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플라스마 조건 하에서 증기, 공기매체에 의한 석탄가스화(Coal gasification in steam and air medium under plasma conditions:a preliminary study)

전문가 제언: □ 석탄가스화 기술은 200여 년 전에 영국에서 개발된 이래 그 동안 석탄가스화를 위한 다양한 공정과 기술이 개발되어 오늘날 에너지와 화학 공업 원료로 사용키 위한 괄목할 발전을 이룩하였으나, 아직도 경제성과 기술의 신뢰성을 위해 세계 각국에서 계속 기술 개발이 추진되고 있다.

□ 특히 석탄가스화 기술은 그동안 화학공업 원료생산을 위해 적용되었으나 최근 대형 가스터빈의 출현으로 가스터빈과 증기터빈을 연계한 석탄가스화 복합발전(IGCC) 기술이 실용화되어 석탄가스화 기술은 현대적인 전력 생산을 위해 크게 기여하게 되었다.

□ 전통적인 석탄가스화 기술의 핵심은 다양한 석탄 원료를 사용하여 가스화 전환율을 높임으로서 반응장치를 콤팩트하게 설계하고 원료 공급 및 최종 제품생산이 보다 경제적인 기술개발에 역점을 두고 있다. 중요한 파라미터는 반응온도, 압력, 원료 공급방법, 산소, 증기의 원료 공급 비율에 따라 빠른 반응속도, 높은 전환율이 중요한 고려사항이 되고 있다.

□ 플라스마 가스화 기술은 고온에서 플라스마 영역에서 석탄, 증기, 공기에 의한 가스화 반응으로서 중요한 파라미터는 플라스마 발생을 위한 전류 세기와 원료 투입량이 고려되고 있으며, 중간 생성물인 CO+ ion과 CH radical의 농도에 의해 합성가스 중의 CO+H2 농도가 결정된다. 본 플라스마 석탄 가스화 기술은 실험적인 연구로서 시작에 불과하나 석탄가스화 기술을 위한 새로운 접근이라 생각된다. 향후 플라스마 아크 발생을 위한 전류 소비 감소와 반응장치 구조, 산화제인 공기 또는 산소 및 증기 공급에 따른 가스화 특성에 대한 계속적인 연구 개발이 이뤄져야 할 것으로 본다.

저자: Jieshan Qiu, Xiaojun He, et al.
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