| 초록 |
기존 고속유동층-기포유동층 형태의 공정구성을 지닌 매체순환식 가스연소기의 단점을 극복하기 위해 기포유동층-기포유동층 형태의 2세대 50kWth 매체순환식 가스연소기를 설계-제작하였다. 전체 시스템의 크기는 가로 2.2 m, 세로 2.4 m, 높이 5.7 m로 전체 부피는 30 m3를 차지하여 기존 시스템(가로 3.6 m, 세로 2.7 m, 높이 6.25 m, 전체부피 61 m3)에 비해 절반 정도의 컴팩트한 시스템으로 구성할 수 있었다. 장기연속운전 실험에서 환원반응기체로는 천연가스를, 산화반응기체로는 공기를 이용하였다. 총 조업시간은 62시간 이었으며 고체순환속도 측정, 기체분석기 안정화, 두 반응기 사이의 고체순환속도 안정화 등의 비정상상태 운전시간을 제외하고, 순수한 정상상태 운전시간은 51시간이었다. 연속운전기간 동안 산화반응기와 환원반응기의 내부온도는 거의 일정하게 유지되었고 두 반응기 사이의 안정적인 고체순환에 의해 환원반응기, 산화반응기 및 재순환관의 압력강하가 일정하게 유지되었다. 연료전환율의 경우 97.2~100%(평균 99.5%)를 나타내었고 CO2 선택도의 경우 95.6~99.99%(평균 98.0%)를 나타내었다. N2O의 경우 51시간의 운전시간 동안 한번도 배출되지 않았으며, NO의 경우 최대 7.9 ppm, 평균 1.1 ppm, NO2의 경우 최대 5.9 ppm, 평균 0.5 ppm이 배출되었다. 결과적으로 50kWth 매체순환식 가스연소기에서 CO2 원천분리와 NOx-free 연소가 가능함을 실증할 수 있었다. 입자의 마모손실량은 0.065%/시간으로 나타났다. |
