바이오오일 가스화공정에서 생산되는 합성가스의 품질향상 및 타르저감에 관한 연구 = A Study on the Quality Improvement and Tar Reduction of Synthetic Gas Produced in the Bio-oil Gasification Process

국문 초록 (Abstract)

바이오매스를 이용한 바이오에너지 기술은 지구온난화와 환경오염 등의 문제를 야기하는 화석연료의 사용을 저감할 수 있는 친환경 에너지로 주목받고 있다. 현재 국내 폐목재 발생량은 지속적으로 증가하여 처리 및 활용방안이 필요한 실정이다. 이러한 폐목재 처리방안의 일환으로 본 연구에서는 제재부산물인 톱밥을 급속열분해 하여 얻은 바이오오일을 가스화하여 합성가스를 생산하고, 촉매개질을 통하여 품질향상 및 타르저감에 관한 연구를 진행하였다. 고품질의 합성가스는 주로 합성천연가스 제조, FT 디젤, 메탄올, 에탄올, 수소 또는 DME등의 고부가 합성연료 생산에 활용된다. 그러나 바이오매스 기반 가스화는 합성가스 내 타르와 soot의 발생으로 인하여 기존 연소시스템을 장기간 운전 시 정제를 위한 세척, 집진 설비의 부담이 있어 빠르게 상용화가 되고 있지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 제재부산물인 톱밥을 원료로 하여 최적의 급속열분해 조건에서 생산 된 바이오오일을 entrained-flow 가스화기(0.1 m diameter × 1.4 m height, cylindrical)를 사용하여 가스화 온도, E/R ratio, 산화제 등을 운전변수로 하여 가스화 하고 생산되는 syngas의 조성을 Micro GC를 이용하여 분석하여 고품질 syngas를 생산할 수 있는 최적 조건에 대한 연구를 진행하고 또한 타르개질기를 이용하여 합성가스 내 타르함량을 저감할 수 있는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 연구결과 steam 가스화, 가스화온도 1000℃, Ni-Al 촉매를 사용하여 개질을 하였을 때 합성가스의 품질이 가장 좋은 것으로 판단된다.