HWAHAK KONGHAK, Vol.25, No.6, 546-554, December, 1987
비등온법에 의한 석탄의 열분해 및 촤-CO2 가스화 반응특성
Nonisothermal Coal Pyrolysis and Char-CO2 Gasification Reactivity
초록
동원 무연탄, 호주 역청탄, 파키스탄 갈탄을 시료로 하여 수평형 열중량분석기를 이용한 석탄 열분석 실험을 하였다.
비등온 열분해 반응에서 온도 250 ℃-600 ℃ 사이에서 전체반응의 80 %가 완결되었고, 열분해 반응속도는 온도, 가연속도, 삭탄종류에 영향을 받았다. 열분해 반응 활성화에너지는 호주 역청탄이 28.28 kcal/g-mol, 파키스탄 갈탄이 11.18 kcal/g-mol이었다.
비등온 촤-CO2 가스화 반응에서는 온도 500 ℃-750 ℃ 범위에서 화학반응 율속조건을 만족하였다. 동원무연탄 촤, 호주 역청탄 촤의 경우 CO2 농도 6.2×10-5g-mol/㎤（20 ℃, 200 KPa）에서부터 파키스탄 갈탄 촤는 4×10-5g-mol/㎤(20 ℃, 200 KPa)에서부터 CO2 기체농도의 영향을 받지 않게 되었다.
비등온 촤-CO2 가스화 반응에서의 활성화에너지는 동원 무연탄 촤 29.4 kcal/g-mol, 호주 역청탄 16.39 kcal/g-mol, 파키스탄 갈탄 촤 22.20 kcal/g-mol로 각각 구하여졌다.
비등온 열분해 반응에서 온도 250 ℃-600 ℃ 사이에서 전체반응의 80 %가 완결되었고, 열분해 반응속도는 온도, 가연속도, 삭탄종류에 영향을 받았다. 열분해 반응 활성화에너지는 호주 역청탄이 28.28 kcal/g-mol, 파키스탄 갈탄이 11.18 kcal/g-mol이었다.
비등온 촤-CO2 가스화 반응에서는 온도 500 ℃-750 ℃ 범위에서 화학반응 율속조건을 만족하였다. 동원무연탄 촤, 호주 역청탄 촤의 경우 CO2 농도 6.2×10-5g-mol/㎤（20 ℃, 200 KPa）에서부터 파키스탄 갈탄 촤는 4×10-5g-mol/㎤(20 ℃, 200 KPa)에서부터 CO2 기체농도의 영향을 받지 않게 되었다.
비등온 촤-CO2 가스화 반응에서의 활성화에너지는 동원 무연탄 촤 29.4 kcal/g-mol, 호주 역청탄 16.39 kcal/g-mol, 파키스탄 갈탄 촤 22.20 kcal/g-mol로 각각 구하여졌다.
Thermal analysis were conducted to characterize the pyrolysis and char-CO2 gasification by measuring the reactivities of different coal samples in a horizontal thermogravimetric analyzer. The tested coal samples were Dong-Won anthracite, Australia bituminous coal and Pakistan lignite.
Nearly 80 % of nonisothermal pyrolysis reaction is completed between 250 ℃ and 600 ℃. Reaction rate of pyrolysis is affected by reaction temperature, heating rate and coal properties. Measured activation energies of pyrolysis reaction are 28.28 kcal/g-mol for Australia bituminous coal and 11.18 kcal/g-mol for Pakistan lignite.
Chemical reaction control region of nonisothermal char-CO2 gasification reaction is between 500 ℃ and 750 ℃. The concentration of CO2 gas does not influence on the reaction in the concentration over 6.2×10-5 g-mol/㎤ for Dong-Won anthracite char and Australia bituminous char, and over 4×10-5 g-mol/㎤ for Pakistan lignite char.
Measured activation energies of char-CO2 gasification reaction are 29.4 kcal/g-mol for Dong-Won anthracite char, 16.39 kcal/g-mol for Australia bituminous char and 22.20 kcal/g-mol for Pakistan lignite char.
Nearly 80 % of nonisothermal pyrolysis reaction is completed between 250 ℃ and 600 ℃. Reaction rate of pyrolysis is affected by reaction temperature, heating rate and coal properties. Measured activation energies of pyrolysis reaction are 28.28 kcal/g-mol for Australia bituminous coal and 11.18 kcal/g-mol for Pakistan lignite.
Chemical reaction control region of nonisothermal char-CO2 gasification reaction is between 500 ℃ and 750 ℃. The concentration of CO2 gas does not influence on the reaction in the concentration over 6.2×10-5 g-mol/㎤ for Dong-Won anthracite char and Australia bituminous char, and over 4×10-5 g-mol/㎤ for Pakistan lignite char.
Measured activation energies of char-CO2 gasification reaction are 29.4 kcal/g-mol for Dong-Won anthracite char, 16.39 kcal/g-mol for Australia bituminous char and 22.20 kcal/g-mol for Pakistan lignite char.