2012년 RPS 제도 시행으로 현재 다양한 신재생에너지의 개발과 바이오매스 탄화 연구가 진행되고 있다. 그러나 혼소에 있어 바이오매스 부산물의 탄화(반탄화)물은 환경·경제성 분석을 통한 바이오매스 연료로써 활용 가능성 규명의 연구 및 분석자료 확보가 필요하나 다양한 바이오매스 원료에 대한 특성분석이 이루어지지 않아 이에 어려움을 겪고 있다. 따라서 ...
2012년 RPS 제도 시행으로 현재 다양한 신재생에너지의 개발과 바이오매스 탄화 연구가 진행되고 있다. 그러나 혼소에 있어 바이오매스 부산물의 탄화(반탄화)물은 환경·경제성 분석을 통한 바이오매스 연료로써 활용 가능성 규명의 연구 및 분석자료 확보가 필요하나 다양한 바이오매스 원료에 대한 특성분석이 이루어지지 않아 이에 어려움을 겪고 있다. 따라서 탄화물에 대한 고형연료 가능성으로써 사용 가능한 탄화물의 연료범위, 분석방법, 환경·경제성 등 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 국내의 목재류 및 국외의 농업부산물 등의 바이오매스를 반탄화 공정을 통해 탄화물 연료로 만든 다음 공업분석, 원소분석, 함수율, 발열량, 회융점, 회성분 분석 및 중금속 분석을 실시하였다. 이를 통해 바이오매스 원료와 반탄화물 고형연료의 특성을 파악하여 연소 특성과 연료로써의 가치를 알아보고자 하였다. 반탄화 공정 변화에 따른 바이오매스 연료의 특성 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. TGA 분석결과를 나타낸 바와 같이 바이오매스 부산물의 열적감량 곡선에서 각각의 시료는 약 200℃에서 600℃에 거쳐 서서히 열분해 및 연소가 진행되는 것으로 나타나고 있다. 다소 차이는 있으나 250℃를 시작하여 450℃ 부근에서 중량이 감소하며 완료됨을 볼 수 있다. 2. 각 시료를 250~350℃ 온도에서 공업분석 한 결과, 수분은 반탄화 전 평균 10.44%에서 반탄화 후 EFB, PKS, Bagasse, Corn stalk, Waste wood, Logging residue가 각각 2.92%, 0.44%, 3.56%, 2.41%, 2.05%, 2.73%로 감소하였으며, 반탄화 전과 비교하였을 때 발열량 및 고정탄소와 회분이 증가하였음을 확인하였다. 3. 원소분석 결과, 반탄화 후 수소는 PKS, 옥수수대를 제외하고 감소하였다. 질소는 PKS, 폐목재를 제외하고 비슷하거나 증가하였고, 산소는 감소하였으며, 황은 EFB 및 옥수수대를 제외하고 비슷하거나 감소하는 것으로 분석되었다. 특히 고질의 고형연료를 얻기 위해 탄소 성분이 높아야 하는데, 분석결과 탄화 후의 탄소 성분은 전체적으로 높게 나왔다. 4. 중금속 실험 결과, 사탕수수부산물에서 크롬 0.285mg/kg, 수은 0.068mg/kg, 폐목재에서 카드뮴 24.51mg/kg, 납 22.17mg/kg, 크롬 7.34mg/kg, 벌채잔재물에서 크롬 0.476mg/kg, 수은 0.073mg/kg, 비소 0.155mg/kg이 검출되었다. 5. 재흡수율 실험에서 온도 20~23℃, 습도 76~80% 조건을 유지하여 2주간 수분 함량의 변화를 관찰한 결과, 초본류 바이오매스는 3일간 수분함량이 급격히 증가하다가 11일 후에는 완만히 증가하였으며 그 이후에는 큰 변화는 없었다. 그에 비해 목질계 바이오매스는 11일 이후까지 지속적으로 수분함량이 증가하였으며 그 이후에는 거의 같거나 변화가 없다. 이는 탄화 된 시료를 운반 및 보관시킬 경우 유용하며 2주 동안 보관 할 경우 수분함량이 대부분 10%를 넘지 않기 때문에 혼소 연료로써 사용할 수 있는 정도인 것을 알 수 있다. 6. 탄화 온도에 따른 탄화물에 성분변화 특성을 알아본 결과, 탄화 온도가 증가함으로써 가연분 및 에너지 수율은 감소하는 반면 발열량 및 회분은 증가하였다. 7. 회융점분석 결과, 옥수수대의 IDT가 1,137℃, 벌채잔재물 1,214℃, PKS 1,157℃, 폐목재 1,220℃로 높은 온도로 분석되었으며, 따라서 혼소시 발생할 수 있는 보일러내부의의 슬래깅(Slagging) 및 화울링(Fouling) 현상에 대해 영향이 없을 것으로 판단된다.
2012년 RPS 제도 시행으로 현재 다양한 신재생에너지의 개발과 바이오매스 탄화 연구가 진행되고 있다. 그러나 혼소에 있어 바이오매스 부산물의 탄화(반탄화)물은 환경·경제성 분석을 통한 바이오매스 연료로써 활용 가능성 규명의 연구 및 분석자료 확보가 필요하나 다양한 바이오매스 원료에 대한 특성분석이 이루어지지 않아 이에 어려움을 겪고 있다. 따라서 탄화물에 대한 고형연료 가능성으로써 사용 가능한 탄화물의 연료범위, 분석방법, 환경·경제성 등 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 국내의 목재류 및 국외의 농업부산물 등의 바이오매스를 반탄화 공정을 통해 탄화물 연료로 만든 다음 공업분석, 원소분석, 함수율, 발열량, 회융점, 회성분 분석 및 중금속 분석을 실시하였다. 이를 통해 바이오매스 원료와 반탄화물 고형연료의 특성을 파악하여 연소 특성과 연료로써의 가치를 알아보고자 하였다. 반탄화 공정 변화에 따른 바이오매스 연료의 특성 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. TGA 분석결과를 나타낸 바와 같이 바이오매스 부산물의 열적감량 곡선에서 각각의 시료는 약 200℃에서 600℃에 거쳐 서서히 열분해 및 연소가 진행되는 것으로 나타나고 있다. 다소 차이는 있으나 250℃를 시작하여 450℃ 부근에서 중량이 감소하며 완료됨을 볼 수 있다. 2. 각 시료를 250~350℃ 온도에서 공업분석 한 결과, 수분은 반탄화 전 평균 10.44%에서 반탄화 후 EFB, PKS, Bagasse, Corn stalk, Waste wood, Logging residue가 각각 2.92%, 0.44%, 3.56%, 2.41%, 2.05%, 2.73%로 감소하였으며, 반탄화 전과 비교하였을 때 발열량 및 고정탄소와 회분이 증가하였음을 확인하였다. 3. 원소분석 결과, 반탄화 후 수소는 PKS, 옥수수대를 제외하고 감소하였다. 질소는 PKS, 폐목재를 제외하고 비슷하거나 증가하였고, 산소는 감소하였으며, 황은 EFB 및 옥수수대를 제외하고 비슷하거나 감소하는 것으로 분석되었다. 특히 고질의 고형연료를 얻기 위해 탄소 성분이 높아야 하는데, 분석결과 탄화 후의 탄소 성분은 전체적으로 높게 나왔다. 4. 중금속 실험 결과, 사탕수수부산물에서 크롬 0.285mg/kg, 수은 0.068mg/kg, 폐목재에서 카드뮴 24.51mg/kg, 납 22.17mg/kg, 크롬 7.34mg/kg, 벌채잔재물에서 크롬 0.476mg/kg, 수은 0.073mg/kg, 비소 0.155mg/kg이 검출되었다. 5. 재흡수율 실험에서 온도 20~23℃, 습도 76~80% 조건을 유지하여 2주간 수분 함량의 변화를 관찰한 결과, 초본류 바이오매스는 3일간 수분함량이 급격히 증가하다가 11일 후에는 완만히 증가하였으며 그 이후에는 큰 변화는 없었다. 그에 비해 목질계 바이오매스는 11일 이후까지 지속적으로 수분함량이 증가하였으며 그 이후에는 거의 같거나 변화가 없다. 이는 탄화 된 시료를 운반 및 보관시킬 경우 유용하며 2주 동안 보관 할 경우 수분함량이 대부분 10%를 넘지 않기 때문에 혼소 연료로써 사용할 수 있는 정도인 것을 알 수 있다. 6. 탄화 온도에 따른 탄화물에 성분변화 특성을 알아본 결과, 탄화 온도가 증가함으로써 가연분 및 에너지 수율은 감소하는 반면 발열량 및 회분은 증가하였다. 7. 회융점분석 결과, 옥수수대의 IDT가 1,137℃, 벌채잔재물 1,214℃, PKS 1,157℃, 폐목재 1,220℃로 높은 온도로 분석되었으며, 따라서 혼소시 발생할 수 있는 보일러내부의의 슬래깅(Slagging) 및 화울링(Fouling) 현상에 대해 영향이 없을 것으로 판단된다.
Owing to RPS system enforcement, It needs research and analysis materials concerning development of diverse renewable energy and diversification for a carbonized(torrefied) materials of waste wood, agricultural/forestry residues about possibility of the biomass fuel through the analysis of the envir...
Owing to RPS system enforcement, It needs research and analysis materials concerning development of diverse renewable energy and diversification for a carbonized(torrefied) materials of waste wood, agricultural/forestry residues about possibility of the biomass fuel through the analysis of the environment and economics, but It has not been researched about material of biomass, so there are no analysis materials except for the part of the general item (Calorific value , Ash content, Sulfur and etc). There are Contents and Scope of The Study. Examine biomass generation : Domestic woody(Waste woods, Logging residues), Overseas country (PKS; Palm Kernel Shells, EFB; Empty Fruit Bunches, Bagasses, Corn stalks). Woody and agricultural residues to the carbonized fuel through torrefaction process and then after surveying the proximate analysis, ultimate analysis, moisture rate, calorific value, ash fusion temperatures and ash content for the characterization of the fuel. Research for the grindability, molding ,storage of torrefied biomass fuel and analyze the water reabsorption rate. Experimental methods is as follows. Put carbonization in the ceramic boat in a anaerobic condition and then if it reaches setting temperature , it would be pyrolyzed in the electricity line. There is a result of conduction of the experiment of the solid fuel characteristics of biomass residues as changing torrefied process. 1. As a result of TGA analysis, each sample was slowly proceeding pyrolysis and combustion from approximately 200℃ to 600℃ in the thermal lose curves of biomass residues. it would be decreased of weight from 250℃ to 450℃. 2. Proximate analysis was performed at 250~350℃ for each sample. Before torrefied, moisture was average 10.44%. An after that, each sample like EFB, PKS, Bagasse, Corn stalk, Waste wood, Logging residue dropped in 2.92%, 0.44%, 3.56%, 2.41%, 2.05%, 2.73%. Compared with pre, it makes sure to rise in fixed carbon and the ash content. 3. After torrefied, as a result of the ultimate analysis, hydrogen content decreased rate, except for PKS and Corn stalk. Nitrogen content increased rate, except for PKS and Waste wood and Oxygen decreased all. Finally, sulfur content was analyzed to be similar or decreased rate, except for EFB and Corn stalk. Especially, carbon material has to be high to get a solid fuel of high quality, After torrefied, carbon material showed high across the board as a result. 4. As the result of the heavy metal experiment after torrefaction, the chrome was detected 0.285mg/kg and mercury 0.068mg/kg in the Bagasse. In the Waste wood, cadmium was detected 24.51mg/kg, lead 22.17mg/kg and chrome 7.34mg/kg. In the Logging residue, chrome was detected 0.476mg/kg, mercury 0.073mg/kg and arsenic 0.155mg/kg. 5. In the experiment of moisture reabsorption rate, to observe changes in the moisture content, torrefied materials are maintained in suitable temperature(20~23℃) and humidity(76~80%) for 2 weeks. As a result of it, herbaceous biomass has been increased and it increased perfectly in 11 days, after then there was no change, By comparison, woody biomass has increased moisture content constantly by 11 days. It’s almost the same or not changed. In case movement and storage of the carbonized materials are useful, if it keeps moisture content for two weeks, It would not exceed 10% most, so it just uses as the mixed fuel. 6. After looking over the characteristics of the carbonized material change with the carbonization temperatures, as rising in temperatures, the ash content and calorific value increased but energy yield decreased. 7. As the result of the Ash fusion temperatures analysis of torrefied materials, initial deformation temperature of Corn stalks were 1,137℃, Logging residues were 1214℃, PKS were 1,157℃ and Waste woods were 1,220℃. So that can’t be effected to phenomenon of slagging and fouling in the boiler when co-firing happens.
Owing to RPS system enforcement, It needs research and analysis materials concerning development of diverse renewable energy and diversification for a carbonized(torrefied) materials of waste wood, agricultural/forestry residues about possibility of the biomass fuel through the analysis of the environment and economics, but It has not been researched about material of biomass, so there are no analysis materials except for the part of the general item (Calorific value , Ash content, Sulfur and etc). There are Contents and Scope of The Study. Examine biomass generation : Domestic woody(Waste woods, Logging residues), Overseas country (PKS; Palm Kernel Shells, EFB; Empty Fruit Bunches, Bagasses, Corn stalks). Woody and agricultural residues to the carbonized fuel through torrefaction process and then after surveying the proximate analysis, ultimate analysis, moisture rate, calorific value, ash fusion temperatures and ash content for the characterization of the fuel. Research for the grindability, molding ,storage of torrefied biomass fuel and analyze the water reabsorption rate. Experimental methods is as follows. Put carbonization in the ceramic boat in a anaerobic condition and then if it reaches setting temperature , it would be pyrolyzed in the electricity line. There is a result of conduction of the experiment of the solid fuel characteristics of biomass residues as changing torrefied process. 1. As a result of TGA analysis, each sample was slowly proceeding pyrolysis and combustion from approximately 200℃ to 600℃ in the thermal lose curves of biomass residues. it would be decreased of weight from 250℃ to 450℃. 2. Proximate analysis was performed at 250~350℃ for each sample. Before torrefied, moisture was average 10.44%. An after that, each sample like EFB, PKS, Bagasse, Corn stalk, Waste wood, Logging residue dropped in 2.92%, 0.44%, 3.56%, 2.41%, 2.05%, 2.73%. Compared with pre, it makes sure to rise in fixed carbon and the ash content. 3. After torrefied, as a result of the ultimate analysis, hydrogen content decreased rate, except for PKS and Corn stalk. Nitrogen content increased rate, except for PKS and Waste wood and Oxygen decreased all. Finally, sulfur content was analyzed to be similar or decreased rate, except for EFB and Corn stalk. Especially, carbon material has to be high to get a solid fuel of high quality, After torrefied, carbon material showed high across the board as a result. 4. As the result of the heavy metal experiment after torrefaction, the chrome was detected 0.285mg/kg and mercury 0.068mg/kg in the Bagasse. In the Waste wood, cadmium was detected 24.51mg/kg, lead 22.17mg/kg and chrome 7.34mg/kg. In the Logging residue, chrome was detected 0.476mg/kg, mercury 0.073mg/kg and arsenic 0.155mg/kg. 5. In the experiment of moisture reabsorption rate, to observe changes in the moisture content, torrefied materials are maintained in suitable temperature(20~23℃) and humidity(76~80%) for 2 weeks. As a result of it, herbaceous biomass has been increased and it increased perfectly in 11 days, after then there was no change, By comparison, woody biomass has increased moisture content constantly by 11 days. It’s almost the same or not changed. In case movement and storage of the carbonized materials are useful, if it keeps moisture content for two weeks, It would not exceed 10% most, so it just uses as the mixed fuel. 6. After looking over the characteristics of the carbonized material change with the carbonization temperatures, as rising in temperatures, the ash content and calorific value increased but energy yield decreased. 7. As the result of the Ash fusion temperatures analysis of torrefied materials, initial deformation temperature of Corn stalks were 1,137℃, Logging residues were 1214℃, PKS were 1,157℃ and Waste woods were 1,220℃. So that can’t be effected to phenomenon of slagging and fouling in the boiler when co-firing happens.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.