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[국내논문] 연소촉진제 첨가 및 팽연화 기술 개발을 통한 왕겨의 목재펠릿 사용 가능성 연구
A Study on the possibility of using wood pellets of rice husk through the addition combusion improver and development of expansion technology 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.37 no.6, 2020년, pp.1678 - 1686  

김완배 (서울과학기술대학교 에너지환경공학과) ,  오도건 ((주)유니바이오) ,  유재상 (한국화학융합시험연구원, 본부) ,  정연훈 (경기도보건환경연구원, 대기환경팀) ,  박대원 (서울과학기술대학교 에너지환경공학과)

초록
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본 논문은 농업부산물인 왕겨를 사용하여 목제펠릿 이용 가능성을 도출하고자 하였으며 왕겨의 낮은 발열량은 팽연화 기술과 연소첨가제를 통해 개선하고자 하였다. 왕겨의 물리?화학적 분석 시 염소 함유량이 0.09%로 목재펠릿 품질 기준에 부합하지 않는 결과를 얻을 수 있었다. 팽연화 기술을 통해 왕겨를 팽연왕겨로 제작 시 염소 함유량이 감소하여 목재펠릿 기준에 준하는 0.02%의 생성물을 얻을 수 있었으며 발열량 역시 기존 3,780 kcal/kg 대비 4,280 kcal/kg로 증가된 생성물을 얻을 수 있었다. 5,000 kcal/kg 이상의 생성물을 얻기 위해 연소촉진제로 붕사, 과산화수소, 수산화나트륨을 사용했지만 발열량 개선은 미비하게 나타났다. 폐자원 바이오매스인 커피찌꺼기를 사용하여 커피유로 전환 후 팽연왕겨에 혼합하여 생성물 분석 시 커피유 15 wt% 혼합 생성물이 4,949 kcal/kg의 발열량을 나타냈다. 농업부산물인 왕겨를 목제펠릿으로 사용할 시 발열량 개선을 위해 폐자원을 사용하는 것이 바람직하다 판단되며, 본 연구의 결과에 따라 커피유를 혼합할 시 왕겨를 목제펠릿으로 충분히 사용 가능할 것이라 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study attempted to derive the possibility of using wood pellet using rice husk, which is an agricultural byproduct, and tried to improve the lower calorific value of rice hulls thorough expansion technology and combustion additives. In the physical and chemical analysis of rice husk, the result...

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 과산화수소는 산소발생에 의해 석탄 연소를 촉진하는 첨가재로 알려져 있으며, 이를 통해 왕겨의 발열량 개선을 도모하고자 하였다. 왕겨와 과산화수소 혼합 시 과산화수소(35%, Dukcan chemical)에 과수안정제(비규산계, NEO BIL-03) 를 0.
  • 받게된다. 따라서 발열량 개선이 필요하며 이를 개선하기 위해 연소촉진제를 혼합하여 왕겨의 발열량을 증대시키고자 하였다. 사용된 첨가제는 붕사, 과산화수소, 수산화나트륨을 사용하였으며 붕사, 수산화나트륨 첨가 시 건조된 왕겨 대비 1, 2, 3, 4 wt%를 첨가하여 생성물을 제작하였다.
  • 본 연구 진행 시 왕겨의 팽연화 조건에 따른 생성물 특성분석을 위해 반응온도 차이를 두어생성물을 제작하였으며 각 생성물의 발열량 비교를 통해 펠렛 사용 가능성을 도출하고자 하였다. 왕겨를 펠렛으로 사용 시 낮은 발열량의 문제가 야기된다.
  • 본 연구는 농업 부산물로 생성되는 왕겨를 사용하여 목재펠릿으로 사용 가능성을 도출하고자 하였으며 왕겨 사용 시 팽연화 공정과 연료 첨가제를 추가하여 왕겨의 발열량을 높이고자 하였고 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 연구는 왕겨를 사용하여 팽연화 기술을 통해 목재펠릿으로의 사용 가능성을 도출하고자 하였으며, 왕겨의 낮은 발열량 개선을 위해 연소 촉진제를 개발하여 첨가하고자 하였다. 팽연화 기술이란 Fig.
  • 이러한 커피찌꺼기를 바이오 고형연료로 생산 시 압출과정 등을 통해 부산물인 커피 유가 생성되게 된다. 본 연구는 커피찌꺼기 및 산소방출제, 가소제 등으로 조성된 액상의 연소촉진제조성물을 개발하여 흡수율이 낮고 혼합이 어려운 왕겨의 특성을 개선하기 위해 팽연화 기술을 접목 후 제작된 펠릿을 평가하여 목재 펠릿으로 의사용 가능성을 도출하고자 한다.
  • 제작된 커피유를 사용하여 팽연화 된 왕겨와 5, 10, 15, 20, 25 wt%로 혼합하여 시료를 제작하였다. 생성된 시료는 발열량 측정을 통해 분석하였으며 혼합비에 따른 발열량 개선점을 도출하고자 하였다.
  • 1.붕사 혼합 생성물 분석

    석탄연소촉진제에 반드시 첨가되는 성분인 붕사를 사용하여 왕겨의 발열량을 증대시키고자 하였다. 혼합 시 전건된 왕겨에 중량기준 1, 2, 3, 4 wt%의 붕사(99.

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참고문헌 (16)

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  4. M. L. Chitawo, A. F. Chimphango, "A synergetic integration of bioenergy and rice production in rice farms", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 75, pp. 58-67, (2017). 

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  15. S. A. Bekalo, H. W. Reinhardt, "Fibers of coffee husk and hulls for the production of particleboard", Materials and structures, Vol. 43, No. 8, pp. 1049-1060, (2010). 

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