〈그림 1-114〉 Result of gas analysis from RDF char(0.3atm) 54
〈그림 1-116〉/〈그림 1-115〉 Result of gas analysis from RDF char(0.5atm) 55
〈그림 1-117〉/〈그림 1-116〉 Result of gas analysis from RDF char(0.7atm) 56
〈그림 1-118〉/〈그림 1-117〉 Weight variation of RDF char(steam 0.3atm) 57
〈그림 1-119〉/〈그림 1-118〉 Conversion of RDF char(steam 0.3atm) 57
〈그림 1-120〉/〈그림 1-119〉 Weight variation of RDF char(steam 0.5atm) 57
〈그림 1-121〉/〈그림 1-120〉 Conversion of RDF char(steam 0.5atm) 57
〈그림 1-122〉/〈그림 1-121〉 Weight variation of RDF char(steam 0.7atm) 57
〈그림 1-123〉/〈그림 1-122〉 Conversion of RDF char(steam 0.7atm) 57
〈그림 1-124〉/〈그림 1-123〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.3atm) 58
〈그림 1-125〉/〈그림 1-124〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.3atm) 58
〈그림 1-126〉/〈그림 1-125〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.5atm) 58
〈그림 1-127〉/〈그림 1-126〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.5atm) 58
〈그림 1-128〉/〈그림 1-127〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.7atm) 58
〈그림 1-129〉/〈그림 1-128〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.7atm) 58
〈그림 1-130〉/〈그림 1-129〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RDF at different temperatures 59
〈그림 1-131〉/〈그림 1-130〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.3atm) 60
〈그림 1-132〉/〈그림 1-131〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.3atm) 60
〈그림 1-133〉/〈그림 1-132〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.5atm) 60
〈그림 1-134〉/〈그림 1-133〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDF char(0.5atm) 60
〈그림 1-135〉/〈그림 1-134〉 Plot of conversion fraction of RDF vs. time in gasification reaction(0.7atm) 60
〈그림 1-136〉/〈그림 1-135〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RDFchar(0.7atm) 60
〈그림 1-137〉/〈그림 1-136〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RDF char at different temperatures 61
〈그림 1-138〉/〈그림 1-137〉 Result of gas analysis from RDF char(0.3atm) 62
〈그림 1-139〉/〈그림 1-138〉 Result of gas analysis from RDF char(0.5atm) 63
〈그림 1-140〉/〈그림 1-139〉 Result of gas analysis from RDF char(0.7atm) 64
〈그림 1-141〉/〈그림 1-140〉 Weight variation of RPF char(0.3atm) 65
〈그림 1-142〉/〈그림 1-141〉 Conversion of RPF char(0.3atm) 65
〈그림 1-143〉/〈그림 1-142〉 Weight variation of RPF char(0.5atm) 65
〈그림 1-144〉/〈그림 1-143〉 Conversion of RPF char(0.5atm) 65
〈그림 1-145〉/〈그림 1-144〉 Weight variation of RPF char(0.7atm) 65
〈그림 1-146〉/〈그림 1-145〉 Conversion of RPF char(0.7atm) 65
〈그림 1-147〉/〈그림 1-146〉 Plot of conversion fraction of RPF vs. time in gasification reaction(0.3atm) 66
〈그림 1-148〉/〈그림 1-147〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.3atm) 66
〈그림 1-149〉/〈그림 1-148〉 Plot of conversion fraction of RPF vs. time in gasification reaction(0.5atm) 66
〈그림 1-150〉/〈그림 1-149〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.5atm) 66
〈그림 1-151〉/〈그림 1-150〉 Plot of conversion fraction of RPF vs. time in gasification reaction(0.7atm) 66
〈그림 1-152〉/〈그림 1-151〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.7atm) 66
〈그림 1-153〉/〈그림 1-152〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RPF char at different temperatures 67
〈그림 1-154〉/〈그림 1-153〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 68
〈그림 1-155〉/〈그림 1-154〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.3atm) 68
〈그림 1-156〉/〈그림 1-155〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 68
〈그림 1-157〉/〈그림 1-156〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.5atm) 68
〈그림 1-158〉/〈그림 1-157〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 68
〈그림 1-159〉/〈그림 1-158〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.7atm) 68
〈그림 1-160〉/〈그림 1-159〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RPF at different temperatures 69
〈그림 1-161〉/〈그림 1-160〉 Result of gas analysis from RPF char(0.3atm) 70
〈그림 1-162〉/〈그림 1-161〉 Result of gas analysis from RPF char(0.5atm) 71
〈그림 1-163〉/〈그림 1-162〉 Result of gas analysis from RPF char(0.7atm) 72
〈그림 1-164〉/〈그림 1-163〉 Weight variation of RPF char(0.3atm) 73
〈그림 1-165〉/〈그림 1-164〉 Conversion of RPF char(0.3atm) 73
〈그림 1-166〉/〈그림 1-165〉 Weight variation of RPF char(0.5atm) 73
〈그림 1-167〉/〈그림 1-166〉 Conversion of RPF char(0.5atm) 73
〈그림 1-168〉/〈그림 1-167〉 Weight variation of RPF char(0.7atm) 73
〈그림 1-169〉/〈그림 1-168〉 Conversion of RPF char(0.7atm) 73
〈그림 1-170〉/〈그림 1-169〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 74
〈그림 1-171〉/〈그림 1-170〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.3atm) 74
〈그림 1-172〉/〈그림 1-171〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 74
〈그림 1-173〉/〈그림 1-172〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.5atm) 74
〈그림 1-174〉/〈그림 1-173〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 74
〈그림 1-175〉/〈그림 1-174〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.7atm) 74
〈그림 1-176〉/〈그림 1-175〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RPF at different temperatures 75
〈그림 1-177〉/〈그림 1-176〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.3atm) 76
〈그림 1-178〉/〈그림 1-177〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.3atm) 76
〈그림 1-179〉/〈그림 1-178〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.5atm) 76
〈그림 1-180〉/〈그림 1-179〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.5atm) 76
〈그림 1-181〉/〈그림 1-180〉 Plot of conversion fraction of RPF char vs. time in gasification reaction(0.7atm) 76
〈그림 1-182〉/〈그림 1-181〉 Arrhenius plot of the gasification rate for RPF char(0.7atm) 76
〈그림 1-183〉/〈그림 1-182〉 Comparison of the model predictions with the experimental data for the gasification of RPF at different temperatures 77
〈그림 1-184〉/〈그림 1-183〉 Result of gas analysis from RPF char(0.3atm) 78
〈그림 1-185〉/〈그림 1-184〉 Result of gas analysis from RPF char(0.5atm) 79
〈그림 1-186〉/〈그림 1-185〉 Result of gas analysis from RPF char(0.7atm) 80
〈그림 2-1〉 순산소 가스화로 본체 83
〈그림 2-2〉 시료 투입장치 83
〈그림 2-3〉 저급탄 공급장치 83
〈그림 2-4〉 실시간 Syngas 성분분석(TCD) 83
〈그림 2-5〉/〈그림 2-319〉 Pilot 가스화 설비 모식도 83
〈그림 2-6〉/〈그림 2-320〉 Pilot 가스화 장치 전경 84
〈그림 2-7〉/〈그림 2-321〉 Coal, CO₂ 공급장치 85
〈그림 2-8〉/〈그림 2-322〉 석탄공급기의 설정값에 따른 공급량 성능곡선 86
〈그림 2-9〉/〈그림 2-323〉 합성가스 실시간 분석 시스템. IR(좌)과 GC-TCD(우) 86
〈그림 2-10〉/〈그림 2-324〉 가스화로 내부 온도 profile 87
〈그림 2-11〉/〈그림 2-325〉 합성가스 조성의 시간별 변화 87
〈그림 2-12〉/〈그림 2-326〉 용융슬래그 출탕 모습 88
〈그림 2-13〉/〈그림 2-327〉 석탄 투입량 변화에 따른 가스조성 변화 89
〈그림 2-14〉/〈그림 2-328〉 CO₂ 투입량 변화에 따른 가스조성 변화 89
〈그림 2-15〉/〈그림 2-329〉 CO₂ 투입시 가스조성 변화 예측 90