가스화 조건에서 탄종에 따른 석탄 슬래그 점도 거동

Abstract

분류층 가스화기에서 슬래그의 점도 변화는 가스화기 운전조건을 결정하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 국내 가스화 대상탄으로 선정된 9개 탄의 슬래그 점도를 가스화 조건에서 측정하였고 점도 변화에 영향을 미치는 슬래그내의 결정체의 크기와 종류를 관찰하였다. 시료는 고등기술원 건식 가스화기에서 배출된 슬래그 시료를 사용하였다. 9개탄 중 Alaska Usibelli, Curragh, Drayton, Adaro, Baiduri탄 슬래그는 결정슬래그의 경향을 보여주었고, Datong탄과 Cypurus탄 슬래그는 유리슬래그이였다. 결정슬래그의 경우 Tcv+50oC를, 유리슬래그의 경우 T1000poise+50oC를 가스화기의 최저운전온도로 정의하였을 때 Denisovsky 탄이 가장 높은 온도를, Drayton 탄이 가장 낮은 온도를 필요로 하였다. 모든 슬래그가 가스화기 내화물 성분인 Cr2O3를 포함하고 있었고, 1320oC 주위에서 Tcv를 갖는 결정슬래그의 경우(Alaska Usibeli, Curragh, Adaro탄) 냉각중에 형성됨을 나타내는 커다란 anorthite이 주 결정상으로 나타나 anorthite의 형성이 점도의 급격한 상승의 원인이 됨을 확인하였다. 또한 기포를 갖고 있는 Denisovsky탄의 경우 기포가 산화철의 환원에 의해 형성됨을 추정할 수 있었다.