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바이오매스와 고밀도폴리에틸렌혼합물의 가스화

전문가 제언: ○ 서로 다른 연료의 혼소는 각 연료가 가진 연소특성이 반응온도별로 달라서 서로 보완하는 등 이점이 많다. 이에 따라 석탄에 바이오매스를 일부 혼소함으로서 유황과 이산화탄소 및 재의 배출을 크게 줄일 수 있고 휘발 분은 증가하여 연소반응을 개선시킬 수 있으며, 또한 기존 발전설비를 상당부분 그대로 활용할 수 있어서 선호되고 있다.

○ 또한, 석탄과 플라스틱의 혼합연소에 대해서도 많은 연구와 실증 사례가 있으나, 반면에 바이오매스와 플라스틱의 혼합연소는 연구사례도 많지 않다.

○ 플라스틱류를 단독 연소하게 되면 400℃ 이하에서 모두 용융되므로 연료 주입구에 늘러 붙는 등 연소가 불가능하나, 바이오매스와 혼합시킬 경우 바이오매스를 유동층으로 해서 그 위에 플라스틱의 펠릿을 투입해서 혼소가 가능해진다.

○ 이 글에서는 열량이 상대적으로 적은 바이오매스에 고열량의 플라스틱류인 폴리에틸렌을 연소 및 가스화하는 공정시험으로서, 하향식 가스화기를 도입해서 HDPE 비율을 17%까지 투입하여 안정된 운전상태를 달성하고 있다.

○ 플라스틱류가 투입되면 가스화 온도가 상승하고 탄화수소 반응이 빨라져서 타르와 탄화수소는 반응으로 줄고 수소생성이 증가하는 특성을 보이는데, 여기에 수증기를 첨가함으로서 탄화수소의 농도가 증가하고 수소의 생성도 높아지는 등 개질의 효과를 얻을 수도 있다.

○ 그러나 플라스틱류의 연소에는 탄화수소 류 이외에도 유기염소화합물인 다이옥신 등의 발생문제도 있으므로 이 부분도 고려하고, 대규모가 아닌 분산형 전원공급시스템으로 접근하여 지역의 특성에 맞는 가스화기의 종류를 개발 적용해야 할 것으로 본다.

저자: P. Garcia-Bacaicoa, J.F. Mastral, J. Ceamanos, C. Berrueco, S. Serrano
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