탄소중립 에너지원 구현을 위한 석탄-암모니아 혼소특성 분석 및 보일러 모델연구

Abstract

석탄(Coal)은 산업혁명 시기부터 풍부한 매장량과 안정적인 에너지 출력을 바탕으로 근대시대 최고의 에너지원으로써 주목받았으며, 오늘날 현대사회 기술 개발의 밑거름이 되어주었다. 하지만 현재 석탄, 석유등 탄소 기반 자원의_x000D_ <br>사용량 증가로 인해 지구온난화 같은 기후변화로 이어지고 있으며, 해수면상승, 평균온도 증가 등으로 인한 피해가 전 세계적인 현상으로 일어나고 있다. 이에 전 세계의 국가들은 탄소중립을 위해 노력하고 있다. 현재 우리나라는 탄소중립 이행을 위해 COP26 동참, Net Zero 공약, 산림소실 및 토지 황폐화 중단선언, 글로벌 메탄 감축 서약 등 정치적인 방법과 더불어 CCUS, 석탄 화력 암모니아 혼소, 수소 터빈 개발과 같은 기술적 연구개발을 병행하여 진행하고 있다._x000D_ <br>본 논문의 목적은 석탄 화력발전소의 암모니아 혼소특성을 분석하고 보일러 모델 연구를 통해 암모니아 혼소를 위해 선정된 유동층보일러, 1,000MW급 미분탄 보일러가 아닌 Retrofit 과정을 거쳐 수명이 연장된 접선분사식 보일러의 암모니아 혼소특성 및 보일러 영향성을 파악하기 위함이다. 본 논문에서 적용한 방법론 및 이론은 암모니아를 Lab-Scale에서의 석탄 연소기를 통한 테스트를 시행하여 데이터를 취득 후, 결과를 CFD로 컴퓨터 모델링화 시킨 실제 보일러 모델에 적용하여 결과를 검증하는 절차로 진행하였다._x000D_ <br>검증 시행 결과 기존 실험 결과인 20% 혼소가 가장 적합하였으며 혼소비율을 50%까지 올려 추가적인 실험을 진행하였다. 본 논문이 가지는 의의는 무탄소 연료인 암모니아와 석탄의 혼소특성을 분석하여 Retrofit 과정을 거쳐 수명이연장된 접선연사식 보일러에 적용할 암모니아 비율, 주입 조건, 위치 등 다양한 조건별 보일러 영향에 대한 평가를 통해 온실가스 저감에 이바지하고자 한다._x000D_ <br>주요 단어 : 표준석탄 화력, 암모니아 혼소, 접선연사식 보일러, DTF, CFD