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기포식 유동층가스화기의 성능분석

전문가 제언: ○ 유동층 연소로에는 순환식과 기포식이 있고, 순환식은 미연성분을 사이클론 분리기에서 회수하여 유동층으로 재순환서 연소효율을 98%까지 크게 올릴 수 있는 방식이다. 그러나 소요되는 구동동력이 너무 크고 마모문제 등으로, 사용하는 연료의 특성에 맞추어 형식을 선정한다.

○ 유동층에서 연소온도는 매우 중요한데 순환식인 경우 대체로 850~900℃이고 기포식은 400~600℃ 정도이다. 온도가 올라가면 바이오매스의 셀룰로오스와 리그닌 등의 성분이 분해하여 탄화수소(carbon-hydrate) 류로 전환되며, 온도를 더욱 높이면 2차 열분해가 일어난다.

○ 대체로 운전온도가 400℃ 정도에서는 바이오오일의 수율이 55%에 이르고 그이상의 온도에서는 바이오가스의 생성을 위주로 하게 된다. 이밖에도 유동화의 속도, 유동층의 높이, 그리고 모래입자의 크기도 커다란 변수인데, 유동속도와 층높이의 증가는 오일수율의 상승을 가져온다.

○ 이 글에서는 바이오매스를 기포식 유동층 가스화기에서 연소했을 때의 연소특성과 추출성분의 변화에서 상관관계를 보여주고 있으며, 수분이 많고 입자가 고르지 않은 바이오매스의 열분해에는 유동층 연소방식이 적합하고, 특히 소규모로 운영할 수 있어서 지방오지의 바이오매스 생산현지에서 적용가능 함에 주목할 만하다.

○ 바이오매스 자원의 배출특성에 맞추어 지방현지에서 적용 할 수 있는 우리현실에 맞는 소규모 유동층 가스화기의 개발보급이 고유가시대에 대처할 수 있는 방안의 하나가 될 수 있을 것으로 본다.

저자: Mook Tzeng Lim, Zainal Alimuddin
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