| 초록 |
합성가스 내 CO<sub>2</sub> 포집 기술 개발 Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 연속 교반 반응기와 반응열 측정 장치에서 KIERSOL-P는 a-MDEA보다 낮은 재생 열용량으로 2.5배 이상의 시간 동안 초저농도로 CO<sub>2</sub>를 제어할 수 있었다. 또한, 고압 1 Nm<sup>3</sup>/h 연속 공정에서도 KIERSOL-P는 약 270분 동안 99.94% 이상으로 CO<sub>2</sub>를 제거하였으며, 이때 재생 열용량이 3.8 GJ/ton CO<sub>2</sub>로 최종 목표를 달성하였다. 따라서 KIERSOL-P는 a-MDEA에 비해 가격이 저렴하고 성능이 우수하므로, 기존 공정의 소재를 전량 교체한다면 공정의 전체 운전비용을 절감 시킬 것으로 판단된다. 본 기술 개발 성과를 통해 KIERSOL-P는 다음과 같이 기업 연계를 진행할 예정이다. 첫째, 소재 교체 가능성이 입증된 KIERSOL-P는 기술 수요자의 공정에 직접 소형 공정을 설치하여 운전함으로써 신소재의 성능을 증명할 계획이다. 둘 째, 석유화학 단지 내 동종 업체에게도 적극적으로 홍보하여 기술 이전이 확산되도록 진행할 것이다. 셋 쩨, CCS 기술을 개발하여 이를 spin-off한 결과이므로, 이를 적극 홍보하여 국외 시장에도 본 기술의 파급이 확산되도록 활용할 예정이다. 현재 본 기술은 ㈜ 나린스테크놀리지로 기술 이전된 상태이다 (기술이전계약 체결일: 2018년 11월 2일). 따라서 에너지연은 KIERSOL-P의 평가 결과를 제시하고, 더 나아가 현장에 테스트 공정을 설치하여 실시간으로 데이터를 제공하며, ㈜ 나린스는 이를 석유화학업체에 제공하여 KIERSOL-P 소재 판매뿐만 아니라 신규 증설 공정에 소재와 포집 공정전체를 사업화시킬 수 있도록 진행 할 예정이다. 상용급 고온 고분자연료전지 스택 범용 설계기술 개발 Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 연료전지 기술은 기후변화대응의 6대 기술 중 하나로 국산화 및 고효율화를 통한 신재생 에너지 보급 확산에 기여가 기대됨. 특히 제안된 발전효율 54%를 달성하여 시스템 수준에 서 기존 PEM과 동등한 수준의 경쟁력 확보 가능할 것으로 판단되여 높은 상용화 가능성 이 예상됨. 다채널 연료전지 성능평가 스테이션 개발 (II) Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 • 본 연구에서는 1) 압력발생기를 새롭게 도입하여 균일 유량 분포를 실현하였음 2) 2중 구조의 가습기를 설계 제작하여 정밀한 가습과 오염 방지를 동시에 해결하였음 3) 단의전지 프레임과 조립 치구를 새롭게 설계하여 균일한 조건의 단위전지를 쉽게 조립할 수 있도록 하였음 4) 전자접촉기를 채용하여 접촉저항을 줄임으로써 신뢰성 있는 단위전지 평가가 가능해지고 여러 셀을 순차적으로 자동평가 하는 것이 가능해졌음 5) 스테이션의 구조 설계를 통해 물의 응축이 일어날 수 있는 부분을 열풍으로 가열하여 원천적으로 응축을 방지함으로써 정밀한 측정이 가능한 스테이션을 구성하였음 • 이러한 장점들을 가진 새로운 다채널 스테이션을 설계 및 제작할 수 있는 기술을 확보함으로써 기존에 수입에 대부분 의존하던 시장에 향후 수입대체가 활발히 이루어지며 연료전지 산업발전에 큰 도움이 될 것으로 판단함. 바이오디젤 상용 플랜트 고효율화를 위한 고체 산 촉매 전처리 실증 기술 개발(II) Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 폐식용유 및 음폐유의 운전시간은 촉매 재생시점 기준인 유리지방산 1%이하(산가 2이하)까지 각각 1,800시간, 1,500시간 장기 촉매 내구성 및 성능평가를 진행하였으며 참여기업의 수용가능한 원료 수준인 산가 3.5를 기준으로하면 각각 2,300시간, 2,100시간으로 장기 성능평가 운전실험이 진행되어 촉매 재생 효율 90%를 반영하여 Factor 1.9 적용시, 촉매 비용은 폐식용유 7.83원/kg BD, 음폐유 13.0원/kg BD으로 10원/kg BD 달성이 가능한 것으로 나타났다. 음폐유의 경우 수용 가능 산가 3.5기준 적용시 9.32원으로 역시 촉매비용 목표 달성이 가능할 것으로 보인다. 이는 사전 내구성 향상 방안으로 촉매 사용 수명을 늘려 촉매 재생 시점이 늦어지는 것으로 비교적 고가의 수지계 강산성 고체 산 촉매의 BD 생산 비용 기여도를 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 저산가의 폐식용유(used frying oil) 보다 고산가(고 FFA 함량) 음폐유(food waste oil)에 대해서 더 높은 유리지방산 제거 효율을 나타내어 기존에 활용이 불가능한 저가 저급 폐유지 음폐유의 바이오디젤 원료로 적용 가능함을 확인하였다. 향후 본 2년간의 연구 결과를 바탕으로 기존 바이오디젤 생산 상용 공정에 적용하여 원가절감 목표를 달성하는데 무리가 없을 것으로 판단된다. 타워형 태양열발전용 헬리오스타트 상업화 모델 개발 Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 “타워형 태양열발전용 헬리오스타트 상업화 모델 개발” 사업에서는 상업용 저가화 헬리오스타트 요소기술 개발을 통해 헬리오스타트 모델을 개발하고 설계하였다. 이를 기반으로 헬리오스타트를 제작하고 성능평가를 통해 성능데이터를 확보하였다. 또한 CSP 플랜트를 구성하고 설치하기 전 타당성을 평가하기 위해 직달일사량 산정 방법 및 태양열발전 분석프로그램을 개발하였다. o 상업용 저가화 헬리오스타트 요소기술 개발 - 헬리오스타트 설계, 제작, 설치 기술 확보 - 헬리오스타트 구조안정성 기술 확보 - 헬리오스타트 저가화 및 제작비용 분석 o 헬리오스타트 성능평가 - 헬리오스타트 추적정밀도 확보 - 헬리오스타트 광학성능 확보 o 태양열발전 분석프로그램 개발 - 직당일사량 산정 방법 확보 - 태양열발전 분석프로그램 확보 사물인터넷(IoT) 기반 스마트 공업로 자동화 시스템 개발에 관한 연구 Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 본 연구는 Rx 열처리 공정에서 CO, CO₂, O₂측정, 도시가스 열량 측정이 가능한 가스분석기(센서), 온도, 분위기 가스장치 측정값을 사물인터넷(IoT) 방식으로 신호 송수신하는 네트워크와 송수신 받은 신호를 바탕으로 열처리 공정변수를 제어하는 공정 제어반, HMI, 스마트폰, 등으로 현재 공정에 대한 상황을 무선 통신 네트워크 시스템을 포함하는 열처리로에서의 스마트 자동화 네트워크 시스템 개발이다. 스마트 공정으로 적용한 열처리 시험로 이다. 가열방식은 고효율과 저 NOx 기술이 고도화된 축열 방식의 복사관 가열버너(Radiant Tube Burner)을 사용하였고 버너 3대가 로내 장착되고 버너 전용제어기를 통해 운전된다. 분위기 발생장치는 Rx 변성로가 내/외부에 설치 되어 있다. 로내 분위기 온도는 3존으로 나뉘어 온도 제어가 되고, 로내에서는 Rc fan을 설치하여 균일한 분포를 이루고자 히였다. 본 연구에서의 외란의 정의는 연료가스 의 발열량, 유량, 공기 압력 변동으로 정하였다. 열처리는 메쉬벨트 이송 장치가 이송하면서 피가열물이 이송하고 적절한 환원 분위기에서 광희 열처리된 피열처리물은 가열된후 수냉식 냉각 챔버를 지나면서 완결된다. 데이터를 측정 장치(온도, 유량, 가스농도, 압력, 열량계 등 센서)의 아날로그 값을 디지털화하여 무선 통신을 통하여 사물 인터넷(IoT) 기반으로 하여 제어기, PC server와 에 신호를 수신/전송하는 시스템 구성이 이루어졌다. 요소 local 기기로 보면 실험로 wifi 모듈, 분위기 제어장치 wifi 모듈, 유량제어기 wifi 모듈, 온도제어기 wifi 모듈로 구성되어 있다. 능형 진단과정을 거쳐 20개의 실시간 측정치로부터 가장 적절한 설정치를 15개의 wifi 모듈과 통신하면서 10개의 local 제어장치로 진단 결과를 송신하는 시스템을 개발하였다. 버너 전용제어기는 IoT 화 하였고 온도 제어를 할 때 공기/연료량의 비례 제어를 하는 방식이 아니고 버너 개개당 연료 공급을 축열연소에서 연료공급 시간을 조절할 때 연료공급 밸브의 개폐를 디지털 방식의 on /off 제어를 하면서 전체 연소부하를 제어하는 기술을 개발하였다. 최종적으로 가스 연료 발열량, 공기유량 변동 등 외란을 10%이상 조건에서 온도 및 분위기 통합 스마트 제어 시스템을 실증 하였다. 최고온도 900도 범위, 가스 열량 변동 |
