수열액화 반응을 이용한 하수슬러지의 지질 회수효율 증대
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2016
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신재생에너지 중 바이오디젤 기술은 식물성 또는 동물성 유지를 사용하여 산 또는 염기 촉매 하에서 알코올과 에스테르교환반응으로 생성된 지방산메틸에스테르(FAMEs)를 말하며, 석유 디젤과 비교해 성상이 거의 비슷하여 엔진 개조 없이도 사용가능하다. 하지만 국내의 바이오디젤 생산 원료는 상당부문 수입에 의존하고 있는데 에너지 안보와 경재적 측면에서 국내 폐자원의 활용확대와 새로운 원료개발을 적극적으로 추진되야 할 것으로 사료된다.
또한, 하수슬러지의 발생량은 꾸준히 증가하여 연간 300만 톤을 넘는 수준에 도달하고 있으며, 2003년 7월부터 직매립이 금지되었으며, 96년 발의된 런던협약에 의해 2012년부터 해양투기방법 또한 금지되어 새로운 처리방법 개발이 시급한 상황이다. 이에 본 연구에서는 하수슬러지 내에 지질 및 지방산에 초점을 맞춰 바이오디젤 수율의 효율을 높이기 위한 하수슬러지내의 지질 회수효율 증대에 관한 연구를 진행하였다.
하수슬러지내의 지질함량 증대를 위한 방법으로 수열액화 반응을 실시하였으며, 이 방법은 기존의 건조와 같은 전처리과정 없이 하수슬러지와 같은 고 함수의 유기물을 그대로 밀폐형 반응기에 투입한 후 열 처리를 통해 가수분해가 진행되는 반응이다.
본 연구는 수열액화 반응 시 하수슬러지내의 지질 회수효율 증대가 최대가 되는 적정 온도를 찾고자 125℃-250℃의 온도범위에서 하수슬러지를 수열 액화 반응하였으며, 생성된 생산물을 용매에 의해 지질을 추출하여 지질 회수효율 증대를 평가한 결과 200℃에서 지질함량이 최대 18%까지 증가 되었다.
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