보유기술

· 기술설명

● 폐기물/바이오매스 혼합 가스화를 통한 합성가스 생산 ● 합성가스의 오염물질 정제 (촉매공정 연계 수준) ● 5t/d급 폐기물/바이오매스 혼합 가스화-합성가스 정제 시스템 보유 ● 100 Nm3/hr급 합성가스내 CO의 수소 전환 WGS 시스템 보유 ● 50t/d급 및 100t/d급 폐기물/바이오매스 가스화-합성가스 수소/CO 분리 생산 설계 기술보유

에너지·환경연구센터 해양미생물을 이용한 바이오수소 제조 기술

· 기술설명

● 해양 미생물(Thermococcus onnurineus NA1)을 이용하여 생물학적 수성가스전환공정 (CO + H2O → H2 + CO2)을 통해 수소를 생산하는 기술임 ● 수소를 생산하는 매질은 해수와 NA1 미생물로 구성되며, 최적 운전온도는 80℃임 ● 본 연구팀에서는 상용급(1만톤/년 수소 생산 규모) 수소 생산 플랜트를 설계를 완료하였으며, 2019년 9월부터 서부발전 태안화력발전소 내에서 실증급(250 Nm3/h 수소 생산 규모) 수소 생산 플랜트 운전이 시작됨

에너지·환경연구센터 합성가스 이용 SNG 생산 기술

· 기술설명

● 석탄, 바이오매스, 폐기물 등과 같은 원료로 가스화(gasification)를 통해 얻은 합성가스(CO, H2가 주성분)를 이용하여 촉매반응을 거쳐 합성천연가스(이하 SNG로 사용)를 생산하는 기술임 ● 본 연구팀에서는 석탄의 가스화로 도입된 합성가스를 이용하여 SNG를 생산하는 연구를 수행한 바 있음 ● 국내 고유의 SNG 공정 개발을 위해 “Lab.→Bench(1Nm3/h)→Pilot(20~100Nm3/h)→Demo.(5,000Nm3/h)” 등과 같은 규모로 설계/운전에 참여하였으며, 이를 기반으로 상용급 SNG 공정에 대한 설계 자료를 도출하였음

에너지·환경연구센터 ■ 폐기물 순산소 가스화 합성가스 WGS 전환 및 메탄올 합성 기술

· 기술설명

● 폐기물 합성가스를 메탄올로 전환하기 위한 시스템으로 폐기물 가스화 시스템과 연계하여 통합시스템으로 운영(폐기물 가스화 연계 메탄올 전환 시스템) ● 본 기술은 고온건식정제시스템(분진, HCl, H2S/COS), 합성가스개질시스템(WGS), 합성가스메탄올전환시스템으로 구성 ● 메탄올은 화학물질 합성, 초산, 용제 등의 원료 물질로 사용할 수 있으며, 연료유(자동차, 항공기, 선박 등)로 직접 사용 가능 ● 0.5 TOE/일급 폐기물 가스화 연계 메탄올 전환 시스템을 구축하였으며, 10 TOE/일급 폐기물 연계 메탄올 전환 시스템의 기본설계패키지 개발 완료

에너지·환경연구센터 5톤/일급 간접 로터리킬른 방식의 EFB 반탄화 기술

· 기술설명

● 간접가열방식의 로터리킬른 반응기를 이용한 반탄화 방식의 EFB 고형연료화 기술로 반탄화 설비, 반탄화가스 정제 설비, 반탄화물 배출/냉각 설비, 타르회수 설비 및 반탄화물 성형 설비로 구성 ● 일정 품질 이상의 반탄화물을 안정적으로 생산하기 위한 열 공급기술 및 반응온도 제어기술이 핵심기술 ● 4.8톤/일급 EFB 반탄화 시스템을 말레이시아 국영농장에 설치하여 시운전을 완료하였으며, scale-up하여 10톤/일급 파일럿 플랜트를 국내에 설치하여 상용운전 중 ● 10톤/일급 우드칩-탈수슬러지 혼합 반탄화 시스템 설계, 구축, 시운전 ● 10톤/일급 설비 이용하여 우드칩 단독 반탄화 시스템 시운전 (15~20톤/일급 처리 성능 확인) ● 우드칩 이용 Bio-Char 생산설비로 상용운전으로 설비 활용

에너지·환경연구센터 하수슬러지 용융 무해화 및 자원화 기술

· 기술설명

본 기술은 회재 함량이 높고 발열량이 낮은 하수슬러지의 안정적인 용융을 위한 산소부화의 연료식 직접 표면용융 기술과 생산 슬래그를 활용한 블록 제조 자원화 기술임. ● 연소효율 95% 이상, 슬래그화율 88% 이상, 용적감량률 97% 이상 달성 가능

에너지·환경연구센터 저품위 혼합폐기물 연소 및 바닥재 재활용 기술

· 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

고등기술연구원

연구정보

보유기술

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