방향족 아민계 산화방지제에 의한 갈탄의 자연 발화 방지 효과 (Prevention Effect of Spontaneous Combustion of Lignite by Aromatic Amine Antioxidants)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 24권 / 4호 / 634 ~ 641페이지
· 저자명 : 이광희, 장준호, 조정익, 서동주, 한수영, 정민지, 박태성, 장현태

초록

낮은 탄화도로 휘발분 함량이 높은 저급 석탄인 갈탄은 낮은 발열량을 나타낸다. 높은 휘발분 함량으로 저장 및 운송 과정에서 자연발화로 인하여 활용율이 낮은 탄종이었다. 휘발분 중에는 인화성이 강한 아릴 에테르 등이 포함되어 있으며, 갈탄의 열분해시 메탄과 수소가 발생하는 특성을 나타낸다. 석탄을 단순 연소만이 아닌 IGCC 공정과 같은 가스화 공정 사용시 낮은 회분 함유량과 높은 휘발분과 수분 함유량으로 낮은 발열량에 불구하고 효율적 사용이 가능하다. 갈탄의 휘발분은 다양한 방향족화합물을 함유하고 있으며, 회분에는 FeS를 비롯하여 쉽게 산화될 수 있는 성분을 함유하고 있으며, 분해시 메캡탄 형태로 배출되기도 한다. 다양한 휘발분과 환원된 금속이 대기 중에 노출되면서 산소, 수분과 접촉하여 산화되며, 열을 발생시킨다. 산화반응으로 석탄의 온도상승이 발생되며, 인화성이 강한 휘발분에 의한 발화가 발생된다. 본 연구에서는 다양한 차수 아민계을 산화방지제로 사용하여 갈탄에 도포하고, 아민의 자연발화 억제 효과를 연구하였다. 발화 온도의 상승으로 산화 방지 효과를 측정하였으며, 방향족 아민에 의하여 자연발화가 억제됨을 알 수 있었다. 연소로 조업온도에서 연소성의변화가 없을을 알 수 있었다.

영어초록

Lignite is low-rank coal with a low degree of carbonization and high volatile matter content. Lignite, which has a high volatile content and spontaneous ignition characteristics during storage and transportation, is a type of coal with low utilization. Among the volatile components, lignite contains highly flammable aryl ethers, and methane and hydrogen are generated during the thermal decomposition of lignite. When coal is used in a gasification process, such as the IGCC process, instead of the combustion process, the volatile matter of lignite contains various aromatic compounds, and the ash contains reduced metal and FeS. Lignite contains easily oxidizable components. The sulfur compounds of lignite are decomposed to mercaptan. As various volatile components and reduced metals are exposed to the air, they are oxidized in contact with oxygen and moisture, generating heat. Oxidation reactions cause the temperature of coal to rise. In this study, various tertiary amines were applied to lignite using antioxidants, and the spontaneous combustion inhibitory effect of amines was studied. The antioxidant effect was measured by increasing the ignition temperature, and the aromatic amine suppressed spontaneous ignition. The combustion rate was unaffected by the operating temperature of the furnace.

참고자료

· 없음