정제탄

Refined coal

정제탄은 유연탄, 리그나이트(갈색) 석탄 등 하위 석탄의 수분과 특정 오염물질을 제거하고 열량을 높이는 석탄업그레이드 기술을 적용한 제품이다.[1] 석탄 정제 또는 개량 기술은 일반적으로 석탄이 연소되기 전에 석탄의 특성을 변화시키는 연성 전 처리 및/또는 공정이다. 석탄화전기술의 목표는 석탄을 태울 때 효율을 높이고 배출량을 줄이는 것이다. 상황에 따라 가연전 기술을 석탄연료 보일러에서 나오는 배출량을 제어하기 위해 가연전 기술을 대체하거나 가연후 기술의 보완재로 사용할 수 있다.[2] 정제 석탄의 일차적인 이점은 발전기에서 현재 배출되고 있는 탄소 배출의 순량을 줄일 수 있는 용량이며, 새로운 탄소 분리 방법론을 통해 관리하도록 제안된 배출량을 줄일 수 있다는 것이다. 정제 석탄 기술은 주로 미국에서 개발되었으며, 호주의 빅토리아에서 여러 가지 유사한 기술이 연구, 개발 및 시험되었는데, 여기에는 갈색 석탄의 화학적 결합을 변경하여 더 깨끗하고 안정적인 제품(자발탄에 잘 걸리지 않는 제품)을 만들기 위해 개발된 Densified 석탄 기술(Coldry Process)이 포함된다.ous 연소), 수출 가능 및 검정 석탄 등가물이 되도록 충분히 높은 열량 값.

석탄업그레이드 기술

석탄업그레이드 기술은 준 유연탄, 리그나이트(갈색탄) 등 낮은 등급의 석탄에서 수분과 특정 오염물질을 제거하고 열량을 높이기 위해 개발된 기술을 말한다. 호주, 독일, 미국에 위치한 기업들은 이러한 기술의 연구, 개발 및 상업화의 주요 원동력이다.[citation needed]

환경적 근거

약 30개국이 전 세계에 1,400개 이상의 갈색 석탄 화력발전소를 집단으로 운영하고 있다. 갈색 석탄을 경제적으로 방류할 수 없는 갈색 석탄 발전소는 비효율적이고 높은 수준의 탄소 배출의 원인이 된다. 특히 호주의 헤이즐우드 발전소를 비롯한 고배출 발전소는 환경적인 비판을 받고 있다. 그리스 빅토리아(호주) 등 현대경제는 갈색 석탄에 전력 의존도가 높다. 개선된 환경 성과와 안정적인 경제 환경의 필요성은 원료('채굴된') 갈색 석탄을 태울 때의 부정적인 환경 영향을 실질적으로 줄이기 위한 투자에 대한 인센티브를 제공한다.

경제적 근거

석탄업그레이드 기술은 '채굴된' 갈색탄의 수분을 제거하고, 갈색탄의 열성능을 고열량치 흑탄과 상대적으로 동등한 '청정' 연소상태로 전환한다. 일부 석탄 증류 공정은 흑탄 보일러에서 연소하기에 적합한 흑탄 등가 제품으로 간주되는 밀도 높은 석탄 제품을 생산하게 된다.

무게별 특색 있는 수분 함량이 60%인 빅토리아 시대 갈색 석탄은 세계에서 '최악의' 갈색 석탄으로 평가받고 있다. 이 높은 수분 함량은 이 주의 3대 발전소를 세계에서 가장 더러운 탄소 배출국으로 총체적으로 간주하는 주요 이유다. 멜버른[3] 대학교와 모나시 대학교가 수행한 연구는 빅토리아 시대 갈색 석탄에서 수분이 제거될 때 자연적으로 낮은 수준의 재, 유황과 다른 원소들이 그것을 세계에서 가장 깨끗한 석탄 중 하나로 분류한다는 것을 확인시켜 준다. 이슬에 젖은 업그레이드된 갈색 석탄이 흑탄에 버금가는 가격으로 수출 시장에서 경쟁할 수 있다.

전 세계적으로 상당한 수준의 갈색 석탄 채굴이 발생하고, 채굴 수준이 증가하면서, 석탄 고도화 기술의 필요성이 더욱 뚜렷해졌다. 이 기술은 갈색 석탄 연소로 인한 배출량 증가에 대한 세계적인 환경 우려를 해소하고, 중국, 인도, 일본 및 기타 국가들과 흑석탄을 경쟁하는 데 어려움을 겪고 있는 베트남과 같은 급속한 신흥 경제국들에게 대체 연료 옵션을 제공하는 데 도움이 될 것이다.

수백만 미터[citation needed] 톤으로 채굴된 리그나이트
나라 1970 1980 1990 2000 2001
독일. 369.3 388.0 356.5 167.7 175.4
러시아 127.0 141.0 137.3 86.4 83.2
미국 5.4 42.3 82.6 83.5 80.5
호주. 24.2 32.9 46.0 65.0 67.8
그리스 8.1 23.2 51.7 63.3 67.0
폴란드 32.8 36.9 67.6 61.3 59.5
터키 4.4 15.0 43.8 63.0 57.2
체코 67.0 87.0 71.0 50.1 50.7
중화인민공화국 13.0 22.0 38.0 40.0 47.0
SFR 유고슬라비아 26.0 43.0 60.0 - -
세르비아 몬테네그로 - - - 35.5 35.5
루마니아 14.1 27.1 33.5 17.9 29.8
북한 5.7 10.0 10.0 26.0 26.5
합계 804.0 1,028.0 1,214.0 877.4 894.8

기술비교

고유 수분 함량이 높기 때문에 모든 리니트는 연소 전에 건조되어야 한다. 기술 유형에 따라 별도의 작동 또는 공정의 일부를 통해 건조를 달성한다. 비교 차트는 국가별로 개발 중인 기술 건조 방법을 식별하고 정성적 비교를 제공한다.

옵션 드라이콜 제마그[note 1] 콜드라이 프로세스[note 2] RWE-WTA[note 3] HTFG[note 4] WEC-BCB[note 5] UBC[note 6] 엑세르겐 CHTD[note 7] 엠티[note 8] 연료[note 9] LCP[note 10][4]
원산지 미국 독일. 호주. 독일. 중국 호주. 인도네시아/일본 호주. 호주. 미국 중국
프로세스 설명 드라이콜 마이크로파 건조 관형 건조기의 간접 접촉 건조 발열 반응 천연 증발 25-30°C에서 가속 건조 유동층 하천 건조 고온 연도 가스 유동층 건조 건석탄 벌금을 부과하다 압력을 가하여 연탄을 만들다 부순 석탄을 기름에 섞고, 혼합물을 19-19.5 bar 압력으로 130-160 °C까지 가열하여 원심분리기로 기름에서 슬러리 케이크를 분리한 후 건조하고 연탄한다. 300℃와 100Bar에서 슬러리 형태의 연속 열수 탈수 데카복시화 반응에 이어 가스/액체/고체 분리 및 프레스 건조 250 °C와 125 바에서 가열하고 압착하며, 석탄에서 나오는 물을 표현한다. 200 °C 및 100 바에서 가열하여 압착한다. 산소가 없는 환경에서 열과 압력을 채용하여 지구에서 자연적으로 발생하는 석탄화 과정을 지속하는 열화성 공정
건조 설명 석탄을 섭씨 90도 이하로 유지하면서 전자레인지 건조 최대 180°C, 4bar의 저압 증기를 사용하여 건조 증발 건조를 제공하기 위해 저온 폐열을 사용하여 달성되는 건조 100 °C 이하의 저압 증기를 사용하여 건조 900 °C 이상의 연도 가스를 사용하여 약간의 양의 압력 하에서 시스템 O2 농도의 0–50 mm 생탄을 건조하는 건조 고압 연소 스트림에 노출되어 건조(플래시 건조) 19-19.5에서 130-160°C에 노출되어 건조함 오일 슬러리의 압력 수직 오토클레이브에서 고압 및 온도에 노출되어 건조된 후 깜박이는 단계 고압 및 온도 압축을 통해 건조 고압 및 온도 압축을 통해 건조 이 공정은 첨가물을 사용하지 않고 표면과 고유 수분을 모두 추출한다.
건조에 사용되는 열 등급 매우 낮음 낮음 낮음 중간 낮음 높은 중간 중간 높은 높은 중간
건조 시 소비되는 에너지에 대한 대체 용도 없음 발전 없는 발전 석탄 판매(연소에 사용되는 연료) 석탄 판매(연소에 사용되는 연료) n/a 전기 에너지 전기 에너지 전기 에너지 발전
전처리요구사항 재료 취급 시 사이징 으스러짐/파쇄(정상) (정상)+기계적 돛대 및 압출 (정상) 50 mm까지 으스러짐/파쇄 (정상) 짜임새 있는 재치
CO2 노출 n/a n/a CO2 최대 40% 감소. 저열 및 저압으로 인한 순이익 CO2 위치 보일러에서 최대 30~40% CO2 감소 (유체 침대 건조기에 사용되는 손실된 증기 에너지는 설명되지 않음) 보일러 CO2 최대 25-35% 감소 건조 에너지원으로 인한 순 개선 제로: 석탄 연소 n/a CO2 최대 40% 감소 연소율 최대 15% 감소(상세 분석 불가). 가열 및 압축에 사용되는 에너지로 인한 순 개선 없음 연소율 최대 15% 감소(상세 분석 불가). 난방 및 압축에 에너지 사용 n/a
건조로 인한 폐기물 스트림 발생 깨끗한 물. 없는 없는 없는 없는 없는 폐수 흐름 없는 폐수 흐름 폐수 흐름 없는
부산물 흐름 가능 없는 없는 탈염수 없는 없는 없는 n/a 탈염수 없는 없는 타르 제품
석탄 출력 스트림 설명 직접 사용 연탄/연탄 또는 발전용 사용 및 수출용 석탄 펠릿 발전용으로만 석탄을 투입하다. 판매용 석탄 또는 발전용 석탄 연탄 사용 및 수출용 연탄 연탄 사용 및 수출용 연탄 석탄의 사용 및 수출용 석탄 발전용으로만 석탄을 투입하다. 발전용으로만 석탄을 투입하다. 발전용 수출용 석탄
석탄 출력 수분 레벨 10 - 30% 5-20% 12-14% 12-14% 6-30% 10-15% n/a 5-10% ~18% ~20% 1-15%
석탄 출력 - 운송 가능 또는 수출 가능 장거리 수송 장거리 수송 비피로포닉의 보일러로만 향하다 단거리 수송 비피로포닉의 비피로포닉의 비피로포닉의 화성의 화성의 소수성, 수송성 및 수출성
산업 성숙도 식품산업의 35년 기술 잘 확립되고 입증된 기술, 독일과 체코에서 운영 중인 최대 3개의 MTPA 용량의 산업 공장 7년간 시범 공장 운영, 광범위한 글로벌 테스트 데이터베이스, 2014년까지 본격적인 상업적 운영에 대한 실현 여러 곳의 상업적 사업. 그것은 1955년부터 200개 이상의 세탁소에서 코킹 건조에 사용되었다. 하나의 상업용 규모 공장, 운영이 명판 용량의 30%를 초과하지 않음 시범 공장 운영, 시범 공장 2008-2011 2002 - 2008년 파일럿 플랜트 상용화 준비 완료. 빅토리아 및 인도네시아산 석탄 시험 버려진 파일럿 플랜트 시범 발전소 운영 1MTPA 내몽골 공장 2012년 이후 완전 가동
  1. ^ ZEMAG 클린 에너지 기술, 독일
  2. ^ 오스트레일리아 ECT Limited, Coldry Process
  3. ^ RWE-WTE = RWE(Rhenish-Westphalian Electric) WTE 기술
  4. ^ HTFG = Delta Drying Technology Ltd
  5. ^ WEC-BCB = 백색 에너지 회사, 바인더리스 석탄 연탄재
  6. ^ UBC = 업그레이드된 갈색 석탄 공정, 일본 석탄 에너지 센터 & 고베 철강 주식회사.
  7. ^ Exergen 회사, Continuous Heathermal Dewatering 기술
  8. ^ MTE = 기계적 열 표현, CRC에 의한 청정 전력 개발
  9. ^ KFuel = 코펠만 연료, 에버그린 에너지, 덴버, 콜로라도, 미국
  10. ^ LCP = GB Clean Energy에 의해 개발된 LiMaxTM 석탄 공정 기술

역사와 장점

미국

정제 석탄의 가장 잘 알려진 생산업체는 콜로라도주 덴버에 본사를 둔 Everlor Energy Inc.이다. 이 회사는 상장되어 NYSE Arca 거래소에 상장되어 있다. 이 회사의 웹사이트와 양식의 10-K에 따르면, 미국 증권거래위원회(SEC)에 따르면, 에드워드 코펠만이 스탠포드 대학 실험실에서 처음 개발한 석탄화 기술을 상용화한다는 목표로 1984년에 설립되었다. Koppelman의 이름에서 K를 따내면서, 이전에 KFx Inc.로 알려진 Elupreg는 정제된 석탄 제품을 "K-Fuel"로 낙인찍었다.

미국 서부의 많은 석탄은 "하위" 석탄으로 알려져 있는데, 이것은 "하위" 석탄과 "등유" 석탄의 범주에 속한다. 이 석탄들은 높은 수분 레벨을 가지고 있고 20~30%의 물이 될 수 있다. 유연탄과 무연탄 석탄과 같은 "높은 등급" 석탄에 비해 상대적으로 높은 수분 함량은 낮은 등급의 석탄의 효율을 떨어뜨린다. 미국에서 소비되는 보조 유연탄의 평균 열 함량은 파운드당 약 8,500 영국 열단위(Btu)이다. K-Fuel(R) 공정은 열과 압력을 사용하여 생석탄, 저류탄에서 약 30%의 습기를 제거하고 그 열함량을 파운드당 약 11,000 Btu로 높인다.[1] 석탄의 열가치를 높이는 것 외에도 석탄 내 원소 수은의 70%까지 상당량을 제거하고, 효율이 높기 때문에 시간당 킬로와트당 염화물 및 질소산화물 배출량을 낮춘다.[5]

정제된 석탄 공정의 장점은 보다 효율적인 운송과 유틸리티의 능력으로 100% 정제된 석탄 또는 원 및 정제된 석탄의 혼합으로 만들어진 연료로 전환하여 배출량을 낮추고 효율성을 높일 수 있다는 것이다.[6] 단점은 업계가 상당한 보조금을 요구한다는 점이다. 정부 통계에 따르면 2007년에 매 메가 와트시마다 정제 석탄은 연방 지원금으로 29.81달러를 받았고, 태양열은 24.34달러, 풍력은 23.37달러, 원자력은 1.59달러를 받았다.[7]

호주.

호주의 밀도 석탄 생산업체는 빅토리아주 멜버른에 본사를 둔 환경청정기술유한회사(ECT Limited)[8]이다. 이 회사는 공개상장되어 호주증권거래소(ASX)에 상장되어 있다. 이 회사는 1980년대 B. A. John 박사에 의해 멜버른 대학의 화학 실험실에서 처음 개발된 콜드리 공정 석탄 증산 방법론을 상용화하려는 주된 목적으로 2005년에 상장되었다. 1994년 이 기술을 인수해 2004년 빅토리아주 바쿠스마쉬 매딩리 마인에서 시범 시연하는 기술을 개발한 칼레자 그룹에서 유래한 공정명은 2005년 ECT Limited에 추가 상용화를 위해 이 기술을 라이선스하기 전이다.

빅토리아 주는 세계적으로 알려진 갈색 석탄 매장량의 약 25%를 함유하고 있다. 이 석탄은 또한 세계의 '습기 시험' 석탄에 속하는데, 일반적인 수분 함량은 중량에 의한 물의 60%이다. 수분 함량이 높아 빅토리아 갈색 석탄을 비효율적인 연료원으로 만들고 있으며, 라트로브 계곡의 헤이즐우드 발전소가 세계에서 가장 더러운 석탄 화력발전소로 평가되는 1차적인 이유다. 콜드라이 공정은 저압 기계적 전단기를 사용하여 석탄 내에서 자연 발열 반응을 일으켜 자연스럽게 수분 함량의 80%를 배출한다. 배출된 습기는 증류수로 포획되어 회수된다. 콜드리프로세스(Coldry Process)에 의해 변형된 빅토리아 시대 갈색 석탄은 5874kcal/kg의 열 함량이 높아 대부분의 수출 등급인 호주 흑탄에 버금간다.

콜드리 공정의 장점은 발전기가 채굴된 갈색 석탄과 콜드리 펠릿처럼 생황으로 전환하여 기존의 비효율 보일러에서 배출량을 낮추거나, 블랙 석탄 보일러를 도입하여 100% 콜드리 정제된 석탄 펠릿을 흑탄으로 간주하여 실질적으로 배출량을 줄일 수 있다는 것이다.냉동기 공정은 흑탄 대체품으로서 다른 나라로 수출할 수 있는 제품의 생산을 통해 발전기의 새로운 수익원을 창출할 수 있는 추가적인 이점을 제공한다. 다른 정제 석탄 공정과 달리 콜드라이 공정은 보조금을 요구하지 않는 상업적 방법론이다.

상업개발

미국

에버그린에너지는 2005년 말 가동을 시작한 와이오밍 주 질레트 인근에 본격적인 석탄 정제소를 건설했다. 원래 상업용 발전소로 설계되었으며, 시설은 설계 및 운영상의 문제에 직면했다. 에버그린스는 2008년[9] 3월 이 시설을 공회전시켰고 대신 엔지니어링, 건설, 조달 계약업체인 벡텔파워와 함께 공정개발 플랫폼으로 공장을 이용했다.

에버그린 사는 현재 미국 중서부와 아시아 지역에 개선된 벡텔 디자인을 사용하여 석탄 정제소 건설을 추진하고 있다.[10]

호주.

칼레자그룹은 2004년 초 빅토리아주 박카스 마쉬 인근 매딩리 광산 JBD 비즈니스파크에 연간 1만6000t 규모의 시범 공장을 건설해 가동을 시작했다. 2005년부터 ECT Limited는 시설을 업그레이드하고, 2007년 빅토리아 정부 자금으로 물 회수 프로세스를 추가했으며, 엔지니어링 파트너인 ARUP와 함께 공정 개발 플랫폼으로 공장을 운영했다. ECT Limited는 2009년 2014년까지 200만톤급 파 수출공장, 2020년까지 2000만톤급 수출을 앞두고 베트남의 탕롱투자회사(틴콤)와 사업성을 최종 확정, 협약을 체결했다. ECT Limited는 중국, 인도, 인도네시아, 폴란드, 그리스, 러시아의 갈색 석탄 공급 업체와의 기술 라이선스 계약을 확보하기 위해 ARUP 개선된 디자인을 활용하고 있다.

중국

GBCE는 세계 최초의 산업용 규모의 석탄 증류 설비를 구축하여 운영하고 있다. 석탄 공급원료 1 MTPA 처리 능력을 갖추고 있으며, 중국 최대 리그나이트 생산 지역인 내몽골 홀링골에 위치하고 있다.[11] 석탄은 일반적으로 높은 수분(35~40% TM)과 3200~3400kcal gar이다. 시장 요건에 따라 수분 함량이 크게 줄어든 5000~5500kcal 석탄(gar)을 생산한다(< 10% gar). 이 공장은 LCP 석탄화 기술을 활용하는데, 이 공장은 산소가 없는 환경에서 열과 압력을 채용해 지구에서 자연적으로 발생하는 석탄화 공정을 지속하는 열화성 공정이다. 이 기술로 처리된 석탄은 소수성 및 운반이 가능해 운송 중 수분을 재흡수하거나 가루로 분해되지 않는다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b [1] NextGen 에너지 위원회 돌파구
  2. ^ [2] 연소 전 혁신 동맹
  3. ^ 호주 갈색 석탄의 반응성과 반응 멜버른 대학의 R.B. 존스와 A.G 판돌포 뎁트 유기화학. 1980
  4. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2015-06-28. Retrieved 2013-03-25.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  5. ^ [3] 정제 석탄 시험 연소 결과 블랙 힐스 전력
  6. ^ [4] 펜실베이니아 유틸리티로 화상 결과 테스트
  7. ^ "Federal Financial Interventions and Subsidies in Energy Markets in 2007" (PDF). Energy Information Administration.
  8. ^ 환경 클린 테크놀로지스 유한회사
  9. ^ [5] 2008년 3월 주주들에게 보내는 상록수 서한
  10. ^ [6] 2008년 11월 주주들에게 보내는 상록수 서한
  11. ^ http://www.gbce.com/en/projects_yield.php