국산재 유래 급속열분해 오일의 가스화에 관한 연구 = A Study on the Gasification of Fast Pyrolysis Oil from Domestic Larch

국문 초록 (Abstract)

산업, 난방, 발전 및 수송용 에너지의 사용량이 증가함에 따라 석유자원의 고갈, 유가의 불안정 및 석유자원을 사용하면서 발생되는 환경문제가 대두되고 있다. 바이오매스를 이용한 바이오에너지 기술은 지구온난화와 환경오염 등의 문제를 야기하는 화석연료의 사용을 저감할 수 있는 친환경 에너지로 주목받고 있다. 현재 국내폐목재 발생량은 지속적으로 증가하여 처리 및 활용방안이 필요한 실정이다. 이러한 폐목재 처리방안의 일환으로 본 연구에서는 폐목재를 급속열분해 하여 얻은 바이오원유를 가스화하여 고품질 합성가스를 생산함으로써 기존의 바이오매스 직접 가스화의 단점을 극복하고자 하였다. 가스화에는 바이오매스를 직접 이용하는 방법과 바이오매스의 급속열분해 공정 생성물인 액상의 바이오원유를 생산하여 이용하는 방법이 있다. 두 가지 공정 모두 공기 등을 산화제로 하여 시료를 가스화하여 생성되는 syngas를 가스터빈 등의 기존 연소기기에 혼소 또는 전소의 형태로 활용하여 전기 및 열에너지를 생산하는 기술이다. 그러나 바이오원유 가스화와 비교하면 바이오매스 직접가스화는 합성가스 내 타르농도가 높아 장치 내 fouling, cocking, plugging 등의 문제점을 야기할 수 있으며 수소와 일산화탄소의 수율이 낮아 합성가스의 품질 또한 상대적으로 낮은 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 국산재를 원료로 하여 최적의 급속열분해 조건에서 생산 된 급속열분해 오일을 entrained-flow 가스화기(0.1 m diameter × 1.4 m height, cylindrical)를 사용하여 가스화 온도, E/R ratio, 산화제 등을 운전 변수로 하여 가스화 하고 생산되는 syngas의 조성을 Micro GC를 이용하여 분석하여 고품질 syngas를 생산할 수 있는 최적 조건에 대한 연구를 진행하였다.