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반탄화에 의한 케나프와 미사용 목재혼합 펠릿연료의 비교분석
선성미 ( Seong-mi Sun ),선강호 ( Gang-ho Seon ),김명신 ( Myeong-sin Kim ),이지석 ( Ji-suk Lee ),주영민 ( Yeong-min Ju ),박윤찬 ( Yun-chan Park ),백준우 ( Jun-woo Baek ),김혁주 ( Hyuck-joo Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
환경 파괴에 대한 문제가 세계적으로 문제가 되면서 신재생에너지에 관한 관심 또한 높아지고 있다. 이 중 화석에너지를 줄이는 방안으로 안정적인 열량 공급이 가능한 바이오매스 펠릿이 있다. 이 펠릿을 일반 나무보다 탄소 흡수율이 2~10배 높고 생장 속도가 빠르고 적응력이 뛰어난 대표적인 환경보호 작물인 바이오에너지 케나프를 목재와 혼합하여 바이오매스 연료라 하는 펠릿으로 제작하여 품질을 분석하려 한다. 또한, 케나프에는 리그닌 성분이 없어 이를 대신 할 첨가제를 본 연구에서는 바이오매스뿐만 아니라 목재 주성분 중 접착제 역할을 하는 리그닌을 대신할 첨가제를 이용하여 케나프에 부족한 접착성을 향상 시킬 수 있다. 첨가제로는 농업 부산물인 미강과 영농 폐비닐로 만든 폐플라스틱 펠릿 40목과 120목, 글리세린을 사용하였다. 원료의 혼합비율은 케나프와 목재, 첨가제를 각각 2:7:1로 섞었으며 미강만 2:6:2로 한 번 더 제작하여 5종류의 펠릿을 제작하였다. 첨가제를 넣은 펠릿의 반탄화한 후에 함수율, 회분, 발열량, 질소 등 펠릿 특성을 분석하고 반탄화 전후의 특성을 비교하였다. 공업분석 결과 반탄화 후 수분 감소와 고정탄소의 증가를 확인하였다. 발열량이 반탄화 후에 8.16%~19.10% 증가하였으며 모든 펠릿의 발열량은 품질기준에 부합하였다. 반탄화를 거치며 겉보기 밀도가 떨어지는 것을 확인할 수 있는데 반탄화 시에 구성성분의 변화로 인해 결합력이 떨어져 미세분이 생겨 결과적으로 펠릿 자체의 무게가 줄어드는 것으로 보인다. 따라서 반탄화 후에도 내구성을 유지할 수 있는 연구가 필요한 것으로 보인다. 또한, 탄소의 구성비도 증가하였지만, 유해가스를 발생시키는 질소 함량은 증가하여 이에 대한 대책이 필요하다.