타이위안 보일러 그룹은 칭화 대학 및 여러 주요 산업 파트너와의 공동 연구 프로젝트를 통해 순환 유동층 보일러(CFB 보일러) 기술 개발에서 또 하나의 중요한 이정표를 달성하였다. 새로 개발된 기술은 초저열량 석탄 슬래그 및 저활성 석탄 가스화 비산재의 대규모 처리 및 자원화를 위한 혁신적인 솔루션을 제공함으로써, 친환경적이고 에너지 절약형, 저탄소 전력 생산을 위한 새로운 기회를 제시한다.
7월 18일, 초저열량 석탄 갱석 및 저활성 석탄 가스화 비산회 고체 폐기물 대규모 탄소 감축 기술 프로젝트에 대한 평가 회의가 타이위안 중베이 고신기술 구역에서 개최되었다. 이번 회의는 중국국가석탄협회가 주최하였으며, 중국공정원 원사들과 중국의 석탄, 환경보호, 전력 분야 최고 전문가들이 참석하였다.
해당 기술은 타이위안 보일러 그룹, 칭화대학, 산둥 누오타이 환경보호 기술 유한공사, 베이징 지에창 후아루이 기술 유한공사, 칭화대학 산시 청정에너지 연구소가 공동 개발하였다. 첨단 순환유동층 연소 기술과 혁신적인 고체 폐기물 처리 공정을 융합함으로써, 이 프로젝트는 산업 부산물의 효율적 활용 측면에서 중요한 진전을 이룩하였으며, 동시에 청정 에너지 생산을 지원한다.
심사 위원회는 중국공정원 황치리 원사가 위원장으로, 고상 원사가 부위원장으로 맡았으며, 국가에너지투자그룹, 차이나코얼에너지그룹, 산메이인터내셔널에너지그룹 등 주요 기관의 전문가들도 심사단에 참여하였다.
타이위안시 국유자산감독관리위원회(SASAC), 타이위안시 과학기술국, 진넝홀딩그룹, 화뎬코얼산업그룹 등 주요 석탄 채굴 및 석탄 화학 기업의 대표들이 기술 평가를 참관하고 향후 산업 응용 방안을 논의하기 위해 회의에 참석하였다.
평가 과정에서 전문가 위원회는 프로젝트의 기술 문서를 검토하고, 연구팀의 상세한 발표를 청취하며 광범위한 기술 토론을 진행하였다. 종합적인 평가 후, 위원회는 만장일치로 이 프로젝트를 승인하였다.
전문가 패널에 따르면, 해당 기술은 중국 및 국제적으로 동종 분야에서 최초로 성공적으로 달성된 사례로, 국제적으로 선도적인 수준에 도달하였다. 위원회는 또한 대규모 상용화 및 보다 광범위한 산업 적용을 촉진하기 위해 시범 프로젝트의 속도를 높일 것을 권고하였다.
이 돌파구는 현대 발전 분야에서 가장 효율적인 연소 기술 중 하나인 순환 유동층(CFB) 연소 기술 분야에서 또 다른 주요 진전을 보여준다.
기존의 연소 시스템과 달리 유동층 연소는 저품질 연료를 안정적이고 효율적으로 연소하면서도 뛰어난 연소 효율을 유지하고 배출가스를 줄일 수 있습니다. 이로 인해 순환유동층 보일러는 석탄 슬래그, 산업 고체 폐기물, 다양한 형태의 바이오매스와 같은 난연성 연료 처리에 특히 적합합니다.
신규 개발된 기술은 초저열량 석탄 슬래그와 저활성 석탄 가스화 비산재를 동시에 연소할 수 있어, 기존에는 활용하기 어려웠던 자원을 귀중한 에너지 자원으로 전환합니다.
이 산업 폐기물의 탄소 함량을 크게 감소시키면서도 무해한 처리를 가능하게 함으로써, 자원 재활용, 탄소 감축, 지속 가능한 산업 발전을 위한 실현 가능한 경로를 마련합니다.
중국은 매년 8억 톤 이상의 신규 석탄 광석 부산물을 발생시키며, 약 5,000만 톤의 저활성 석탄 가스화 비산재도 함께 생성한다.
기존 처리 방식은 이러한 자원을 효과적으로 활용하지 못해 대규모 적치를 초래하였고, 이는 귀중한 토지를 차지할 뿐 아니라 자연발화, 분진 오염, 장기적 생태계 위험 등 환경 문제를 야기하였다.
신규 개발된 기술은 첨단 순환유동층(CFB) 보일러 기술과 혁신적인 연소 공정을 결합함으로써 오랫동안 산업계가 직면해 온 이러한 과제를 해결한다.
효율적인 연소와 탄소 감축을 통해 이 기술은 고체 폐기물의 환경 영향을 최소화할 뿐 아니라, 생성되는 재 잔사의 품질을 향상시켜 자원 회수 및 재활용을 위한 새로운 기회를 창출한다.
이 성과는 더 깨끗한 석탄 기반 에너지 시스템 개발을 지원함과 동시에 에너지 산업 전반의 지속 가능성 목표 달성에도 기여한다.
현실적인 운전 조건 하에서 기술을 검증하기 위해 공동 연구개발 팀은 3MW 규모의 준산업용 열 시험 플랜트를 구축하였다.
시험 결과, 발열량이 최저 550 kcal에 불과한 석탄 슬래그의 효율적인 연소뿐 아니라 반응성이 낮은 석탄 가스화 비산재의 안정적인 연소도 입증하였다.
가장 주목할 만한 성과 중 하나는 연소 후 재 잔류 탄소 함량 평균치를 1% 미만으로 감소시킨 것으로, 기존 처리 방식 대비 상당한 개선을 이룩하였다.
이처럼 잔류 탄소 함량이 크게 줄어든 것은 환경 위험을 낮추는 데 그치지 않고, 재 잔류물의 후속 활용 가치를 크게 제고한다.
잠재적 활용 분야는 다음과 같다:
토양 개량 사업
광산 복구 및 채굴 구덩이 매움
골짜기 복원 및 조림
건자재 생산
기타 대규모 자원 활용 응용 분야
이러한 응용 분야는 순환 경제 이니셔티브를 지원하고 폐기물 처분 요구를 줄이는 동시에 추가적인 경제적 가치를 창출한다.
고상 원사원은 평가 회의에서 이 프로젝트의 성과를 높이 칭찬하였다.
고 원사원에 따르면, 이 기술은 초저열량 석탄 갱석 및 석탄 가스화 비산재의 자원 활용 및 에너지 회수를 위한 완전히 새로운 경로를 확립하였다. 그는 이 혁신이 녹색·저탄소·지속가능한 발전을 촉진하는 데 매우 중요할 뿐만 아니라 향후 시장 적용을 위한 강력한 상업적 잠재력을 보여준다고 지적하였다.
칭화대학교 웨 광시 원사원은 성공적인 평가가 중요한 이정표임을 인정하면서도, 상용화를 위해서는 대학, 연구기관, 산업 파트너 및 최종 사용자 간의 지속적인 협력이 필요하다고 강조하였다.
그는 해당 기술의 향후 발전에 대한 자신감을 표명하며, 학계와 산업계 간 긴밀한 협력을 통해 산업 현장 적용을 가속화하는 중요성을 강조했다.
타이위안 보일러 그룹의 엔지니어링 팀에게 이 프로젝트는 수년간 지속된 연구, 시험 및 최적화 작업을 상징한다.
타이위안 보일러 그룹 실험기지 소장 왕샤오웨이 씨는 시범 시험 단계를 주도한 후 자신의 경험을 공유했다.
그는 연소 결과가 기대를 뛰어넘었으며, 이를 통해 기술의 성능에 대한 본인의 이해가 근본적으로 변화했다고 설명했다. 시험 중 생성된 연소 후 재를 직접 보여주며, 탄소 감축 공정이 하류 단계에서의 종합적 활용 가능성을 크게 향상시킨다는 점을 강조했다.
이 성공적인 시범 규모 결과는 향후 상업 규모 프로젝트에 대한 강력한 기술적 지원을 제공하며, 이 기술을 산업용 CFB 발전소 응용 분야에 적용할 수 있음을 입증합니다.
오랜 전통을 자랑하는 보일러 제조업체로서 타이위안 보일러 그룹은 주요 대학 및 연구기관과의 협력을 통해 지속적으로 기술 역량을 강화하고 있습니다.
회사가 순환 유동층 보일러 기술에 꾸준히 투자하는 것은 청정 증기 보일러, 온수 보일러 및 산업용 발전 시스템을 위한 첨단 솔루션 개발에 대한 약속을 반영합니다.
혁신적인 유동층 연소 기술과 실무 공학 경험을 융합함으로써 타이위안 보일러 그룹은 석탄, 산업 난방, 재생 가능 바이오매스 보일러 응용 분야를 포함한 다양한 산업 분야에서 CFB 기술의 적용 범위를 지속적으로 확대해 나가고 있습니다.
이 최신 성과는 당사가 기존 석탄 연료와 대체 바이오매스 자원을 모두 지원할 수 있는 고효율·에너지 절약형 연소 시스템을 개발하는 데 탁월한 전문성을 보유하고 있음을 더욱 확고히 입증합니다.
전 세계 산업 분야가 탄소 감축 및 자원 효율성 제고를 지속적으로 추구함에 따라, 첨단 순환 유동층 연소(CFB) 기술은 지속 가능한 에너지 개발에서 점차 더 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
본 프로젝트의 성공적인 평가를 통해, CFB 보일러 기술이 복잡한 산업 폐기물 문제 해결과 동시에 청정 증기 생산, 고효율 발전, 장기적 환경 지속 가능성 달성에 기여할 수 있는 잠재력을 입증했습니다.
타이위안 보일러 그룹, 칭화 대학 및 산업 파트너 간의 지속적인 협력을 통해 이 기술은 시범 프로젝트 및 상용화 단계로 신속히 진입할 것으로 기대되며, 이는 청정 산업 개발 촉진, 자원 이용 효율 향상, 그리고 전 세계 순환 유동층 기술의 미래 진화를 위한 새로운 기회를 창출할 것이다.
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