온실가스 배출-고정연소 종류

고정 연소 공정은 열에너지를 제공하거나 다른 형태의 에너지로 전환하여 특정 시설이나 프로세스에 사용하는 공정입니다. 이러한 연소 공정은 주로 화석연료를 연소시켜 열에너지를 생성하거나 다른 형태의 에너지로 전환하는 목적으로 이루어집니다.

1. 고정 연소 공정의 개요
고정 연소 공정은 주로 화석연료의 연소를 기반으로 하며, 열에너지를 생성하거나 다른 형태의 에너지로 변환하여 필요한 곳에 공급합니다. 이러한 연소 공정은 다양한 종류의 연료와 다양한 기술을 사용하여 구현됩니다.

2. 연료별 연소의 공정도 및 공정 설명

2.1. 고체연료의 연소공정
고체 연료의 연소공정은 화석연료인 고체 연료를 연소시켜 열에너지를 생성하는 과정을 다룹니다. 이러한 연소공정은 연료의 종류와 특성에 따라 다양한 방법으로 수행됩니다. 고체 연료의 연소는 유연탄 연소, 무연탄 연소, 그리고 갈탄 연소로 구분됩니다.

2.1.1. 유연탄 연소
유연탄은 휘발성 성분 함량이 높고, 발열량이 높은 고체 연료로, 연소 시에 화염을 내며 열에너지를 생성합니다. 이 연료는 주로 화력 발전용으로 사용되며, 대부분은 국내에서 생산되지 않아 수입되고 있습니다.

2.1.1.1. 유동상 연소로 (Fluidized Bed Combustion):
미분탄 연소 (Bubbling Fluidized Bed Combustion): 연료 입자가 부풀어 오르며, 유틸리티 및 산업용 보일러에서 주로 사용됩니다.
사이클론식 노 (Circulating Fluidized Bed Combustion): 연료 입자가 사이클론과 같은 회전 운동을 하며, 유틸리티 생산 및 대규모 산업 시설에서 쓰입니다.
2.1.2. 무연탄 연소
무연탄은 고정탄소가 많고 휘발성 성분이 적은 고급탄으로, 미분탄 연소 및 소형 수동식 연소설비를 사용하여 연소됩니다. 무연탄의 발열량은 비교적 낮지만, 중,소규모의 설비에서 주로 사용됩니다. 무연탄은 다음과 같은 특성을 가집니다:
발열량: 4500 kcal/kg 이하
유황 함유량이 적음
연기 발생이 적음
2.1.3. 갈탄 연소
갈탄(또는 갈색탄)은 석탄의 한 종류로, 발열량이 상대적으로 낮고 휘발성 성분이 높습니다. 물과 재료 함량이 높아 건조시키면 가루가 되는 특성을 가집니다. 갈탄은 다음과 같은 특성을 가집니다:
발열량: 대략 4000 ~ 6000kcal/kg
휘발성 성분: 약 40%
수분 함유량: 60% 이상
갈탄은 전송 및 운송에 비효율적이며, 주로 발전소에서 전기 및 스팀 생산에 사용됩니다. 그러나 단위 발전량 당 더 많은 연료가 필요하고 큰 설비가 필요하므로 상대적으로 효율이 낮은 연료로 알려져 있습니다.

고체 연료의 연소는 에너지 생산의 중요한 부분을 차지하며, 연료의 특성과 용도에 따라 다양한 연소 방법을 사용하여 최대한 효율적으로 에너지를 생산하는 것이 중요합니다.

2.2. 액체 및 기체 연료의 연소공정
액체 및 기체 연료의 연소 공정은 액체 연료와 기체 연료를 화염을 통해 연소시켜 열에너지를 생성하는 과정을 다룹니다. 이러한 연소 공정은 연료의 형태, 종류, 및 특성에 따라 다양한 방법으로 이루어집니다.

2.2.1. 액체 연료의 연소공정
액체 연료의 연소공정은 크게 증류유 연소와 잔사유 연소로 구분됩니다.

2.2.1.1. 증류유 연소 (Distillate Fuel Combustion):
증류유는 원유의 분리 및 정제 과정에서 분리되어 얻는 연료로, 휘발성이 크고 화염이 높이 발생하는 특성을 가집니다. 증류유에는 휘발유, 경유, 등유, 중유 등이 포함됩니다. 주요 특성은 다음과 같습니다:
점성이 낮음
황 성분이 0.3% 이하 (중량 기준)
발열량이 약 10000kcal/kg로 높음
증류유는 주로 가정용, 산업용 설비, 상업용 설비에서 사용됩니다.

2.2.1.2. 잔사유 연소 (Residual Fuel Combustion):
잔사유는 원유의 분리 및 정제 과정에서 상압 증류탑과 감압 증류탑에서 채취된 상압 잔사유와 감압 잔사유, 그리고 분해 잔사유로 나누어집니다. 잔사유는 미분자량이 크고, 점성이 높으며, 황과 질소의 유기 금속 성분을 함유합니다. 다른 특성은 다음과 같습니다:
미분자량이 크고 점성이 높음
황, 질소 및 유기 금속 성분 함유
일부 잔사유는 분해 잔사유로 분해 과정에서 생산됨
잔사유는 주로 유틸리티, 산업 시설 및 대형 상업용 연소설비에서 사용됩니다. 중질의 잔사유는 점성이 높고 휘발성이 낮기 때문에 가열이 필요하며 분사에 적절하게 가열됩니다.

2.2.2. 기체 연료의 연소공정
기체 연료의 연소공정은 천연가스 연소와 액화석유가스(LPG) 연소로 구분됩니다.

2.2.2.1. 천연가스 연소 (Natural Gas Combustion):
천연가스는 주로 메탄으로 이루어진 혼합물로, 가정 및 산업용 연료로 널리 사용됩니다. 천연가스는 탄소 1개와 수소로 이루어진 메탄이 주성분이며, 주로 가열하여 액화성 성분을 회수하고 황화수소를 제거하는 가스처리 공장을 필요로 합니다. 주요 특성은 다음과 같습니다:
주로 메탄을 주성분으로 함
황화수소 제거 필요
발전소, 산업 스팀 생산, 난방 등에 사용
2.2.2.2. 액화석유가스(LPG) 연소:
액화석유가스(LPG)는 탄화수소 혼합물로 주로 프로판과 부탄으로 구성되며, 원유 생산 또는 정제 과정에서 얻어집니다. LPG는 일반적으로 액체 상태로 저장 및 판매되며, 흔히 가정용 난방 및 조리, 자동차 연료로 사용됩니다. 주요 특성은 다음과 같습니다:
프로판, 부탄 또는 혼합물로 구성
액화 상태로 저장 및 판매
가정용, 상업용, 자동차 연료로 사용