바이오매스의 화학적 조성이 가스화과정의 타르생성에 미치는 영향

전문가 제언

○ 이 자료는 바이오매스의 화학적 조성이 바이오매스의 가스화반응에서 생성되는 타르의 수율과 성분에 미치는 영향을 분석하고 있다. 원료로는 리그닌이 풍부한 톱밥(산림폐기물)과 셀룰로오스가 풍부한 옥수수대(농업폐기물)를 사용하였고 유동층 반응기로서 700-900도까지 반응온도를 올려서 가스화반응을 진행하고 있다.

 

○ 바이오매스의 열분해 및 가스화과정에서 생성되는 타르는 바이오매스 가스화기술을 상업화하는데 중요한 장애요인이 되고 있다. 이러한 타르는 가스화장치의 오작동과 고장을 일으키는 원인이 되며 결과적으로 가스화공정의 생산에 막대한 차질을 일으켜 생산성을 저하시킨다. 또한 타르가 생성됨으로써 바이오매스 가스화의 에너지손실이 약 5-15%에 이르는 것으로 연구되고 있다.

 

○ 리그닌이 풍부한 톱밥에서 생성되는 타르의 경우에 생성율이 700도에서는 최대치가 42%, 900도에서는 19%이다. 셀룰로오스가 풍부한 옥수수대의 경우는 타르의 최대생성율이 750도에서 59%, 900도에서 34%이다. 따라서 열분해 및 가스화공정에서는 타르생성을 억제하기 위해서는 반응온도를 800-900도 이상으로 높여주어야 한다.

 

○ 리그닌 함량이 많은 톱밥의 가스화에서는 환방향족 탄화수소(PAH)가 생성되는데 이는 발암성물질이므로 최대한 억제해야 한다. 국내의 열분해 및 가스화 연구에서는 톱밥이나 옥수수대를 원료로 하는 경우에 대한 연구 실적이 없는데 이에 대한 연구를 수행해야 하며 또한 이를 뒷받침하기 위해서는 GPC, PDA, GC-MS, SEM 등의 분석기기를 지원할 필요가 있다.

 

○ 바이오매스 가스화과정에서는 타르뿐만 아니라 합성가스, 차르(char) 등도 생성된다. 가스화공정의 생산제품이 합성가스인 경우는 반응온도를 900도 이상으로 올려 타르와 차르의 전환반응 비율을 높여야 한다. 또한 생산제품이 액체인 경우는 타르생성율을 최대로 유지하기 위해 반응온도를 750도 이하로 내리는 것이 바람직하다. 즉, 가스화공정의 제품에 따라 반응온도를 최적화할 필요가 있다.

 

저자

YuHong Qin, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2015

권(호)

83()

잡지명

Biomass and Bioenergy

과학기술
표준분류

바이오

페이지

77~84

분석자

박*준

분석물

• 바이오매스의 화학적 조성이 가스화과정의 타르생성에 미치는 영향.pdf [469,653 byte]

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