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바이오가스용 흡수 냉각 시스템의 마이크로 가스터빈 삼중발생 일체화

전문가 제언: ○ 본문은 바이오가스에 의해 구동되는 마이크로 가스터빈 복합 생산(열과 전력) 시스템에 일체화시킨 흡수 냉각 시스템의 여러 배열에서 그 경제성과 이산화탄소 배출량을 비교 분석하였다. 이 터빈의 배기가스가 가진 열로 흡수 냉각 시스템을 구동한다.

○ 이 냉각장치에서 얻은 냉열은 바이오가스가 연소실에 투입되기 전에 함유한 수분을 제거하는 외에 터빈 시스템의 연소 공기를 냉각하는데 쓰인다. 이 시스템의 여러 가지 배열을 실제 하수 처리공장의 재래식 배열의 결과와도 비교하였다.

○ 검토한 배열의 조합이 너무 많아 해석이 매우 복잡하다. 그러나 둘로 대별하면 다음과 같다. 터빈의 배기가스로 열교환기를 이용하여 흡수 냉각장치 구동용 열수를 생산하고 열을 소화기에 공급한다(배열 1). 다른 하나는 배기가스의 일부분이 직접 흡수 냉각장치로 가고 나머지는 소화기용 열수 생산 또는 그 밖의 열 부하에 이용된다(배열 2). 이 두 배열을 다시 조합하여 (1-A)에서 (1-D)와 (2-A)에서 (2-D)까지의 모두 여덟 개의 조합을 만들었다.

○ 분석 결과는 두 가지 기준, 즉 경제성과 CO2 배출 절감의 성적으로 평가되어야 할 것이다. 경제성에서는 바이오가스와 천연가스 터빈에 압축 냉각장치를 결합한 경우 2-A가 가장 우수하여 4.6년 만에 투자비를 회수한다. 이 경우 전기식 압축 냉각장치의 투자비가 싸기 때문일 것이다. CO2 배출 절감에서는 바이오가스 터빈을 천연가스 보일러가 보조하고 압축 냉각장치를 사용하는 경우 1-A가 연간 20.5톤을 절감하여 가장 우수한 것으로 나타난다.

○ 폐수 처리공장에서 나오는 슬러지는 재생에너지로서 연료로 사용할 수 있다. 실제로 이 슬러지를 시멘트 공장의 소성 연료에 혼합사용의 기술적 및 경제적 타당성을 검토한 적이 있다. 문제는 수분 함량이 너무 많아 도시 부근에 있는 폐수 처리 공장에서부터 벽지에 있는 시멘트 공장까지 운반비가 너무 높다는 점이다. 그러나 너무 건조하면 운반 도중 자연발화로 폭발의 위험이 있어 이 문제를 해결하지 못했다.

저자: Bruno, J. C., Ortega-Lopez, V., Coronas, A.
자료유형: 학술정보