갈탄 고도화 기술 현황 및 발전 동향
1 갈탄 자원
1.1 세계 갈탄 자원
추정에 따르면, 세계의 갈탄 자원 세계의 갈탄 지질 매장량은 약 4조톤입니다. 전 세계 석탄 매장량의 약 40%를 차지한다. 갈탄 자원은 경질 갈탄과 연질 갈탄의 두 가지 범주로 나눌 수 있으며 주로 유럽에 분포하고 아시아와 북미에 분포합니다. 경질갈탄 매장량이 가장 많은 국가는 미국, 러시아, 중국이다. 연성 갈탄 매장량이 가장 많은 국가는 러시아입니다. 전 세계 연질갈탄 매장량의 약 30%를 차지합니다. 독일, 호주, 미국, 구 유고슬라비아, 폴란드의 연질 갈탄 매장량을 합하면 전 세계 연질 갈탄 매장량의 약 40%를 차지합니다.
1.2 우리나라의 갈탄 자원
제3차 전국 석탄자원 조사(중국석탄지질국, 1999)에 따르면 우리나라의 총 석탄자원은 5조 5700억 톤이며, 매장량도 남아있습니다. 1조 32억 6천만 톤, 확인된 갈탄 매장량은 1,311억 4200만 톤입니다. 석탄 매장량의 약 13%를 차지합니다.
석탄지대 지질탐사 결과가 이를 보여준다. 우리나라 갈탄 자원은 주로 중국 북부에 분포되어 있으며 전국 갈탄 자원의 3/4 이상을 차지합니다. 그 중 내몽골 동부 지역에 석탄이 가장 많이 함유되어 있으며, 석탄 종류는 주로 중생대 쥐라기 경질 갈탄입니다. 중국 남서부는 중국 북부에 이어 우리나라에서 두 번째로 큰 갈탄 기지입니다. 매장량은 국가 전체 갈탄 매장량의 약 1/8을 차지합니다. 대부분은 윈난성(雲南省)에 분포하며 주로 신생대 제3기 연질갈탄이다. 중국 동북, 중남, 서북, 화동 지역의 갈탄 자원은 전국 갈탄 자원 총량의 3% 미만이다.
2 우리나라 갈탄 자원 활용 현황과 가공 및 품질 개선의 필요성
2.1 갈탄은 우리나라 동북부 지역에서 미래에 이용 가능한 주요 에너지이다
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중국 동북부의 경제는 중공업이 주도하고 있다. 에너지 의존도가 높습니다. 동북 3성의 석탄 자원 총 매장량은 277억 2100만 톤에 불과하며, 상대적으로 석탄 자원이 풍부한 흑룡강성을 제외하면(총 석탄 자원 매장량 211억 9200만 톤) 상대적으로 큰 생산 능력에 더해 요녕성과 길림성은 모두 석탄 수송 지역이며 일반적으로 석탄 자원 수송 지역이다. 수요와 공급의 격차가 크다. 인접한 몽골 동부 지역은 석탄 자원이 풍부하며 총 석탄 매장량이 857억 8,700만 톤에 달합니다. 이는 중국 동북부 전체 매장량의 3배가 넘는다. 대부분은 갈탄 자원이며 호룬베이얼시 이민강 광산구 우창구와 허둥구만 있다. Zhalainuoer 광산 지역의 Lingdong 광산은 Changyan 석탄입니다.
중국 동북부의 노후 산업 기반을 활성화하려는 국가 전략이 심화됨에 따라 중국 동북부의 에너지(주로 석탄) 수요가 계속 증가하여 지역 내 석탄 수급 모순이 발생하고 있다. 더 눈에 띄는. 이는 북동부 지역과 상대적으로 가까운 내몽고 동부 지역에 거대한 갈탄 시장을 제공하고 있으며, 내몽고 동부 지역의 갈탄 자원은 앞으로 우리나라 북동부 지역의 주요 에너지원이 될 것이 확실합니다.
2.2 갈탄 품질 개선의 필요성
갈탄은 석탄의 종류 중 석탄화도가 가장 낮은 것으로 이탄과 역청탄의 중간 정도의 수분 함량을 가지고 있다. 풍화는 일정량의 천연 휴믹산을 함유하고 있으며, 탄소 함량이 낮고, 산소 함량이 높으며, 수소 함량의 변화가 큽니다. 휘발분은 일반적으로 45% ~ 55%입니다.
갈탄은 수분 함량이 높고 발열량이 낮기 때문에 풍화되기 쉽고 자연 발화합니다. 에너지 단위당 운송 비용이 높아 장거리 운송 및 저장에 도움이 되지 않습니다. 갈탄의 직접연소는 열효율이 낮고, 온실가스 배출량도 크다. 대규모로 개발하고 활용하기가 어렵습니다. 또한, 갈탄의 원료로의 전환 및 활용도 제한됩니다. 갈탄 액화, 건식 증류 및 가스화는 모두 석탄의 수분을 10% 미만으로 줄여야 합니다. 갈탄이 업그레이드 및 처리되지 않은 경우. 다양한 사용자의 품질 요구 사항을 충족하는 것은 어려울 것입니다. 갈탄 업그레이드 및 가공은 갈탄의 효율적인 개발 및 활용의 핵심이 되었습니다. 여기에 언급된 갈탄 품질 개선. 갈탄의 탈수, 성형, 열분해 과정에서 석탄의 조성과 구조의 변화를 말합니다. 역청탄과 유사한 특성을 지닌 업그레이드된 석탄으로 변환됩니다. 갈탄의 탈수 및 업그레이드 후. 수분 함량은 크게 감소하고 발열량은 크게 증가합니다. 석탄의 자연 연소를 방지하고 운송 및 저장을 용이하게 할 뿐만 아니라 발전, 가스 생산, 화학 산업 및 기타 용도에도 도움이 됩니다.
3 국내외 갈탄 고도화 기술 개요
독일은 갈탄 자원이 많고 산업력이 강한 국가로서 현대 갈탄 가공 기술의 발상지이다. 1970년대 이후에는 호주, 미국 등 주요 갈탄 생산국에서도 갈탄 고도화 기술에 대한 연구개발이 활발히 이루어졌다. 에너지 부족 국가인 일본 역시 값싼 갈탄의 활용을 매우 중요하게 생각합니다.
최근에는. 국내 석탄 가격이 급등하면서 상대적으로 저렴한 갈탄 자원이 다시 한번 에너지·화학업계의 주목을 받고 있다. 새로 건설된 다수의 석탄화학 프로젝트는 갈탄을 원료로 전환했으며 다양한 갈탄 업그레이드 및 가공 기술이 개발되었습니다. 국내외 갈탄 고도화 및 가공 기술은 크게 비증발식 탈수 고도화 기술, 성형 고도화 기술, 열분해 고도화 기술의 세 가지 범주로 나눌 수 있다.
3.1 비증발식 탈수 및 고도화 기술
갈탄의 비증발식 탈수 및 고도화 기술은 고온, 고압의 증기(또는 고온의 열유)로 대표된다. ) 건조 기술. 고온, 고압 등의 조건을 통해 갈탄의 물리화학적 구조를 변화시키는 방법이다. 깨끗하고 효율적인 유연탄 연료로 전환하는 업그레이드 방법입니다. 고온고압의 증기(또는 고온의 뜨거운 기름)에 갈탄을 직접 접촉시켜 수분을 제거하는 새로운 고도화 기술입니다. 결과적으로 갈탄은 수축하고 밀도가 높아지며 소수성이 증가합니다. 이 방법은 상대적으로 높은 열효율과 안전성을 가지고 있습니다.
3.2 성형 및 품질개선 기술
오랜 시간. 갈탄이 풍부한 유럽의 많은 국가에서는 갈탄을 발전용이나 대형 보일러에 사용하고 있습니다. 나머지는 산업 및 민간용 연탄으로 가공되며 호주도 예외는 아닙니다. 갈탄의 성형 과정에서 고압이나 전단 등의 물리적 영향으로 겔 구조와 기공 시스템이 비가역적으로 손상됩니다. 따라서 석탄시료의 석탄순위는 본질적으로 변화하게 되며, 석탄화도도 높아지게 된다.
4 열분해 및 업그레이드 기술
갈탄 열분해는 20세기 초에 시작되었습니다. 그 목적은 파라핀 오일과 무연 고체 연료를 생산하는 것이었습니다. 제2차 세계 대전 중에 독일은 전쟁 목적으로 대규모 갈탄 저온 증류 공장을 설립했습니다. 갈탄으로부터 휘발유, 경유 등 엔진 연료를 생산하는 공정이 개발됐다. 1950년대에는 석유와 천연가스의 개발과 응용이 이루어졌습니다. 석탄 열분해 공정의 발전은 둔화되거나 심지어 중단되었습니다. 그러나 갈탄 자원이 풍부한 일부 국가에서는 갈탄 열분해 기술에 대한 연구 개발이 중단되지 않았습니다. 특히 1970년대 석유파동 이후에는 더욱 그랬다. 사람들은 값싼 갈탄 자원의 개발과 활용을 다시 강조하고 갈탄 열분해 공정에 대한 연구를 수행했으며 몇 가지 새로운 공정을 개발했습니다. 국내외의 일반적인 갈탄 열분해 공정에는 독일의 L-R 공정, 호주의 유동층 급속 열분해 공정, 중국의 다단계 회전로 공정, 중국의 새로운 고체 열 운반체 탄화 공정 등이 있습니다.
5 국내 갈탄 고도화 및 가공 기술 발전 동향
현재. 갈탄의 비증발 탈수 및 품질 개선 측면에서 중국에서는 산시석탄화학연구소, 중국과학원, 흑룡강성 과학기술연구소 등 소수의 과학 연구 단위에서만 기초 연구를 수행했다. 우리나라는 갈탄 형성과 품질향상에 있어서 과거 여러 가지 이유로 발전이 더디게 진행되어 왔습니다. 최근 몇 년 동안 기술과 장비 분야에서 획기적인 발전이 이루어졌고 산업 응용이 시작되었으며 기술이 점차 성숙해졌습니다.
국내 갈탄 고도화, 가공 및 활용은 아직 초기 단계입니다. 현재 우리나라의 갈탄 고도화 및 가공기술의 발전은 꾸준히 추진되어야 한다. 너무 성급하게 행동하는 것은 바람직하지 않습니다. 기술 연구개발에는 국내 독자적인 개발과 해외 도입이 병행되어야 합니다. 초기 단계에서는 공정이 간단하고 기술적 리스크가 낮은 비증발식 탈수 성형 및 품질 개선 기술을 적극적이고 꾸준히 추진할 수 있다. 예를 들어 K-연료 공정, BBC 공정 및 증기 건조 성형 기술이 있습니다.
이를 바탕으로 자본과 기술집약적인 열분해 및 고도화 가공기술을 점진적으로 추진해 나갈 예정이다. 세미코크스, 콜타르, 코크스로 가스 등 다양한 제품을 생산합니다. 동시에, 자원 활용 효율을 향상시키기 위해 제품 응용과 관련된 석탄화학 기술 개발을 추진하겠습니다.