목차
표제지=0,1,1
제출문=0,2,1
요약문=i,3,6
SUMMARY=vii,9,6
CONTENTS=xiii,15,7
목차=xx,22,6
그림목차=xxvi,28,7
표목차=xxxiii,35,3
I. 금속매체 고효율 순환기술 및 가압반응공정의 반응제어 기술/진경태=1,38,2
제1장 서론=3,40,1
제1절 매체순환식 가스연소기술 개요=3,40,3
제2절 기존 연소방법과의 비교=6,43,3
제3절 매체순환식 가스연소기술의 성능 및 경제성 검토=8,45,1
1. 천연가스복합발전(NGCC)과 CLC의 성능 및 경제성 비교=8,45,6
2. 석탄가스화복합발전(IGCC)과 CLC 시스템의 비교=13,50,4
3. 고체산화물연료전지(SOFC) 시스템과 CLC 시스템의 비교=17,54,3
4. 순수산소에 의한 수소연소 고온증기 시스템(HTSC) 과 CLC 시스템의 비교=19,56,3
5. 매체순환식 가스연소기의 성능 및 경제성 비교결과 검토=22,59,1
제4절 연구개발 목표,추진전략 및 방법=22,59,1
1. 연구개발 목표=22,59,3
2. 연구개발 추진전략 및 단계별 추진체계=24,61,3
3. 연구개발에 따른 기대성과=27,64,2
4. 추후 연구내용=28,65,1
제2장 매체순환식 가스연소기술 연구동향=29,66,3
제1절 연구내용별 국내외 연구동향=32,69,1
1. 공정해석 및 경제성평가 연구동향=32,69,4
2. 산소공여입자 개발 및 반응성 실험 연구동향=35,72,8
3. 공정개발 연구동향=43,80,3
4. 연구내용별 선도연구팀=45,82,3
제2절 향후 발전방향=47,84,1
1. 매체순환식 가스연소기술의 발전방향=47,84,3
2. 국내 매체순환식 가스연소기술의 발전방향 및 권고사항=49,86,4
제3절 연구개발 방향=53,90,2
제3장 산소공여입자의 반응성,내마모성 및 경제성 평가=55,92,1
제1절 산소공여입자 개발을 위해 고려해야 할 사항=55,92,1
1. 반응속도 및 산소전달능력=56,93,1
2. 탄소침적특성=57,94,3
3. CO₂선택도,H₂발생 및 NOx발생 특성=59,96,1
4. 산소공여입자의 내마모성 및 경제성=60,97,1
5. 산소공여입자 금속산화물 변화에 따른 성능 예측=60,97,4
제2절 산소공여입자 대량제조=64,101,4
제3절 대량생산된 산소공여입자의 반응성 비교=68,105,1
1. 실험장치 및 실험방법=68,105,3
2. 대량으로 제조된 산소공여입자의 최적반응온도,산소전달능력 비교=70,107,5
3. 대량으로 제조된 산소공여입자의 반응속도,탄소침적속도 비교=75,112,6
제4절 대량생산된 산소공여입자의 내마모성 비교=81,118,1
1. 실험장치 및 실험방법=81,118,2
2. 대량으로 제조된 산소공여입자의 내마모성 비교=83,120,1
제5절 대량생산된 산소공여입자의 경제성 비교=84,121,2
제4장 50㎾th 매체순환식 가스연소기에서 산소공여입자의 산화-환원 반응실험=86,123,1
제1절 회분식 유동층조건에서 산소공여입자의 산화-환원 반응실험=86,123,1
1. 실험장치 및 실험방법=86,123,4
2. 환원반응특성=90,127,6
3. 산화반응특성=96,133,6
제2절 2탑 순환유동층 조건에서 산화-환원 연속반응실험=102,139,1
1. 실험장치 및 실험방법=102,139,4
2. 산화-환원 연속반응 실험결과=106,143,6
제5장 2㎿th 매체순환식 가스연소기 개념설계 및 변수의 영향 해석=112,149,1
제1절 2㎿th 매체순환식 가스연소기 개념설계=112,149,6
제2절 변수의 영향 해석=118,155,6
제6장 결론 및 향후추진계획=124,161,1
제1절 연구내용 요약 및 결론=124,161,3
제2절 선진국과의 기술수준 비교=127,164,2
제3절 앞으로의 연구내용=129,166,2
참고문헌=131,168,4
II-1. 고 반응성 금속 매체 제조 기술개발/최상일=135,172,2
제1장 서론=137,174,1
제1절 연구 배경=137,174,2
제2절 Chemical-looping combustion (CLC)=138,175,2
제3절 1,2차년도 연구 내용=139,176,1
1. 1차년도 연구내용=139,176,2
2. 2차년도 연구내용=140,177,2
제4절 연구의 내용 및 범위=142,179,1
제2장 산소운반매체의 선정 및 성능 평가 실험=143,180,1
제1절 산소운반매체의 제조=143,180,1
1. 용해법(용매 증발법)=143,180,2
2. 졸겔법=144,181,2
제2절 균일한 구형매체 제조를 위한 방법=145,182,1
1. Oil-dropping coagulation법 (ODC)=145,182,3
2. Rotary pan granulation법 (RPG)=148,185,1
제3절 실험 장치 및 방법=149,186,2
제4절 산소운반매체의 내마모성 실험=150,187,2
제3장 실험 결과 및 고찰=152,189,1
제1절 산소운반매체의 내마모성=152,189,2
제2절 금속산화물에 따른 내구성 평가=153,190,4
제3절 NiO/NiAl₂O₄매체의 원 시료에 따른 특성=157,194,2
제4절 구형 NiO/NiAl₂O₄의 물리 화학적 특성=159,196,2
제5절 구형 NiO/NiAl₂O₄의 환원-산화반응 특성=161,198,10
제4장 매체 대량 제조 공정 최적화=171,208,1
제1절 연구 내용 및 범위=171,208,2
제2절 매체 구형 제조 법=172,209,1
1. Rotary Pan Granulation에 의한 구형 제조=172,209,2
2. Gas Phase Granulation법에 의한 구형 제조=173,210,1
3. Oil-Drop Coagulation법에 의한 구형 제조=174,211,2
제3절 구형 매체 제조=176,213,1
1. 시약=176,213,1
2. 성형 장치 및 방법=177,214,6
제4절 매체 제조 결과=182,219,1
1. Rotary Pan Granulation 법에 의한 매체 제조=182,219,2
2. Oil-Drop Coagulation법에 의한 매체 제조=183,220,3
3. Gas Phase Granulation와 Ball Mill에 의한 매체 제조=185,222,2
제5절 매체 제조 고찰=186,223,2
제5장 결론=188,225,2
References=190,227,5
II-2. 고 반응성 금속 매체 제조 기술개발/윤왕래=195,232,2
제1장 서론=197,234,2
제2장 문헌 조사=199,236,4
제3장 실험=203,240,1
1. 금속매체의 제조=203,240,1
가. NiO/NiAl₂O₄와 CoOx/CoAl₂O₄의 제조=203,240,2
나. 타 spinel 계열 금속매체의 제조=204,241,2
다. 다단계 함침법에 의한 금속매체의 제조=205,242,3
2. 금속매체의 특성 분석=208,245,1
가. XRD=208,245,1
나. H₂-TPR & TPO=208,245,1
다. CH₄-TPR/mass & TPO/mass=208,245,1
라. TGA=208,245,2
마. 환원/산화 반복실험=209,246,1
제4장 NiO/NiAl₂O₄와 CoOx/CoAl₂O₄의 환원/산화 반응특성 비교=210,247,1
1. XRD 결과/분석=210,247,2
2. H₂-TPR/TPO 결과/분석=212,249,5
3. CH₄-TPR/mass & TPO/mass 결과/분석=217,254,2
4. TGA 결과/분석=218,255,3
5. 환원/산화 반복실험 결과/분석=221,258,2
6. Ce와 Ni를 증진제로 사용한 CoAl₂O₄계열 금속매체의 환원/산화 특성=222,259,2
제5장 여러가지 spinel 계열 금속매체의 환원/산화 반응 특성=224,261,1
1. H₂-TPR/TPO 특성 분석=224,261,2
2. TGA 결과/분석=225,262,3
3. 환원/산화 반복실험 결과/분석=228,265,1
4. XRD 결과/분석=228,265,4
제6장 다단계 함침법을 이용한 Co 계열 금속매체의 제조=232,269,1
1. 공침법에 의한 제조방법의 문제점 및 해결방안=232,269,1
2. XRD 결과/분석=232,269,2
3. H₂-TPR/TPO 결과/분석=233,270,5
4. TGA 결과/분석=237,274,2
5. 환원/산화 반복실험 결과/분석=239,276,1
제7장 결론=240,277,2
참고문헌=242,279,3
III. 고온고압 산화환원매체 마모입자 고효율 제거회수 기술/박영옥=245,282,2
제1장 서론=247,284,1
제1절 연구 배경=247,284,3
제2절 마모입자 회수장치의 필요성 및 현 문제점=249,286,4
제3절 연구내용 및 기대효과=253,290,2
제2장 연구개발 수행 내용 및 결과=255,292,1
제1절 고온고압 산화환원매체 마모입자 특성 분석=255,292,1
1. 마모입자 측정 방법=255,292,3
2. 매체순환식 가스연소기의 운전조건별 마모입자 입도분포 측정 결과=257,294,2
제2절 고온조건에서의 NiO 마모입자 회수 성능 실험=259,296,1
1. 실험장치 및 실험방법=259,296,6
2. 실험 결과=265,302,12
제3절 매체순환식 가스연소기 모사조건 실험=276,313,1
1. 고온고압 마모입자 회수장치 구성=276,313,4
2. 모사조건 연속운전 결과=279,316,3
제4절 최적 마모입자 회수장치 설계 수치 해석=281,318,1
1. 이론적 배경=282,319,4
2. 수치해석 결과=285,322,12
제3장 결론=297,334,2
참고문현=299,336,3
영문목차
[title page etc.]=0,1,14
CONTENTS=0,15,23
I. Circulation Technology of Oxygen Carrier Particles and High Pressure Reaction Control=1,38,2
Chapter 1. Introduction=3,40,1
Section 1 An Introduction to Chemical-Looping Combustion technology=3,40,3
Section 2 Comparison with previous combustion methods=6,43,3
Section 3 Investigation of capacity and economical efficiency=8,45,1
1. Comparison with Natural Gas Combined Cycle=8,45,6
2. Comparison with Integrated Gasification Combined Cycle=13,50,4
3. Comparison with Solid Oxide Fuel Cell=17,54,3
4. Comparison with H₂/O₂ fired high-temperature steam cycle=19,56,3
5. Summary of capacity and economical efficiency investigation results=22,59,1
Section 4 Purpose,strategy,and plan of this study=22,59,1
1. Purpose of this study=22,59,3
2. Research strategy=24,61,3
3. Expected results=27,64,2
4. Future works=28,65,1
Chapter 2. The recent trend of CLC R&D=29,66,3
Section 1 Research trend=32,69,1
1. Process analysis and economical efficiency estimation=32,69,4
2. Development of oxygen carrier particles and reaction test=35,72,8
3. Process development=43,80,3
4. Leading research teams=45,82,3
Section 2 Future research directions=47,84,1
1. The right direction to development chemical-looping combustor=47,84,3
2. Future research directions and advices=49,86,4
3. A way to approach=53,90,2
Chapter 3. Reactivity,attrition resistance,and economical efficiency of oxygen carrier particles=55,92,1
Section 1 Items should be considered to develop oxygen carrier particles=55,92,1
1. Reaction rate and oxygen transfer capacity=56,93,1
2. Carbon deposition=57,94,3
3. CO₂ selectivity,H₂,generation and NOx emission=59,96,1
4. Attrition resistance and economical efficiency of oxygen carrier particles=60,97,1
5. Effect of metal oxide component on performance of oxygen carrier particles=60,97,4
Section 2 Mass production of oxygen carrier particles=64,101,4
Section 3 Reactivity of oxygen carrier particle=68,105,1
1. Experimental apparatus and procedures=68,105,3
2. Optimum reaction temperature and oxygen transfer capacity=70,107,5
3. Reaction rate and carbon deposition rate=75,112,6
Section 4 Attrition resistance of oxygen carrier particle=81,118,1
1. Experimental apparatus and procedures=81,118,2
2. Attrition resistance=83,120,1
Section 5 Economical efficiency of oxygen carrier particle=84,121,2
Chapter 4. Oxidation and reduction reaction of oxygen carrier particle in a 50㎾th chemical-looping combustor=86,123,1
Section 1 Oxidation and reduction reaction of oxygen carrier particle in a batch type bubbling fluidized bed reactor=86,123,1
1. Experimental apparatus and procedures=86,123,4
2. Reduction=90,127,6
3. Oxidation=96,133,6
Section 2 Continuous oxidation and reduction of oxygen carrier particle in two-interconnected circulating fluidized bed reactor=102,139,1
1. Experimental apparatus and procedures=102,139,4
2. Continuous oxidation and reduction=106,143,6
Chapter 5. Conceptual design of 2㎿th chemical-looping combustor and analysis of variables=112,149,1
Section 1 Conceptual design of 2㎿th chemical-looping combustor=112,149,6
Section 2 Analysis of variables=118,155,6
Chapter 6. Conclusion and future prospect=124,161,1
Section 1 Summary and conclusions=124,161,3
Section 2 Comparison of technology level with other countries=127,164,2
Section 3 Future works=129,166,2
References=131,168,4
II-1. Development of Metal Mediator with High Reactivity=135,172,2
Chapter 1. Introduction=137,174,1
Section 1. Research background=137,174,2
Section 2. Chemical-looping combustion (CLC)=138,175,2
Section 3. Research results of 1st and 2nd year=139,176,1
1. Research results of 1st year=139,176,2
2. Research results of 2nd year=140,177,2
Section 4. Research contents and scope=142,179,1
Chapter 2. Selection of mediator and experiments for performance estimation=143,180,1
Section 1. Preparation of mediator=143,180,1
1. Preparation by dissolution method=143,180,2
2. Preparation by sol-gel method=144,181,2
Section 2. Preparation method for spherical mediator=145,182,1
1. Oil-dropping coagulation method=145,182,3
2. Rotary pan granulation method=148,185,1
Section 3. Test equipments and method=149,186,2
Section 4. Attrition test of metal mediator=150,187,2
Chapter 3. Results and discussion=152,189,1
Section 1. Attrition properties of mediator=152,189,2
Section 2. Regenerability of metal oxide=153,190,4
Section 3. Reactivity of NiO/NiAl₂O₄ prepared with various precursor=157,194,2
Section 4. Physicochemical characteristics of spherical NiO/NiAl₂O₄=159,196,2
Section 5. Redox characteristics of spherical NiO/NiAl₂O₄=161,198,10
Chapter 4. Optimization of a mass preparation process of mediator=171,208,1
Section 1. Research contents and scope=171,208,2
Section 2. Preparation method of spherical mediator=172,209,1
1. Preparation by Rotary Pan Granulation method=172,209,2
2. Preparation by Gas Phase Granulation method=173,210,1
3. Preparation by Oil-Drop Coagulation method=174,211,2
Section 3. Preparation of spherical mediator=176,213,1
1. A reagents=176,213,1
2. Shaping equipments and method=177,214,6
Section 4. Results of mediator preparation=182,219,1
1. Preparation by Rotary Pan Granulation method=182,219,2
2. Preparation by Oil-Drop Coagulation method=183,220,3
3. Preparation by Gas Phase Granulation and ball mill method=185,222,2
Section 5. Discussion on the preparation of mediator=186,223,2
Chapter 5. Conclusions=188,225,2
II-2. Optimal design & preparation of metal oxide as an oxygen carrier=195,232,2
Chapter 1. Introduction=197,234,2
Chapter 2. Literature survey=199,236,4
Chapter 3. Experiment=203,240,1
Section 1. Preparations of oxygen carriers=203,240,1
1. Preparations of NiO/NiAl₂O₄ & CoOx/CoAl₂O₄=203,240,2
2. Preparation of other spinel-based oxygen carriers=204,241,2
3. Preparation of oxygen carrier by impregnation in multiple stage=205,242,3
Section 2. Characterization of oxygen carrier=208,245,1
1. XRD=208,245,1
2. H₂-TPR & TPO=208,245,1
3. CH₄-TPR/mass & TPO/mass=208,245,1
4. TGA=208,245,2
5. Cyclic test=209,246,1
Chapter 4. Comparison of redox characteristics of NiO/NiAl₂O₄ & CoOx/CoAl₂O₄=210,247,1
Section 1. The results of XRD=210,247,2
Section 2. The results of H₂-TPR/TPO=212,249,5
Section 3. The results of CH₄-TPR/mass & TPO/mass=217,254,2
Section 4. The results of TGA=218,255,3
Section 5. The results of cyclic test=221,258,2
Section 6. The redox characteristics of Ce & Ni-promoted CoAl₂O₄-based oxygen carriers=222,259,2
Chapter 5. Redox characteristics of various spinel-based oxygen carriers=224,261,1
Section 1. H₂-TPR/TPO=224,261,2
Section 2. The results of TGA=225,262,3
Section 3. The results of cyclic test=228,265,1
Section 4. The results of XRD=228,265,4
Chapter 6. Preparation of recipe for mass production=232,269,1
Section 1. Problems and solutions of the preparation of oxygen carriers in coprecipitation method=232,269,1
Section 2. The results of XRD=232,269,2
Section 3. The results of H₂-TPR/TPO=233,270,5
Section 4. The results of TGA=237,274,2
Section 5. The results of cyclic test=239,276,1
Chapter 7. Conclusion=240,277,2
References=242,279,3
III. High Efficient Filtration Technology of Cracked Particles of Solid Looping Material in a Chemical-Looping Combustor at High Temperature and/or High Pressure=245,282,2
Chapter 1. Introduction=247,284,1
Section 1. Research background=247,284,3
Section 2. Necessity and problems of filtration systems=249,286,4
Section 3. Research contents and expectation=253,290,2
Chapter 2. Contents and Results of R&D=255,292,1
Section 1. Analysis of characteristics of cracked particles from CLC=255,292,1
1. Measurement of cracked particles=255,292,3
2. Measurement results of cracked particles=257,294,2
Section 2. Experiment for evaluation of filtration performance=259,296,1
1. Experimental system and procedure=259,296,6
2. Experimental results=265,302,12
Section 3. Experiment at simulated conditions of CLC=276,313,1
1. Schematics of a high temperature and/or high pressure filtration system for removing cracked particles=276,313,4
2. Experimental results=279,316,3
Section 4. Numerical simulation of behavior of looping particles in a filtration system=281,318,1
1. Theoretical background=282,319,4
2. Numerical results=285,322,12
Chapter 3. Conclusions=297,334,2
References=299,336,3
[그림 1-1] Conceptual diagram of chemical-looping combustor.=5,42,1
[그림 1-2] Comparison between CLC and previous combustion methods.=6,43,1
[그림 1-3] 발전방식에 따른 NOx(이미지참조) 배출량 비교.=7,44,1
[그림 1-4] 발전방식에 따른 CO₂ 배출량 비교.=8,45,1
[그림 1-5] Flowsheet of (a) NGCC,(b) NGCC+CLC and (c) NGCC+CLC+CO₂ turbine=11,48,1
[그림 1-6] Flowsheet of process diagram.=16,53,1
[그림 1-7] Schematic diagrams of SOFC and SOFC+CLC.=18,55,1
[그림 1-8] Schematic diagram of (a) H₂/O₂ gas turbine cycle,(b) H₂-fueled gas turbine cycle with CLC.=20,57,1
[그림 1-9] 연구추진 전략 및 방법.=25,62,1
[그림 1-10] 단계별 연구추진체계.=26,63,1
[그림 2-1] 매체순환식 가스연소기술에 대한 각국의 연구기간.=30,67,1
[그림 2-2] 산소공여입자의 반응성과 설계 및 조업변수와의 상관관계.=36,73,1
[그림 2-3] 국내외 매체순환식 가스연소기술 관련 연구팀의 공정개발 현황.=44,81,1
[그림 2-4] 국내외에서 개발중인 매체순환식 가스연소기 공정의 용량 비교.=45,82,1
[그림 2-5] 매체순환식 가스연소기술의 연구분야별 발전방향 및 현재 기술수준 (V로 표시).=48,85,1
[그림 2-6] 매체순환식 가스연소기술의 효율적 개발을 위한 연구협력체 구성방안.=52,89,1
[그림 3-1] 탄소침적현상이 일어나는 경우에 환원-산화 반응의 전형적인 무게변화.=58,95,1
[그림 3-2] 대량으로 제조된 NiO/bentonite 산소공여입자의 제조방법.=65,102,1
[그림 3-3] Photo of Disk mill.=66,103,1
[그림 3-4] Photo of twist screen.=66,103,1
[그림 3-5] Schematic diagram of TGA 2950.=69,106,1
[그림 3-6] Photo of TGA 2950.=69,106,1
[그림 3-7] 환원반응에서 온도(시간) 변화에 따른 무게변화(W/W0),반응속도(-dW/dt) 변화 및 총괄산소전달능력.=71,108,1
[그림 3-8] 산화반응에서 온도(시간) 변화에 따른 무게변화(W/W0),반응속도(dW/dt) 변화 및 총괄산소전달능력.=73,110,1
[그림 3-9] Optimum reaction temperature of three kinds of oxygen carrier particles.=74,111,1
[그림 3-10] Weight change of three oxygen carrier particles in reduction at 800 and 900℃.=76,113,1
[그림 3-11] Weight change of three oxygen carrier particles in oxidation at 800 and 900℃.=77,114,1
[그림 3-12] Reaction rates of three oxygen carrier particles at 800 and 900℃,(a) reduction,(b) oxidation.=78,115,1
[그림 3-13] Degree of carbon deposition of three oxygen carrier particles in reduction at 800 and 900℃.=80,117,1
[그림 3-14] Schematic diagram of attrition tester.=81,118,1
[그림 3-15] Definitions of four kinds of attrition index.=82,119,1
[그림 3-16] Results of attrition testfor three oxygen carrier particles.=83,120,1
[그림 4-1] 50㎾th 매체순환식 가스연소기 전체 공정도 및 회분식 유동층 반응기의 확대도.=87,124,1
[그림 4-2] 회분식 유동층 반응기에서 환원반응 동안의 온도변화.=91,128,1
[그림 4-3] 회분식 유동층 반응기에서 환원반응 동안의 층내 압력강하 분포.=92,129,1
[그림 4-4] 매체순환식 가스연소기 공정제어를 위한 콘트롤 화면의 예.=93,130,1
[그림 4-5] 회분식 유동층 반응기에서 환원반응 동안 CO₂,CO,CH₄의 상대농도(relative concentration) 변화.=95,132,1
[그림 4-6] 회분식 유동층 반응기에서 산화반응 동안의 온도변화.=97,134,1
[그림 4-7] 회분식 유동층 반응기에서 환원반응 동안의 층내 압력강하 분포.=98,135,1
[그림 4-8] 회분식 유동층 반응기에서 산화반응 동안의 NOx(이미지참조) 농도 변화.=99,136,1
[그림 4-9] 회분식 유동층 반응기에서 산화반응 동안의 CO₂,CO 농도 변화.=100,137,1
[그림 4-10] 50㎾th 매체순환식 가스연소기 PNID.=103,140,1
[그림 4-11] 50㎾th 매체순환식 가스연소기의 배치도 및 각 부분의 사진.=104,141,1
[그림 4-12] 50㎾th 매체순환식 가스연소기 공정제어를 위한 콘트롤 화면.=105,142,1
[그림 4-13] 산화-환원 연속반응 동안 산화반응기에서의 압력강하 분포.=107,144,1
[그림 4-14] 산화환원 연속반응 동안 환원반응기와 수평고체흐름관에서의 압력강하 분포.=107,144,1
[그림 4-15] 산화-환원 연속반응 동안 loopseal에서의 압력강하 분포.=107,144,1
[그림 4-16] 매체순환식 가스연소기 공정제어를 위한 콘트롤 화면의 예.=108,145,1
[그림 4-17] 매체순환식 가스연소기 공정제어를 위한 콘트롤 화면의 예.=109,146,1
[그림 4-18] 산화-환원 연속반응에서 환원반응기와 산화반응기에서 배출되는 기체의 농도변화 (a) 환원반응기,(b) 산화반응기.=110,147,1
[그림 5-1] Effects of pressure,metal oxide content,and gas velocity in an oxidizer on solid circulation flux.=123,160,1
[그림 6-1] Research history.=124,161,1
[그림 6-2] 2단계 1차년도(2004년)와 2차년도(2005)의 연구추진 체계.=130,167,1
[그림 1-1] Concept diagram of chemical-looping combustion.=139,176,1
[그림 2-1] Preparation of oxygen carrier with dissolution method.=144,181,1
[그림 2-2] Process of preparing oxygen carrier.=145,182,1
[그림 2-3] Preparation of oxygen carrier with semi sol-gel method.=146,183,1
[그림 2-4] Oil-dropping reactor.=147,184,1
[그림 2-5] Granulator.=148,185,1
[그림 2-6] Schematic diagram of TG reactor.=150,187,1
[그림 2-7] Experimental system for performance test.=150,187,1
[그림 2-8] Time table at reduction/oxidation temperature.=151,188,1
[그림 2-9] Schematic diagram of the tapping apparatus for attrition testing using test sieves.=151,188,1
[그림 3-1] Relation of attrition of loss to tapping time of NiO/NiAl₂O₄.(a) water cleaning (b) water-alcoh cleaning (c) spray drying (d) dissolution=153,190,1
[그림 3-2] Regenerability of Fe₂O₃/FeAl₂O₄ particle.=154,191,1
[그림 3-3] Regenerability of CoO/CoAl₂O₄ particle.=155,192,1
[그림 3-4] Regenerability of NiO/NiAl₂O₄ particle.=156,193,1
[그림 3-5] Redox of NiO(oxide)/Al₂O₃ (oxide) mixed particle.=157,194,1
[그림 3-6] Concept of form of oxygen carrier by preparation methods. (a) dissolution method (b) sol-gel method=158,195,1
[그림 3-7] XRD pattems of spherical γ(이미지참조)-Al₂O₃,NiAl₂O₄ and NiO/NiAl₂O₄ particles prepared by the Oil-dropping Coagulation method.=159,196,1
[그림 3-8] Oxidation of spherical NiO/NiAl₂O₄ (NiO 45wt%) particle by air at 1273K=163,200,1
[그림 3-9] Oxidation of spherical NiO/NiAl₂O₄ (NiO 57wt%) particle by air at 1273K=164,201,1
[그림 3-10] Oxidation of spherical NiO/NiAl₂O₄ (NiO 70wt%) particle by air at 1273K=165,202,1
[그림 3-11] Oxidation of spherical NiO/NiAl₂O₄ (NiO 83wt%) particle by air at 1273K=166,203,1
[그림 3-12] Oxidation of spherical NiO/NiAl₂O₄ (NiO 91wt%) particle by air at 1273K=167,204,1
[그림 3-13] Cross-sectional photos of NiO/NiAl₂O₄(45wt%) particles(×1000) before(above) and 10 cycle(below)=168,205,1
[그림 3-14] Cross-sectional photos of NiO/NiAl₂O₄(70wt%) particles(×1000) before(above) and 10 cycle(below)=169,206,1
[그림 3-15] Cross-sectional photos of NiO/NiAl₂O₄(90wt%) Particles(×1000) before(above) and 10 cycle(below=170,207,1
[그림 4-1] Rotary Pan Granulator.=173,210,1
[그림 4-2] Hydrocarbon ammonia molding apparatus=174,211,1
[그림 4-3] Continuous process of Oil-dropping method.=175,212,1
[그림 4-4] Preparation Process of NiO/NiAl₂O₄ by Dissolution method=178,215,1
[그림 4-5] Preparation process of Medium material by Oil-dropping Coagulation method.=179,216,1
[그림 4-6] Oil-dropping reactor.=180,217,1
[그림 4-7] Gas Phase Granulator.=181,218,1
[그림 4-8] Ball Mill Granulator.=182,219,1
[그림 4-9] Spherical NiO/NiAl₂O₄ particles prepared by granulator=183,220,1
[그림 4-10] Spherical NiO/NiAl₂O₄ particles prepared by Oil-dropping method.=184,221,1
[그림 4-11] Spherical NiO/NiAl₂O₄ (4:1wt%) particles were prepared by Oil-dropping method=185,222,1
[그림 4-1] NiAl₂O₄ 계열 금속매체의 XRD 분석 결과 (a) Ni-1,(b) Ni-4=211,248,1
[그림 4-2] CoAl₂O₄ 계열 금속매체의 XRD 분석 결과 (a) Co-1,(b) Co-4=211,248,1
[그림 4-3] CoAl₂O₄와 NiAl₂O₄ spinel 담체의 H₂-TPR 분석 결과=213,250,1
[그림 4-4] CoAl₂O₄와 NiAl₂O₄ spinel 담체의 TPO 분석 결과=214,251,1
[그림 4-5] 활성 금속산화물(CoOx,NiO)의 H₂-TPR 분석 결과=214,251,1
[그림 4-6] 활성 금속산화물(CoOx,NiO)의 TPO 분석 결과=215,252,1
[그림 4-7] CoAl₂O₄와 NiAl₂O₄계열 금속매체의 H₂-TPR 분석 결과=216,253,1
[그림 4-8] CoAl₂O₄와 NiAl₂O₄계열 금속매체의 TPO 분석 결과=216,253,1
[그림 4-9] Co-4의 CE₄-TPR/mass 분석 결과=217,254,1
[그림 4-10] Co-4의 CH₄-reduction 후 TPO/mass 분석 결과=218,255,1
[그림 4-11] 환원가스가 Ni-1의 TGA 결과에 미치는 영향=220,257,1
[그림 4-12] Co-1과 Co-4의 CH₄/O₂-TGA 결과=220,257,1
[그림 4-13] Ni-1의 환원산화 반복실험 결과=221,258,1
[그림 4-14] Co-4의 환원 산화 반복실험 결과=222,259,1
[그림 4-15] 제조된 매체의 CH₄-환원시 TGA 결과=223,260,1
[그림 4-16] 제조된 매체의 CH₄-환원 후 산화시 TGA 결과=223,260,1
[그림 5-1] 여러 spinel들의 H₂-TPR 분석 결과=224,261,1
[그림 5-2] 여러 spinel들의 TPO 분석 결과=225,262,1
[그림 5-3] Ferrite 계열 spinel과 Ni-1의 TGA 결과 비교=226,263,1
[그림 5-4] Fe(10)/CF의 H₂-환원/산화 반복실험=228,265,1
[그림 5-5] CoFe₂O₄ 계열 금속매체의 XRD 결과=229,266,1
[그림 5-6] NiFe₂O₄ 계열 금속매체의 XRD 결과=230,267,1
[그림 6-1] 다단계 함침법에 의해 제조된 Co 계열 금속매체의 XRD 분석=233,270,1
[그림 6-2] 1차 소성온도에 따른 Co(20)/Al₂O₃의 H₂-TPR/TPO 특성 분석=235,272,1
[그림 6-3] 1차 소성온도에 따른 Co(20)/Co(20)/Al₂O₃의 H₂-TPR/TPO 특성분석=236,273,1
[그림 6-4] 1차 소성온도에 따른 Co(10)/Co(20)/Co(20)/Al₂O₃의 H₂-TPR/TPO 특성 분석=236,273,1
[그림 6-5] 다단계 함침법에 의해 제조된 금속매체의 CH₄/O₂-TGA 결과=238,275,1
[그림 6-6] Co(10)/Co(40)/Al₂O₃의 환원/산화 반복실험 결과=239,276,1
[그림 6-7] Co(10)/Co(20)/Co(20,600)/Al₂O₃의 환원/산화 반복실험 결과=239,276,1
[그림 7-1] 대량생산용 recipe로서 Co(10)/Co(20)/Co(20)/Al₂O₃의 제조 방법=241,278,1
[그림 1-1] 매체순환식 가스 연소공정.=248,285,1
[그림 1-2] Gas turbine에 유입하기 위한 석탄 연소배가스 중에 함유된 입자 크기별 허용농도.=249,286,1
[그림 1-3] 다공성 세라믹 캔들필터.=252,289,1
[그림 1-4] Westinghouse 집진 시스템.=252,289,1
[그림 2-1] 희석 채집관 (dilution sampling probe) 구성도.=256,293,1
[그림 2-2] 희석공기 유량에 따른 채집관 흡입유량의 변화.=256,293,1
[그림 2-3] 채집관 총유량에 대한 채집관 흡입유량비.=257,294,1
[그림 2-4] 매체순환 가스연소기에서 배출되는 마모입자 특성.=258,295,1
[그림 2-5] 실험장치 계통도.=260,297,1
[그림 2-6] 실험장치 세부 사진.=260,297,1
[그림 2-7] 세라믹 캔들필터;(a) 코팅 전,(b) 코팅 후.=263,300,1
[그림 2-8] 작동유량에 따른 필터 차압 특성.=266,303,1
[그림 2-9] 여과속도에 따른 필터 차압 특성.=267,304,1
[그림 2-10] 펄스압력에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:20℃).=268,305,1
[그림 2-11] 펄스개폐시간에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:20℃).=268,305,1
[그림 2-12] 펄스작동차압에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:20℃).=269,306,1
[그림 2-13] 펄스압력에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:500℃).=270,307,1
[그림 2-14] 펄스개폐시간에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:500℃).=270,307,1
[그림 2-15] 펄스작동차압에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:500℃).=271,308,1
[그림 2-16] 펄스압력에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:1000℃).=271,308,1
[그림 2-17] 펄스개폐시간에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:1000℃).=272,309,1
[그림 2-18] 펄스작동차압에 따른 필터의 차압 특성 변화 (운전온도:1000℃).=272,309,1
[그림 2-19] 펄스압력에 따른 탈진성능 변화.=273,310,1
[그림 2-20] 펄스개폐시간에 따른 탈진성능 변화.=274,311,1
[그림 2-21] 펄스작동차압에 따른 탈진성능 변화.=274,311,1
[그림 2-22] 상온 조건에서의 회수장치 출구로 배출되는 가스 중의 입자 농도.=275,312,1
[그림 2-23] 1000 ℃ 조건에서의 회수장치 출구로 배출되는 가스 중의 입자 농도.=275,312,1
[그림 2-24] 고온고압 마모입자 회수장치 공정도.=277,314,1
[그림 2-25] 고온고압 마모입자 회수장치 요소부분 사진.=277,314,1
[그림 2-26] 운전시간에 따른 회수장치 출입구 사이의 압력손실 추이변화.=280,317,1
[그림 2-27] 탈진회수에 따른 필터 잔류차압 변화.=280,317,1
[그림 2-28] 평균속도 분포 (여과속도:1 ㎝/s).=286,323,1
[그림 2-29] 필터 표면의 평균속도 분포 (여과속도:1 ㎝/s).=287,324,1
[그림 2-30] 필터 표면의 평균속도 분포 (여과속도:5 ㎝/s).=287,324,1
[그림 2-31] 난류운동에너지 분포 (여과속도:1 ㎝/s).=289,326,1
[그림 2-32] 난류점도 분포 (여과속도:1 ㎝/s).=289,326,1
[그림 2-33] 필터 표면의 난류점도 분포 (여과속도:1 ㎝/s).=290,327,1
[그림 2-34] 필터 표면의 난류점도 분포 (여과속도:5 ㎝/s).=290,327,1
[그림 2-35] 입자수농도 분포 (여과속도:1 ㎝/s,입자직경:1 ㎛).=292,329,1
[그림 2-36] 입자수농도 분포 (여과속도:1 ㎝/s,입자직경:1 ㎛,농도범위 105(이미지참조)/㏄ 이하).=292,329,1
[그림 2-37] 필터 표면의 입자수농도 분포 (여과속도:1 ㎝/s,입자직경:1 ㎛).=293,330,1
[그림 2-38] 필터 표면의 입자수농도 분포 (여과속도:5 ㎝/s,입자직경:1 ㎛).=293,330,1
[그림 2-39] 입자수농도 분포 (여과속도:1 ㎝/s,입자직경:10 ㎛).=295,332,1
[그림 2-40] 입자수농도 분포 (여과속도:5 ㎝/s,입자직경:10 ㎛,농도범위 50/㏄ 이하).=295,332,1
[그림 2-41] 필터 표면의 입자수농도 분포 (여과속도:1 ㎝/s,입자직경:10 ㎛).=296,333,1
[그림 2-42] 필터 표면의 입자수농도 분포 (여과속도:5 ㎝/s,입자직경:10 ㎛).=296,333,1
[표 1-1] Energy penalties for CO₂ capture=3,40,1
[표 1-2] 발전방식에 따른 발전효율 비교=7,44,1
[표 1-3] Data for the compressor,gas turbine and steam turbine at a pressure 13 bars in the top cycle=10,47,1
[표 1-4] Maximum thermal efficiency=12,49,1
[표 1-5] Comparison of NGCC and (NGCC+CLC) system=13,50,1
[표 1-6] Summary of assumptions for exergy analysis=14,51,1
[표 1-7] Proximate and ultimate analysis of coal=15,52,1
[표 1-8] Composition of syngas from gasifier=15,52,1
[표 1-9] Exergy analysis and ASPEN simulation results in IGCC and CLC=15,52,1
[표 1-10] Comparison of cost parameters in a 50MWe(이미지참조) plant=19,56,1
[표 1-11] Comparison of HTSC-GT cycle and H₂-fueled CLC system=21,58,1
[표 1-12] 연구개발목표 및 내용=23,60,1
[표 2-1] 국내외 매체순환식 가스연소기술 관련 연구팀 및 연구분야=29,66,1
[표 2-2] 엑서지 분석 및 ASPEN 프로그램에 의한 매체순환식 가스연소기의 성능예측=33,70,1
[표 2-3] 매체순환식 가스연소기 산소공여입자 개발 및 반응성 실험에 대한 기존 연구=39,76,3
[표 2-4] 국내외 산소공여입자 개발연구 동향=42,79,1
[표 2-5] 국내외 매체순환식 가스연소기술 관련 연구현황 종합=46,83,1
[표 2-6] 주요 연구분야별 선진국과의 기술수준 비교 및 대응방법=50,87,1
[표 3-1] Possible oxidation and reduction reactions=61,98,1
[표 3-2] Effect of oxygen carrier particles on the performance of the chemical-looping combustor=63,100,1
[표 3-3] Effect of NiO weight percent in the oxygen carrier particle on the performance of the CLC=63,100,1
[표 3-4] 대량생산된 산소공여입자들의 원료물질 및 제조방법=65,102,1
[표 3-5] 대량생산된 산소공여입자들의 물리적 특성=67,104,1
[표 3-6] Economical efficiency of three kinds of oxygen carrier particles.=85,122,1
[표 4-1] Experimental conditions and variables (batch type fixed bed test)=89,126,1
[표 4-2] Equipments of 50㎾th chemical-looping combustion system=103,140,1
[표 5-1] Input data and parameters in reference case=114,151,1
[표 5-2] Calculated values by EXCEL design program=116,153,1
[표 5-3] Effect of system capacity on design values=119,156,1
[표 5-4] Effect of operating pressure on design values=119,156,1
[표 5-5] Effect of NiO weight percent in a oxygen carrier particle on design values=119,156,1
[표 5-6] Effect of ratio of steam to methane on design values=121,158,1
[표 5-7] Effect of air velocity in an oxidizer on design values=121,158,1
[표 5-8] Effect of methane velocity in a reducer on design values=121,158,1
[표 5-9] Effect of static bed height in a oxidizer on design values=122,159,1
[표 5-10] Effect of static bed height in a reducer on design values=122,159,1
[표 5-11] Summary of parameters and dependent variables from[표 5-3] to[표 5-10]=122,159,1
[표 6-1] 본 과제에 의한 매체순환식 가스연소기술 개발 내용 및 선진국과의 연구성과 비교=127,164,1
[표 6-2] 공정개발 및 반응성 제어 측면에서 선진국과의 기술수준 비교=128,165,1
[표 6-3] 연구내용별 기술적 달성도 및 선진국과의 비교=128,165,1
[표 2-1] Preparation conditions of spherical NiO/NiAl₂O₄=146,183,1
[표 2-2] Condition of preparing of spherical Al₂O₃ particle (Batch type)=147,184,1
[표 2-3] A variable of preparing spherical particle by RPG=148,185,1
[표 2-4] Experimental condition of thermogravimetric reactor=149,186,1
[표 3-1] Preparation method,cleaning and attrition of loss of sample=152,189,1
[표 3-2] The spherecity,surface area and crash strength of the spherical (이미지참조)-Al₂O₃ NiAl₂O₄ particles.(particle diameter:2㎜)=160,197,1
[표 4-1] List of the reagents=176,213,1
[표 4-2] Experimental condition of Oil-dropping reactor for spherical alumina particles=184,221,1
[표 2-1] 각 금속 및 금속 산화물들의 용융점과 기화점 조사=201,238,1
[표 2-2] 여러 가지 spinel들=202,239,1
[표 3-1] 사용된 금속 전구체=203,240,1
[표 3-2] 제조된 NiAl₂O₄ 및 CoAl₂O₄ 계열 금속 매체=204,241,1
[표 3-3] 제조된 spinel 계열 금속매체의 종류=205,242,1
[표 3-4] 다단계 함침법에 의해 제조된 Co 계열 금속매체의 종류=207,244,1
[표 5-1] H₂-환원/산화 시 ferrite 계열 금속매체의 TGA 결과=227,264,1
[표 5-2] CH₄-환원/산화 시 ferrite 계열 금속매체의 TGA 결과=227,264,1
[표 6-1] TGA results of Co-impregnated sample.=238,275,1
[표 1-1] 연구목표및 연구내용.=253,290,1
[표 2-1] 마모입자 배출특성 측정을 위한 매체순환식 가스연소기 운전조건.=258,295,1
[표 2-2] 세라믹 캔들필터의 기하학적 형상 구조.=263,300,1
[표 2-3] 실험 변수 및 조건.=264,301,1
[표 2-4] 매체순환식 가스연소기 모사 실험 조건.=279,316,1