신형 건분 가스화로 “상하 통식””

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신형 건조분말 가스화로 “상하 모두 활용 가능”
작성자/출처: 중국화공보
날짜: 2016-06-23
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비산재 감소, 오수 배출량 줄이기
6월 19일, 기자는 베이징 흥룽타이 화공과학기술유한회사로부터, 해당 회사가 개발한 차세대 저품질 석탄 복합분말 가스화 기술이 통랴오 진메이 화공유한회사의 연간 15만 톤 규모의 석탄을 이용한 에틸렌글리콜 생산 공장 및 연간 10만 톤 규모의 옥살산 생산 공장의 순환유동층 가스화로 개선 프로젝트에 성공적으로 적용되었다는 소식을 들었습니다. 갈색석탄 분말을 원료로 하는 62,500 Nm³/h 용량의 가스화로는 219시간 동안 시험 운영되었으며, 다양한 조건 하에서의 작동 테스트를 통과했습니다. 모든 기술적 요소들이 이미 완성 단계에 이르렀으며, 시스템의 작동도 안정적이어서 설계 요구사항을 충족시켰습니다. 이는 우리나라가 독자적으로 개발한 차세대 건조분말 석탄 복합분말 가스화로가 성공적으로 개발되었다는 것을 의미합니다.　　　베이징 싱룽타이 화공의 타이쉐루인 총경리에 따르면, 이 기술은 기존의 기류식 건조 분말 석탄 가스화 기술에서 사용되는 건조 및 분쇄 장치를 특수한 순환 유동층 가스화로로 대체하는 방식을 사용합니다. 또한 1차 가스화 기능도 함께 갖추고 있어, 순환 유동층 가스화로에서 생산된 석탄 가스와 분말을 약 2000℃라는 고온에서 2차적으로 가스화시킵니다. 이를 통해 건조나 분쇄가 필요 없으며, 용제를 추가할 필요도 없이 더 높은 온도에서 건조 분말 석탄의 가스화 과정을 완료할 수 있습니다. 　　　 타이쉐루인은 퉁량진메이화공유한회사가 갈색석탄을 원료로 하여, 3세트의 순환유동층 분말가스화 장비를 보유하고 있다고 말했습니다.개조 전에는 3대의 장치가 시간당 약 100톤의 갈색석탄을 소비하여 약 100,000 Nm3의 가스를 생산했으며, 비회분의 양은 약 30톤이었습니다.생성된 비산회는 대부분 수력 제회 시스템과 세척수를 통해 침전조로 들어가 습회가 됩니다.이러한 석탄 재의 발열량은 2000칼로리 이상이며, 잔탄소 함량은 20%~30% 사이입니다. 습한 재와 재수를 처리하는 것은 회사가 직면한 큰 과제입니다. “전통적인 순환 유동층 가스화는 저온 상압 공정에 속하며, 석탄 내의 유기물을 완전히 분해시킬 수 없어 환경에 큰 해를 끼칩니다.”타이학린이 말했다. 　 타이쉐루인은 기자에게, 이 프로젝트는 비산재와 잔탄, 그리고 오수 내의 암모니아질소와 같은 유기 오염물질의 양을 줄여 환경 오염을 현저히 감소시킬 뿐만 아니라, 석탄 속의 탄소의 전환 효율과 원가스 내의 유효 가스 함량도 크게 높여줍니다. 또한 산소와 석탄의 소비량도 줄여주어, 기업이 비용을 절감하고 에너지를 절약할 수 있도록 해줍니다. 이 장치는 베이징 싱룽타이 회사가 특허 라이선스와 1단계 가스화로의 기술 개선 방안을 제공했으며, 자열식 가스·석탄분 유동층 가스화로의 기술 설계도 마련되었습니다. 중국 톈천공정유한회사가 이 장치를 위한 부대 공정 설계를 담당했으며, 2016년 5월 24일부터 6월 2일까지 총 219시간 동안 연속적으로 안정적으로 작동하는지에 대한 시험을 거쳤습니다. 초기 시험 생산 결과에 따르면, 복합분말 가스화 기술의 경우 1천 입방미터의 유효 가스를 생산하는 데 필요한 원료인 갈색석탄의 양은 약 570kg이며, 산소 소비량은 약 340 Nm3입니다. 전력 소비량은 약 30 kWh이고, 가스화 과정에서 사용되는 냉각수의 양은 약 15톤입니다；한 번의 물 소비량은 약 0.75톤입니다；부산물로 5.4MPa, 540℃의 중고압 증기 약 1000kg가 생성됩니다.가스 내의 비산물 및 잔탄은 1% 미만이며, 가스화 순환수의 암모니아 질소는 기존의 순환 유동층 가스화로의 약 10% 수준입니다. 또한 가스화 냉각수의 부유물은 기존 순환 유동층 가스화로의 0.3% 정도에 불과합니다. 페놀류나 석유류 폐수도 배출되지 않습니다. “기술적인 측면과 시험 운전 결과를 보면, 원료 석탄을 분쇄하고 체질하는 공정이 가동된 후에는, 보일러에 투입되는 석탄의 입도가 설계 요구치에 부합하게 되면, 1천 입방미터당 생산되는 유효 가스량에 필요한 석탄 소비량과 산소 소비량도 약 10% 정도 줄어들 것입니다. 또한 유효 가스의 함량도 약 10% 정도 증가할 것이며, 그 외의 소비량들도 더욱 줄어들 것입니다.”타이학린이 말했다.　 　　　 링크: 복합분말가스화로의 기술적 특징
복합분말가스화로는 내부 순환 유동층 분말가스화로와 자열식 가스-석탄 분말 역류 유동층 가스화로, 그리고 이들을 지원하는 부대 설비들로 구성된 건조분말가스화 장치입니다.이 가스화 장치는 유동층 분말석탄 가스화 기술을 사용하여 분말석탄을 부분적으로 가스화시켜 고온의 가스와 석탄 분말을 생산합니다. 그런 다음 이 가스와 석탄 분말은 자가가열식 가스-석탄 분말 역류 유동층 가스화로로 들어갑니다. 여기서 고온의 가스는 먼저 산소와 반응하여 이산화탄소와 수증기를 생성하며, 동시에 2000℃ 이상의 고온 상태가 만들어집니다. 이러한 고온 환경에서 석탄 분말과 이산화탄소, 수증기가 화학반응을 일으켜 일산화탄소와 수소가 생성됩니다. 이를 통해 더 높은 온도에서 석탄의 가스화 과정이 이루어집니다. 석탄 가루와 이산화탄소, 수증기의 반응은 흡열 반응이기 때문에, 고온 반응 구역을 빠져나온 가스의 온도는 점차 낮아집니다. 가스화로를 빠져나온 가스의 온도는 이미 **재의 융점보다 낮아지며, 원료 석탄에 포함된 귀중한 화학 에너지가 가능한 한 가스의 화학 에너지로 전환되어 더 높은 냉가스 효율을 달성할 수 있습니다.가스화 온도가 2000℃ 정도이기 때문에, 용제를 추가할 필요가 없어 슬래그의 가스화 과정을 원활하게 진행할 수 있습니다. 또한, 탄소 전환율이 더 높으며, 비산재의 양도 적고, 비산재 내의 잔탄량과 슬래그 내의 잔탄량도 낮습니다. 슬래그 기류층 가스화로 내의 내화블록은 슬래그에 의한 침식이 없기 때문에, 내화블록의 수명이 **연장됩니다.**초기 가스화로는 유동층 분말석탄 가스화로이므로 나사형 공급기를 사용하여 원료를 투입합니다. 따라서 수분 함량이 25% 이상인 갈색석탄을 제외하고는 원료 석탄을 단순히 분쇄하기만 하면 되며, 이로 인해 분말 석탄을 건조시키고 분쇄하는 과정에서 발생할 수 있는 폭발 위험을 피할 수 있습니다. 또한 건조 및 분쇄 시스템에서 발생하는 폐가스와 먼지로 인한 환경 오염 문제도 해결됩니다.