석탄에서 코크스 오일을 추출하고 합성가스를 생산하는 통합 기술(CCSI)에 중대한 진전이 있었습니다

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석탄 활용과 에너지 산업 혁명의 열쇠인 석탄에서 타르를 추출하고 합성가스를 생산하는 통합 기술(CCSI)에 있어 중대한 진전이 이루어졌습니다. 최근, 산시 옌장 석유(그룹) 유한공사의 탄화수소 고효율 활용 기술 연구센터가 독자적으로 개발한 이 기술은 큰 성과를 거두었습니다. 만 톤급의 산업용 시험 설비가 144시간 동안 연속적으로 안정적으로 가동되었으며, 타르 생산률은 16.23%에 달했고, 합성가스의 효율도 35% 이상이었습니다(공기를 이용한 가스화 방식). 모든 지표가 설계 목표를 충족하거나 그를 초과했습니다. 36t/d CCSI 산업 시험 장치 CCSI 산업 시험 장치 운영 현장 현재 우리나라의 석탄 활용 방식은 직접 연소와 단일 변환을 중심으로 하며, 그 열량과 일부 성분만을 활용합니다. 이로 인해 유용한 성분들이 낭비되고 경제적 손실이 발생할 뿐만 아니라, 일부 자원은 환경을 오염시키는 배출물로 전환됩니다.석탄의 성분별 활용과 석탄 기반 다중생산 기술의 혁신을 통해, 석탄을 효율적이고 청정하게 전환하여 연료 원료로 활용하는 것이 가능해집니다.CCSI 기술은 하나의 반응기 내에서 석탄의 열분해 반응과 가스화 반응을 동시에 수행함으로써, 석탄을 직접 석탄 타르와 원유가스로 전환시킬 수 있습니다. 이를 통해 석탄 자원의 활용률과 전환 효율, 부가가치를 극대화할 수 있으며, 석탄의 분류적 활용 기술을 더욱 높은 수준으로 끌어올릴 수 있습니다. 앞으로 CCSI 기술을 중심으로 석탄을 효율적이고 청정하게 석유(석탄 타르)와 가스(합성가스)로 전환시킨 뒤, 이를 액체 연료 생산, 화학제품 생산, 발전 산업과 결합함으로써 석탄-석유-전기의 다중 생산 체계를 구축할 것입니다. 이를 통해 새로운 에너지 개발 모델이 만들어질 것이며, 저유가 상황에서 석탄화학 산업과 에너지 이용 방식에 크고 깊은 영향을 미칠 것입니다. 이는 석탄 산업과 에너지화학 산업의 패러다임 변화를 이끌 것입니다.주요 기술 혁신과 산업적 우위는 5가지 측면에서 나타납니다: 기술 노선이 참신합니다.전통적인 석탄의 다양한 용도 활용 방식을 바꾸어, 석탄 열분해 기술이나 석탄 열분해-연소 통합 기술과 같은 방법들을 도입함으로써, 열분해 기술과 분말코크스 가스화 기술을 유기적으로 결합시킬 수 있습니다. 이를 통해 석탄은 하나의 반응기 내에서 직접 기체와 액체 형태의 생성물로 전환됩니다. 이 방법을 통해 석탄 타르의 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 분말코크스도 효율적으로 전환됩니다. 따라서 석탄을 최대한 활용할 수 있으며, 전환 효율과 생성물의 부가가치도 더욱 높아집니다. 에너지 변환 효율이 높음.반응기의 독특한 유동장, 온도장 및 유로 구조 설계와 더불어 고온 고체 입자의 고배율 순환은 우수한 온도 기울기를 형성한다；기화-열분해 반응의 결합은 순환 폐쇄 시스템을 형성하며, 두 반응 간의 물질과 열에너지가 상호 활용되어 반응 시스템은 자가 온도 평형에 도달하고 에너지의 종합 변환 효율이 현저히 향상된다. 환경 보호 효과가 뛰어납니다.CCSI 기술이 발전 산업과 결합하여, 석탄 타르를 추출하는 동시에 ‘가스’(합성가스)를 석탄 대용으로 사용해 전력을 생산함으로써, 석탄의 청정하고 효율적인 전환 – 석탄 타르의 심층 가공 – 친환경 발전이 통합된 새로운 형태의 석유-전력 복합 생산 체계가 형성됩니다.합성가스에는 수은, 비소와 같은 중금속 오염물질이 포함되어 있지 않으며, 발전 전에 탈황·탈탄·제진 처리가 가능합니다. 이를 통해 기존 석탄화력발전소의 연도가스 처리 설비가 가진 높은 비용과 낮은 효율이라는 문제를 해결할 수 있으며, 산업 공정의 초기 단계에서부터 오염물질 배출 문제를 해결함으로써 ‘푸른 하늘 캠페인’을 실천할 수 있습니다. 경제적 효과가 좋다.신형 등유-전기 복합생산 모델은 높은 수익성과 매우 낮은 배출량이라는 장점을 바탕으로, 기존 석탄발전 산업의 전환과 고도화를 크게 촉진할 것입니다.현재 우리나라의 연간 석탄 발전 사용량은 약 20억 톤에 달하며, 이 중 약 70%의 발전소에서는 아크리티컬 보일러가 사용되고 있습니다. 만약 이러한 보일러들을 모두 CCSI 기술로 개조한다면, 발전 효율을 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라, 약 2억 톤의 석탄 타르도 더 생산될 것입니다. 이 석탄 타르는 원유 수입량의 50% 이상을 대체할 수 있습니다.또한, 새로 건설되는 초저배출 발전소의 경우 CCSI-가스터빈 발전 방식을 도입함으로써 대형 공기분리장치를 별도로 설치할 필요가 없어집니다. 이로 인해 IGCC 투자 비용이 크게 줄어들어, 우리나라에서 IGCC가 더 빠르게 상업적으로 활용될 수 있게 됩니다. 시장이 넓다.CCSI는 기술 혁신을 통해 등유와 전기화의 결합된 발전 방식을 열어주었습니다. 이를 통해 석탄을 기반으로 한 다중 생산 기술이 보다 심도 있고 광범위하게 지속적으로 발전할 수 있게 되었습니다. 그 결과, 경제적 이익과 환경 보호가 함께 추진될 수 있으며, 여러 산업 분야 간에 산업 클러스터와 순환형 경제 발전 모델이 형성될 수 있습니다. 알려진 바에 따르면, CCSI 기술은 2012년 10월부터 연구개발이 시작되었으며, 소규모 실험 연구, 냉상 시뮬레이션 연구, 36t/d 규모의 산업용 실험 장치 설계 및 건설 등의 단계를 거쳤습니다. 2015년 8월에는 산업용 실험 장치의 건설이 완료되었고, 같은 해 11월에는 전 공정이 완성되었습니다. 최근에는 더욱 큰 진전이 있었습니다.현재, 이 기술을 바탕으로 연간 100만 톤(하루 3,600톤) 규모의 CCSI 산업화 설비를 구축하기 위한 공정 설계 작업이 진행 중입니다. ‘13차 5개년 계획’ 기간 동안 산업적 실증 및 기술 보급 작업이 이루어질 것으로 예상됩니다.