탄소기반의 유기화합물로 이루어져 있는 바이오매스(Biomass)는 차세대 에너지원으로서의 역할을 기대하고 있으며 풍부한 부존량과 탄소 중립적인 특징을 가지고 있다. 목질계 바이오매스의 구성성분 중 25~35%를 차지하고 있는 리그닌(Lignin)은 복잡하고 거대한 페놀축합물로 이루어져 있는 풍부한 천연 고분자이다. 본 연구에서는 리그닌을 에너지자원으로서 활용을 극대화하기 위하여 회전로상(Rotating bed) ...
탄소기반의 유기화합물로 이루어져 있는 바이오매스(Biomass)는 차세대 에너지원으로서의 역할을 기대하고 있으며 풍부한 부존량과 탄소 중립적인 특징을 가지고 있다. 목질계 바이오매스의 구성성분 중 25~35%를 차지하고 있는 리그닌(Lignin)은 복잡하고 거대한 페놀축합물로 이루어져 있는 풍부한 천연 고분자이다. 본 연구에서는 리그닌을 에너지자원으로서 활용을 극대화하기 위하여 회전로상(Rotating bed) 열분해 공정을 구성하였고, 리그닌을 회전로상 열분해 공정에 적용하기 전에 고정층(Fixed bed) 열분해 실험을 실시하였다. 리그닌의 물리·화학적 특성, 열적특성을 분석하였고, 고정층 열분해 공정과 회전로상 열분해 공정을 적용하여 리그닌의 열분해 특성을 분석하였다. 리그닌은 휘발분(volatile matter) 62.9%와 고정탄소(fixed carbon) 32.6%가 주를 이루고 있었으며, 원소분석 결과 탄소(C) 62.4%와 산소(O) 30.6%가 주를 이루고 있는 것을 알 수 있었다. 열중량분석(TGA) 결과 리그닌의 중량감소는 500℃의 온도범위 이후 반응이 종료됨을 확인 할 수 있었다. 회전로상 공정에서의 액상생성물은 약32.0%의 생산 수율을 보였으며, 고부가가치 성분인 monomeric phenolics 성분들이 주로 검출되었다. 발열량 측정 결과 약 7,000kcal/kg로 측정 되었고, 시판되고 있는 연료 및 연료보조제와 비교를 통해 연료로서의 수준을 나타내었다. 공정의 특성을 분석하기 위해 컴퓨터 프로그램 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics) 상용 Sofrware인 FLUENT를 사용하였다. 위의 실험과 시뮬레이션을 통해 회전로상 열분해의 액상생성물 특성 분석과 공정의 일반화 가능성을 보고자 하였다.
탄소기반의 유기화합물로 이루어져 있는 바이오매스(Biomass)는 차세대 에너지원으로서의 역할을 기대하고 있으며 풍부한 부존량과 탄소 중립적인 특징을 가지고 있다. 목질계 바이오매스의 구성성분 중 25~35%를 차지하고 있는 리그닌(Lignin)은 복잡하고 거대한 페놀축합물로 이루어져 있는 풍부한 천연 고분자이다. 본 연구에서는 리그닌을 에너지자원으로서 활용을 극대화하기 위하여 회전로상(Rotating bed) 열분해 공정을 구성하였고, 리그닌을 회전로상 열분해 공정에 적용하기 전에 고정층(Fixed bed) 열분해 실험을 실시하였다. 리그닌의 물리·화학적 특성, 열적특성을 분석하였고, 고정층 열분해 공정과 회전로상 열분해 공정을 적용하여 리그닌의 열분해 특성을 분석하였다. 리그닌은 휘발분(volatile matter) 62.9%와 고정탄소(fixed carbon) 32.6%가 주를 이루고 있었으며, 원소분석 결과 탄소(C) 62.4%와 산소(O) 30.6%가 주를 이루고 있는 것을 알 수 있었다. 열중량분석(TGA) 결과 리그닌의 중량감소는 500℃의 온도범위 이후 반응이 종료됨을 확인 할 수 있었다. 회전로상 공정에서의 액상생성물은 약32.0%의 생산 수율을 보였으며, 고부가가치 성분인 monomeric phenolics 성분들이 주로 검출되었다. 발열량 측정 결과 약 7,000kcal/kg로 측정 되었고, 시판되고 있는 연료 및 연료보조제와 비교를 통해 연료로서의 수준을 나타내었다. 공정의 특성을 분석하기 위해 컴퓨터 프로그램 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics) 상용 Sofrware인 FLUENT를 사용하였다. 위의 실험과 시뮬레이션을 통해 회전로상 열분해의 액상생성물 특성 분석과 공정의 일반화 가능성을 보고자 하였다.
Biomass consisting of carbon-based organic compounds is expected to play roles as a next-generation energy source and is richly reserved and carbon-neutral, too. Lignin forming 25 to 35% of wood-based biomass contains natural polymers consisting of various complicated phenol condensates. In orde...
Biomass consisting of carbon-based organic compounds is expected to play roles as a next-generation energy source and is richly reserved and carbon-neutral, too. Lignin forming 25 to 35% of wood-based biomass contains natural polymers consisting of various complicated phenol condensates. In order to maximize the utility of lignin as an energy resource, this study tried a rotating bed pyrolysis process tests. Fixed bed pyrolysis experiments were performed before applying lignin to the rotating bed pyrolyser. This study analyzed lignin’s physical and chemical characteristics as well as thermal characteristics and applied the fixed bed pyrolysis and rotating bed pyrolysis process to analyze lignin’s pyrolysis characteristics. Lignin was analyzed to contain volatile matters by 62.9% and fixed carbon, 32.6%. As a result of elemental analysis, it mainly consists of carbon (C) by 62.4%, oxygen (O) 30.6%. Thermogravimetric analysis (TGA) has revealed that its reaction mostly ends at the temperature of 500℃. In the rotating bed process, liquid products were analyzed to show 32.0% production yield, and mostly, high value-added components like monomeric phenolics were detected. The heating value was measured as about 7,000kcal/kg, which shows a compatible quality with the fuel in the market. To analyze the process characteristics, FLUENT, commercial software for computational fluid dynamics (CFD), was used. With the experimental data and simulation results, the characteristics of the rotating bed pyrolysis process was analyzed in terms of liquid products and the possibility of generalizing the process.
Biomass consisting of carbon-based organic compounds is expected to play roles as a next-generation energy source and is richly reserved and carbon-neutral, too. Lignin forming 25 to 35% of wood-based biomass contains natural polymers consisting of various complicated phenol condensates. In order to maximize the utility of lignin as an energy resource, this study tried a rotating bed pyrolysis process tests. Fixed bed pyrolysis experiments were performed before applying lignin to the rotating bed pyrolyser. This study analyzed lignin’s physical and chemical characteristics as well as thermal characteristics and applied the fixed bed pyrolysis and rotating bed pyrolysis process to analyze lignin’s pyrolysis characteristics. Lignin was analyzed to contain volatile matters by 62.9% and fixed carbon, 32.6%. As a result of elemental analysis, it mainly consists of carbon (C) by 62.4%, oxygen (O) 30.6%. Thermogravimetric analysis (TGA) has revealed that its reaction mostly ends at the temperature of 500℃. In the rotating bed process, liquid products were analyzed to show 32.0% production yield, and mostly, high value-added components like monomeric phenolics were detected. The heating value was measured as about 7,000kcal/kg, which shows a compatible quality with the fuel in the market. To analyze the process characteristics, FLUENT, commercial software for computational fluid dynamics (CFD), was used. With the experimental data and simulation results, the characteristics of the rotating bed pyrolysis process was analyzed in terms of liquid products and the possibility of generalizing the process.
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