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목재바이오매스의 가스화방법

전문가 제언: ○ 바이오매스의 가스화 공정은 주성분이 수소가스와 일산화탄소로 이루어진 합성가스를 생산하는 열화학적 전환기술의 하나이다.

○ 가스화기의 종류는 유동층과 고정층 가스화기가 있으며, 유동층은 대규모 설비에 유리하고 고정층은 중소규모의 설비에 유리하다. 특히 고정층 가스화기 가운데 하향식은 가스 중에 타르 함량의 발생이 적어서 안정적인 가스 생산에 적합하다.

○ 가스화 공정에서는 바이오매스의 함수율과 입자크기가 중요해서 전처리가 필요한데, 일반적으로 함수율이 30% 이상이면 합성가스의 발열량이 크게 낮아진다.

○ 이외에도 연료 중의 회분 함유량도 중요해서, 노 안의 공기주입구 근처는 연소반응으로 가장 온도가 높아서 클링커가 발생하기 쉽다. 이는 재가 용융해서 생긴 것으로, 노 안에서 연료의 흐름과 연소기류의 이동을 방해하여 연소효율을 크게 저하시키게 된다.

○ 이 글에서는 가스화로에서 골칫거리인 클링커를 제거하고 안정적인 운전을 도모하기 위해서 재의 융점상승물질을 투입하는 방안을 개발하고, 원료인 바이오매스에 직접 융점상승물질을 투입하는 것보다 공기주입구에서 함께 융점상승물질을 투입할 때가 클링커 방지에 더 효과가 있음을 보이고 있다.

○ 융점상승물질을 투입함으로서 재의 융점을 높이면 클링커의 발생은 크게 억제될 수 있겠지만, 완전하게 억제하려면 중량비율 기준으로 10%이상이 투입되어야하고 융점상승물질의 주성분이 칼슘이므로, 이로 인한 재의 발생량 증가로 가스화 반응기 이후 각 전열부에 미치는 영향이나 가스엔진에 융착과 파울링 가능성도 검토되어야 할 것으로 보인다.

저자: TSUKISHIMA MACHINARY, LTD
자료유형: 특허정보