DWSIM을 이용한 LNG 냉열발전에 관한 연구

Study on the LNG Cryogenic Power Generation with the DWSIM

LNG는 대량운송 및 저장을 위해 천연가스를 -l62°C 로 냉각시켜 LNG 터미널에 저장해 두었다가 일반적으로 해수식 기화기 를 이용하여 LNG를 기화시켜 NG 인 가스상태로 수요처에 공급하게 된다. 이 와 같이 재기화 되는 과정에서 약 200kcal/kg의 냉열이 버려지는 것으로 알려져 있다. 이러한 냉열은 공기액화, 냉열발전, 저온분해, 액화탄산, 저온창고, 지역난방 둥 다양하게 활용할 수 있다. 특히 냉열발전의 경우 일본을 중심으로 가장 많이 활용되는 기술이며, 그와 유사하게 공기액화를 위해 LNG 냉열을 이용하는 기술은 폭넓게 분포되어 활용되는 기술이다. 본 연구에서는 냉열발전에 대해 open source 프로그램 중 하나인 DWSIM을 이용하여 공정특성을 분석하였다. 250t/h급 75kg/cm2, -140°C 의 LNG롤 해수를 이용하여 재기화 후 터빈을 이용해 65 kg/cm2으로 NG를 송출할 경우, 약 879 kW를 얻을 수 있는 것으로 평가되었고, 해수를 이 용해 재기화 후 이산화탄소를 포집하기 용이하도록 이산화탄소가 포함된 고온(370°C)의 배출가스 200,000 Nm3/h로 재 기화를 추가로 시 킬 경우. 약 1,200 kW 의 전력을 얻을 수 있는 것으로 평가되었다. 기화기의 경우는 shell&Tube 타입의 열교환기 를 적용하였고, 해수 온도는 20'C 에 공급되 어 약 10°C 로 배출되도록 하였고, 7 kg/cm2 의 압력으로 1,000 t/h가 공급되도록 하였다. LNG 냉열발전의 경우, 기 술에 대한 가능성을 확인되었으나. 전력발생량 대비 경제성에 대한 평가가 반드시 필요할 것으로 사료된다.