보유기술

· 기술설명

본 기술은 수분함량과 이물질 혼재도가 높은 저품위 혼합폐기물 활용 에너지 생산을 위한 다단 연소구조의 수직 원통형 고정 화격자 방식의 연소보일러 기술과 부산물인 바닥재를 활용한 블록 제조 자원화 기술임. ● 연소보일러 에너지 회수 효율 80% 이상, 바닥재 10% 혼합시 흡수율 5.3% 이하, 휨강도 6.7 Mpa 이상 달성 가능

에너지·환경연구센터 10톤/일급(탈수슬러지기준) 공기 가스화 발전 기술

· 기술설명

● 본 공정은 10% 이하로 건조된 하수슬러지를 유동층 공기 가스화 반응에 의하여 합성가스를 생산하고 습식정제방식을 적용하여 합성가스 중 포함된 타르, 분진을 제거한 후 정제된 합성가스로 전력을 생산하는 건조슬러지 공기 가스화 기술. ● 본 공정은 10% 이하로 건조된 하수슬러지를 정량공급하는 설비, 가스화에 필요한 열을 촤 유동층 연소로에서 공급받아 고효율로 가스화하는 듀얼 유동층 가스화 설비, 합성가스 중의 타르, 분진을 고효율로 정제하는 정제설비, 그리고 정제된 합성가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스엔진 발전 설비로 구성 ● 핵심 기술들은 촤에너지 이용률을 높여 저급의 하수슬러지를 고효율로 가스화하고 안정적인 가스화가 가능한 기술들로 구성 ● 10톤/일급(탈수슬러지 기준) 가스화 시스템 테스트를 성공적으로 수행

에너지·환경연구센터 가연성 폐기물 가스화 기술

· 기술설명

◦본 기술은 가연성 폐기물을 전처리한 후 고정층 가스화 방식을 사용하여 합성가스를 생산하고 습식정제방식을 적용하여 합성가스를 정제하여 전력 및 화학원료로 전환하여 사용할 수 있는 가연성폐기물 가스화 기술 ◦가연성 폐기물 전처리 설비, 공기 및 순산소 가스화 반응에 의해서 폐기물로부터 합성가스를 생산하는 가스화 설비, 생산된 합성가스를 정제하는 합성가스 정제 설비 그리고 정제된 합성가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스엔진 발전 설비 및 합성가스 활용 설비로 구성 ◦공기 가연성 폐기물 가스화기술은 생산된 합성가스를 활용하여 가스엔진 발전하여 전력을 생산하며, 순산소 가연성 폐기물 가스화용융 기술은 다양한 사업장 혼합폐기물을 합성가스 및 슬랙으로 전환시키는 기술로 폐기물 중 가연성분을 1,200℃ 이상의 고온에서 가스화하고 70℃ 이하의 급냉을 통해 다이옥신류 재합성을 방지함과 동시에 청정한 합성가스를 생산, 폐기물 중 불연성분은 안정한 슬랙으로 배출. ◦핵심 기술은 폐기물로부터 합성가스를 생산하는 가스화 기술로 일정 품질 이상의 합성가스를 안정적으로 생산하기 위해서는 폐기물 투입기술, 바닥재 배출기술 및 산화제 공급 기술, 가연성 폐기물 가스화용융기술이 있음. ◦공기를 이용한 8톤/일급 생활폐기물 가스화 시스템 및 300 kW급 가스엔진 발전 시스템을 Y시에 설치하여 시운전을 완료한 상태임. ◦순산소 이용한 3톤/일급 폐기물 가스화 시스템의 구축을 완료하고, 운전을 통해 상용규모 시스템의 scale up 설계 인자를 도출 ◦상용규모(100톤/일급 이상) 폐기물 가스화 시스템의 기본 설계를 완료하였고, 국내 기업과 사업화를 추진

에너지·환경연구센터 ■ 농업부산물(왕겨) 공기 가스화 및 가스엔진 발전 기술

· 기술설명

● 본 기술은 농업부산물(왕겨)를 up-draft 고정층 공기 가스화 반응에 의하여 합성가스를 생산하고 습식정제방식을 적용하여 합성가스 중 포함된 타르, 분진을 제거한 후 정제된 합성가스로 전력을 생산하는 바이오매스 공기 가스화 기술. ● 본 공정은 농업부산물(왕겨)의 밀폐식 정량공급 설비, 공기 가스화 반응에 의해서 합성가스를 생산하는 가스화 설비, 합성가스 중의 타르, 수분을 응축하는 응축 설비, 합성가스 중의 분진, 타르를 고효율로 정제하는 습식 및 건식 정제설비, 그리고 정제된 합성가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스엔진 발전 설비, 폐수로부터 타르를 전량 회수하는 타르 회수 설비, 부산물로 발생된 탄화물, 초액, 타르를 유가물로 제조하는 재활용 설비로 구성 ● 안정적 운전을 저해하는 타르, 분진, 수분을 고효율로 제거하여 가스화설비의 신뢰성을 확보하고 폐수처리비용을 획기적으로 저감함과 동시에 회수된 타르를 재활용 ● 20톤/일급 왕겨 가스화 및 200 kW급 가스엔진 발전 실증설비에 적용하여 테스트를 성공적으로 수행 ● 20톤/일급 가스화 및 200 kW급 가스엔진 발전 시스템을 건설하여 테스트를 성공적으로 수행하였고, 공동연구기관에서는 베트남, 캄보디아, 러시아 등 왕겨가 단순처리 되고 있는 지역에 수출을 추진

에너지·환경연구센터 수소 액화 기술

· 기술설명

초저온 액화 및 기화 기술은 간접식 LNG 재기화 기술을 초저온 수소액화 사이클 예냉 공정에 응용하여 사이클의 소비전력을 낮추고 효율은 향상시키는 기술임

에너지·환경연구센터 여과배기노즐 설계 기술

· 기술설명

- 본 기술은 중대사고시 원자력건물 파손방지를 위한 여과배기계통의 일부분으로 개발된 기술로서 통상의 여과시스템과 달리 비상시 전력원이 차단된 상태에서 물의 수위와 관 내의 가스속도 변화에 따른 벤츄리 효과 등을 활용해서 피동형으로 작동되어 물의 액적에 분진이 포집되어 여과되는 방식으로서 설계 - 피동형 습식여과 배기시스템은 분진의 여과를 위한 노즐과 가스의 감압을 위한 여과배기용기 설계가 접목된 기술로서 국내에서 처음으로 개발되어 1마이크론 분진을 99% 제거할 수 있다는 것이 검증 - 기술개발이 원자력플랜트로부터 유도되었으나 분진제거를 필요로 하는 환경플랜트 등 타 플랜트에도 적용될 수 있고 작동방식이 피동이 아닌 전기공급이 원활한 상태에서 펌프 등을 사용하는 능동방식으로도 설계 변경해 활용될 수 있음

에너지·환경연구센터 초임계 이산화탄소 발전 기술

· 기술설명

- 초임계 CO₂ 브레이튼 사이클 정상상태 및 과도상태 공정해석 기술. - 초임계 CO₂ 발전시스템 3차원 CFD 해석 및 구조 해석 기술. - 초임계 CO₂ 발전시스템 Design Package 제작.

에너지·환경연구센터 머신러닝 기반 IoT 센서 및 제어 기술

· 기술설명

- Camera, LiDAR, 그리고 Camera & LiDAR Fusion 센서 시스템 구축 및 머신러닝 기반의 데이터 분석을 통한 Object Detection, Object Segmentation, Object Position & Orientation Tracking 기술. - 대용량 데이터 전송기반 IoT(Internet of Things) 센서 모듈 및 플랫폼 개발기술. - 학습기반 Dynamic System Modeling 및 Dynamic System Control 기술.

에너지·환경연구센터 시스템 엔지니어링 기술

· 기술설명

- 시스템 개발을 위해 이해당사자(Stakeholder)의 요구사항을 수집하고 분석하는 기술임. - 시스템 개발을 위한 운용개념 수립 및 시스템 사양서 작성 등을 통해 시스템 개발 방향과 세부 내용을 명확히 정의하는 기술. - 시스템 생애주기에서 시스템 요구사항부터 형상까지 추적 관리하는 형상관리 기술.

에너지·환경연구센터 이동층 흡착탑 이용 SOx 제거 기술

· 기술설명

○ 본 연구팀에서는 SOx로 인한 미세먼지 저감을 위하여 흡착법을 이용 저농도의 SOx를 제거하는 기술을 보유 ○ 활성탄 흡착탑의 복합활성탄 제조 기술 및 흡착탑 설계 및 제작 기술 보유 ○ 미세먼지 원인 중 하나인 발전소에서 배출되는 SOx를 원천 제거 할 수 있는 기술 보유로 발전소 미세먼지 저감 핵심 기술로 발전 기대

에너지·환경연구센터 가스화연료전지 발전 초고순도 정제 기술

· 기술설명

○ 본 연구팀에서는 기 축적된 합성가스 정제기술을 기반으로 IGFC의 핵심 요소기술인 합성가스 초고순도 정제기술에 대한 연구를 수행 ○ 석탄 합성가스에 포함된 H2S, COS, 미세분진 등의 오염물질뿐만 아니라 NH3, HF, HCl, HBr, HCN, Hg 등 다양한 오염가스의 제거를 위한 초고순도 정제 기술 보유○ IGFC 시스템의 효율을 높이고 경제성을 확보하기 위하여, 에너지 소모가 적고 건설비와 운영비가 적은 설비 및 공정 개발과 개발 공정의 최적화를 위한 엔지니어링 기술 보유

에너지·환경연구센터 에너지환경 플랜트 공정 평가/진단/최적화 기술

· 기술설명

○ 본 연구팀에서는 에너지·환경 플랜트에 대한 성능 평가·분석·설계 등을 위하여 전산모사를 이용한 공정 해석, 평가 및 최적화 기술을 보유 ○ 이러한 기술을 활용하여 최적 가스화 조건에 대한 해석 및 분석, 가스화 공정 및 합성가스 공정에 대한 해석 및 평가, IGCC 플랜트에 대한 공정 해석, DME 제조공정에 대한 해석 및 설계, CO2 포집공정에 대한 해석 등 다양한 분야의 기술개발을 추진 ○ 또한 에너지·환경 플랜트에 대한 전산모사를 통해 단위공정별 효율분석 및 설계 주요 인자를 도출하고 대상 플랜트에 대한 주요 설계 인자를 도출하는 기술을 확보

에너지·환경연구센터 1 톤/일급 첨가제 최소화한 유화제품 제조설비(캐비테이션법 이용)

· 기술설명

○ 캐비테이션법을 이용하여 물과 연료를 혼합할 경우 미립자 상태에서 용이하게 혼합되어 기존기술에 비해 첨가제를 덜 소비하면서도 안정적으로 유화상태를 유지할 수 있고 설비비와 유지비 저감이 가능 ○ 캐베테이션을 유도하는 설비가 단순하면서도 손쉽게 적용할 수 있어 설비를 구축할 경우 저비용으로 효과적인 제조설비 구축이 가능 ○ 이러한 캐비테이션법을 이용하여 석탄 및 석유코크스를 슬러리화하는데 적용하여 물과 고체 연료가 용이하게 혼합되어 기존기술에 비해 슬러리의 점도는 낮아지고 보존기간은 늘어나는 결과를 얻음

에너지·환경연구센터 상압-20 bar, 10-2,000 Nm3/h급 가스상 분진제거설비

· 기술설명

○ 석탄, 석유코크스, 중질잔사유, 바이오매스 등 저급 연료 가스화 반응으로 생산된 고온의 합성가스에는 CO, H2, CH4 등 연료가스뿐만 아니라 비산재, 미연탄소 등의 고체상 물질이 함유되어 있음 ○ 합성가스에 함유된 고체상 물질을 제거한 후 IGCC(가스화 복합발전), IGFC(가스화 연료전지발전) 등의 발전용 연료로 사용하거나 SNG(합성천연가스), FT 합성유, DME(디메틸에테르)와 같은 연료 및 원료로 전환시켜 다양하게 활용 가능. ○ 분진제거기술의 경우 고온(300℃)·고압(20 bar) 조건에서 캔들필터를 이용하여 합성가스에 함유된 비산재를 제거하는 기술로, 본 연구팀에서는 국산 금속필터를 이용하여 비산재를 99.7% 이상 제거하는 설비를 개발 ○ 본 연구팀에서는 pilot급(250 Nm3/hr) 규모 분진제거설비에 대한 기술개발을 완료하고 demo급(2,000 Nm3/hr) 규모 공정에 대한 기술개발을 진행

에너지·환경연구센터 상압-20 bar, 10-2,000 Nm3/h급 저비용/고효율/고순도 H2S 세정설비

· 기술설명

○ 석탄, 석유코크스, 중질잔사유, 바이오매스 등 저급 연료 가스화 반응으로 생산된 고온의 합성가스에는 CO, H2, CH4 등 연료가스뿐만 아니라 H2S, COS 등의 산성가스가 함유되어 있음 ○ 합성가스에 함유된 산성가스를 제거한 후 IGCC(가스화 복합발전), IGFC(가스화 연료전지발전) 등의 발전용 연료로 사용하거나 SNG(합성천연가스), FT 합성유, DME(디메틸에테르)와 같은 연료 및 원료로 전환시켜 다양하게 활용 가능. ○ H2S 세정기술은 가스상에 함유된 H2S를 제거하는 기술로, 본 연구팀에서 개발한 기술의 경우 산화반응에 의해 H2S를 황 원소로 직접 분해하여 제거하는 기술로, Claus(황 회수) 공정과 같은 별도의 후처리설비가 필요 없어 건설비를 크게 낮출 수 있음 ○ 또한 용매 재생에 별도의 에너지가 필요 없고, H2S 제거 효율은 99.9% 이상인 기술로 초청정 저비용·저에너지소비·고효율 설비를 개발 ○ 본 연구팀에서는 pilot급(250 Nm3/hr) 규모 H2S 세정설비에 대한 기술개발을 완료하고 demo급(2,000 Nm3/hr) 규모 공정에 대한 기술개발을 진행

에너지·환경연구센터 연속식 고압 분체 주입 기술

· 기술설명

일반적으로 가스 또는 액체의 경우 상압에서 컴프레셔 또는 펌프 등을 이용하여 고압으로 연속적인 공급이 가능하지만 분체의 경우에는 아직까지 세계적으로 상용화된 설비가 없어 배치식 록호퍼 시스템을 적용하고 있는 상황인데, 본 기술은 고압호스, 압착롤러, 체인 등으로 구성되는 고압 분체 주입장치를 이용하여 미분탄 등과 같은 분체를 상압 조건에서 연속적으로 고압 반응기에 주입할 수 있는 기술임.

에너지·환경연구센터 미세먼지 및 중금속(Hg) 동시 제거용 Hybrid PTFE 멤브레인 필터 기술

· 기술설명

석탄화력 발전소 및 연소시설 배출가스 중에는 미세먼지와 함께 미량의 가스상 중금속이 포함되어 있는데, Hybrid PTFE 멤브레인 필터는 PTFE 멤브레인 필터에 흡착제를 코팅함으로써 필터 표면에서 미세먼지를 제거함과 동시에 가스상의 중금속(Hg) 성분을 흡착하여 제거할 수 있는 필터임. 그리고 이러한 필터 제작 관련하여 고강도 지지체용 Fiber 부직포와 Media 제조 기술, 필터 표면개질 및 중금속 제거용 흡착제 코팅 기술, Microscopic pore 구조의 멤브레인 적용 기술 등의 요소기술을 확보하였음.

에너지·환경연구센터 내부식성 금속필터 기술

· 기술설명

내부식성 금속필터는 기존 가스화 플랜트에 적용중인 세라믹필터와 금속필터 각각의 단점들(세라믹필터: 깨지기 쉬움, 금속필터: 부식성 가스에 취약)을 보완함으로써 고온/고압 합성가스 조건에서 장시간 안정적인 운전이 가능하도록 국산화 개발한 필터임. 이러한 내부식성 금속필터는 5겹 압착/소결 금속필터에 세라믹 코팅을 통해 제작되는데, 성능시험 결과 합성가스 중에 포함된 분진 99.7% 이상의 제거효율을 달성하였으며 상용 IGCC 플랜트 slip-stream 연계 시험을 통해 안정적인 운전특성도 확보하였음.

에너지·환경연구센터 휘발성유기화합물(VOCs) 농축 및 처리 기술

· 기술설명

유기용제 사용 사업장을 중심으로 다양한 제품 생산 공정에서 저농도로 배출되는 VOCs 가스를 흡착제가 구비된 농축장치를 이용하여 고농도로 농축시킨 후, rotary 방식의 축열식 산화시스템을 연계하여 99% 이상 제거함과 동시에 발생되는 폐열은 회수하여 생산 공정에서 재활용할 수 있도록 하는 VOCs의 일체형 고효율 농축 및 처리 기술을 보유하고 있음. 이외에도 다양한 생선공정에서 배출되는 VOCs를 고농도로 농축 후 열교환을 통한 저온의 응축공정을 거쳐 회수하는 저온 응축 처리 분야에서도 자체적인 기술력을 보유하고 있음.

에너지·환경연구센터 석탄가스화 공정설계 및 운전최적화 기술

· 기술설명

석탄가스화 기술은 저급연료인 석탄을 이용하여 고온/고압의 가스화 반응을 거쳐 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주 성분인 합성가스를 제조하는 기술로, 화석연료인 석탄을 고효율 발전, 합성연료 제조 등의 청정 에너지원으로 활용하기 위한 차세대 에너지전환 기술이라 할 수 있음. 플랜트공정개발센터에서는 2 톤/일 규모의 Pilot급 시스템에 대한 국산화 요소기술 개발 연구를 시작으로 현재는 20 톤/일급 시스템에 대한 공정설계 및 운전최적화를 통한 안정적인 연속운전 기술을 보유하고 있음.

고등기술연구원

연구부서

보유기술

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