타르 저감 및 가스화 효율 향상을 위한 바이오매스 산소부화 가스화에 관한 연구 = Effects of Oxygen Enrichment in Air Oxidants on Biomass Gasification Efficiency and Reduction of Tar Emissions
저자
한건호 ( Gun-ho Han ) ; 서용칠 ( Yong-chil Seo ) ; 박세원 ( Se-won Park ) ; 이상엽 ( Sang-yeop Lee ) ; 정연욱 ( Yeon-ouk Jeong )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
86-86(1쪽)
제공처
최근 주목을 받고 있는 바이오매스 가스화 기술은 기존의 열적처리 방법인 소각을 대체할 수 있는 기술로 가스화를 통해 생성된 합성가스를 이용하여 화학물질의 생산 및 전기 에너지 생산이 주된 목적이다. 그러나 바이오매스 가스화 공정에서 발생하는 오염물질인 타르는 가스화 공정에서 주된 문제로 알려져 있다. 일반적으로 가스화 공정에서 형성되는 타르는 응축에 의해서 장치 내 막힘 현상을 유발시키며, 타르 에어로졸 생성 및 복잡한 구조의 중합체를 형성한다. 그러므로 가스화 공정의 효율 향상 및 장치의 안정성을 위하여 타르발생을 저감시키는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 바이오매스 가스화의 문제점으로 여겨지는 타르의 저감 및 가스화 효율 향상을 위해 가스화 공정에서 산화제로 투입되는 공기 중 산소의 농도를 대기 기준인 21%에서 25%, 30%, 35%로 변화를 주어 산소부화 조건을 형성하였다. 산소농도 증가에 따라 부분산화 반응이 활발하게 일어나게 되며 그로인한 타르의 열적 분해가 예상되었다. 타르의 분해에 의한 생성가스 내 합성가스 혹은 가연성 가스의 증가는 가스화 효율의 향상으로 이어진다. 실험 결과 타르 감소율은 표준 산소농도 21%에 비해 30% 산소농도에서 72.46% 감소하는 것으로 나타났으며, 생성가스 내 합성가스 및 가연성 가스의 농도 또한 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 산소농도 30% 조건에서 최적의 산소부화 가스화 효율 및 타르 감소율을 보였으며 이때의 냉가스효율 및 탄소전환율은 각각 78.00%, 80.24%를 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 lab-scale 바이오매스가스화 실험에서 산소부화를 통한 타르 저감 및 가스화효율 향상을 확인하였으며, 추후 대규모 바이오매스 가스화 설비 운용에 있어서 산소부화 가스화의 적용이 가능할 것으로 사료된다.
사사: 이 논문은 한국에너지기술평가원의 “에너지인력양성사업(No. 20184030202240)”에서 지원받았으며 이에 감사드립니다.
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