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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

양세로 (한동대학교, 한동대학교 대학원)

지도교수
이재영
발행연도
2013
저작권
한동대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수1

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

마이크로웨이브 대기압 플라즈마 토치를 이용한 챠콜 가스화기의 반응성 연구 : The Characteristics of Charcoal Gasification using a Microwave Plasma Torch at Atmospheric Pressure
양세로 기계제어공학과 2013.01 학위논문

2012

마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이용한 숯의 가스화 반응 특성
양세로 ,  이재영 한국에너지학회 학술발표회 2012.10 학술대회자료

초록· 키워드

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최근 저탄소 녹색성장과 더불어 화석에너지 고갈에 따른 고효율 신 에너지 변환장치 개발의 필요성이 절실한 상황이다. 이러한 시점에서 저급탄 가스화 기술은 상대적으로 매장량이 풍부한 저품질의 석탄을 활용하여 고효율 열병합발전을 실현할 수 있는 청정 에너지원으로 최근 재조명을 받고 있다. 특히 높은 활성종과 고온 환경으로 석탄 가스화에 용이한 플라즈마 가스화 기술의 원천기술 확보를 위해 이에 대한 반응 특성 연구가 요청된다. 따라서 본 연구에서는 대기압 플라즈마 토치를 이용한 석탄의 가스화 반응 특성과 이를 제고하기 위한 가스화기 설계에 관하여 연구하였다. 플라즈마 가스화기의 경우 고온 열분해를 이용한 기존의 전통적인 가스화 방식에 비하여 추가적인 산화제가 필요치 않고 반응 이후 잔여물이 용융슬래그가 아닌 분진 형태로 배출되므로 분진과 합성가스를 분리하기 위한 싸이클론 형태의 가스화기를 설계하였고, 전산유체 해석을 통하여 해석한 결과를 토대로 실제 가시화 장치를 제작하여 이를 비교한 결과 설계치와 해석결과, 가시화 실험이 잘 일치함을 보였다. 또한 플라즈마 토치를 이용하여 탄소 함유량 80% 이상의 백탄 (챠콜) 의 가스화 특성에 관한 실험결과 최대 체적비 33% 의 일산화탄소와 4% 의 수소, 10% 가량의 탄화수소가 검출되었으며, 이를 분석한 결과 최대 40% 의 냉가스 효율을 달성할 수 있었다. 차후 수증기를 포함한 플라즈마 가스화 반응을 통하여 냉가스 효율 제고를 위한 연구를 수행할 계획이다.

목차

Abstract i
Contents iv
List of Figures vi
List of Tables ix
I. Introduction 1
1.1. Research Background and Necessity 1
1.1.1. Energy depletion concerns and necessity of low-carbon society 1
1.1.2. Feasibility of Coal Resource 2
1.1.3. Need of developing renewable energy through Coal gasification 3
1.2. The purpose and the Method of the Research 5
1.2.1. Purpose of the Research 5
1.2.2. Method of the Research 5
II. Background Research 6
2.1. Gasification 6
2.2. Type of Coal and Characteristics 7
2.2.1. Classification by carbon content 7
2.2.2. Other classification method 9
2.3. Various Gasification Processes 10
2.3.1. Conventional Thermal Gasification 10
2.3.2. Plasma Gasification Technology 14
2.3.3. Current State of Art in Related Technologies for domestic and foreign affairs 16
2.4. The importance of technical development 17
III. Experimental Methods and Results 19
3.1. Charcoal gasification using atmospheric microwave plasma torch 19
3.1.1. Experimental Facilities 19
3.1.2. Experimental result of charcoal gasification 24
3.2. Plasma Gasification Reactor Design 28
3.2.1. Reactor shape selecting by the gasification reacting characteristics 28
3.2.2. Cyclone 29
3.2.3. Cyclone Design as a Gasifier 30
3.2.4. Flow analysis with Computational Fluid Dynamics for the 1 ton per day Gasifier 49
3.2.5. Flow visualization experiment 89
IV. Discussions 90
4.1. Research Background and Necessity 90
4.2. Energy Depletion and Need of Low Carbon Society 91
4.3. Feasibility of Coal Resource 92
4.4. Need of developing renewable energy through Coal gasification 94

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