석탄 Slag의 점도는 IGCC와 슬래깅 연소 등의 분야에 중요한 factor로 이용되는 데 먼저 IGCC는 석탄가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle)은 석탄을 가스화시키고 이를 이용하여 Gas Turbine과 Steam Turbine을 구동시켜 전력을 생산하는 차세대 발전 시스템입니다.


※ IGCC 개념


이 기술은 가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle)으로서 먼저 앞에서 설명한 가스화 방법을 이용하여 연료가스로 전환하고 고온에서 연료가스 중 부식성 가스인 H2S를 정제한 후, 미반응 석탄과 분진 등 입자를 제거하고 연 소하여 Gas Turbine을 구동시키고, 고온의 연소가스에서 스팀(Steam)을 회수하 여 Steam Turbine을 구동시킴으로서 석탄 화력발전소와 같이 전력을 생산하는 차세대 전력생산 시스템입니다.

이 기술은 기존의 같은 용량 기준 석탄 보일러보다 40%이상의 고체 폐기물의 양 을 감소시킬수 있으며 99%의 SOx와 80%의 NOx를 제거할 수 있습니다. 또한 기존 석탄화력 발전효율이 36∼39%인데 비하여 IGCC에 의한 발전효율은 45∼ 55%까지 향상될 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.


석탄 화력발전소에서 석탄이 보일러에서 연소되고 회분이 고체상태(연탄재와 같 은 melting 전상태)로 배출되는데 비하여 IGCC 시스템에서의 회재는 석탄을 가 스화시키고 회분은 녹여서(melting 후) Slag형태로 배출시키게 됩니다.

이 경우 IGCC시스템에서의 Slag 점도는 대부분 250Poise를 임계점으로 설정하고 그 이하의 점도 상태를 유지하도록 약 1,400℃에서 가스화기를 Operation하고 있 습니다.

따라서 IGCC에서는 Operation Temperature와 Ash의 조성 그리고 Ash의 Slag 상태에서의 점도가 중요한 인자(factor)로 인식되고 있습니다. 만약 Ash Slag의 점도가 높은 석탄이라면(석탄의 종류마다 Ash Slag 점도는 각각 다릅니다.) 가스 화기의 Operation Temperature가 높게 되어야 하고 그 만큼 전력소모가 많고 중 요한 것은 온도가 높을수록 Operation상 위험성도 높아지게 됩니다.

이 경우 CaO, MgO의 Flex를 사용하여 Slag의 점도를 낮출 수가 있습니다.


슬래깅 연소는 신연소기술 중의 하나로서 연소시 석회석을 주입하여 황성분을 미 리 제거하는 기술로 반응기의 온도가 석탄 중의 회분을 용융시킬 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다.

이 경우도 회분성분은 반응기 하부로 Slag형태로 배출되고 연소가스는 기존의 화 력발전소의 보일러로 주입되면서 Steam을 발생시키고 Turbine을 구동시켜 전력 을 생산하는 차세대 발전 시스템에 이용되고 있습니다.

석탄 중의 회분 및 석고형태로 황산화물을 제거시키는 이 방법은 분진으로 배출 되는 입자는 Slag로 제거되기 때문에 분진이 거의 제거되는 기술입니다.

따라서 Slag의 점도가 높다면 반응기 하부의 Slag Pot(배출구)로 흘러 배출시키 기가 어렵게 되므로 Slag의 점도가 낮아야 반응기를 Operation 시킬 수 있게 됩 니다.

이 경우 미리 석탄 Slag의 점도를 측정하여 원료탄으로 사용하게 되며 석회석의 CaO 성분이 석탄 Slag의 점도를 낮추는 Flex로 역할을 할 수도 있는(황산화물도 잡아주고) 장점이 있습니다.