초록 ▼

Microporous 제올라이트 (HZSM-5, HY), Mesoporous 제올라이트 (MCM-48, SBA-15, SAPO-11), 제올라이트 기반 폐촉매 (FCC 폐촉매) 등 다양한 제올라이트 촉매를 이용하여 전남지역 대표적 농수산업부산물인 순천만 갈대, 고추대 폐기물, 김 폐기물과 목질계 바이오매스 성분의 촉매열분해에 대한 연구를 수행하였다. TGA를 통한 바이오매스의 열화학특성 분석 및 원소분석/공업분석을 통해 바이오오일 생산을 위한 최적 반응조건을 결정하였고, 다양한 촉매 조건 (투여량, 산성도, 산점량, 바이오매스-촉매

Microporous 제올라이트 (HZSM-5, HY), Mesoporous 제올라이트 (MCM-48, SBA-15, SAPO-11), 제올라이트 기반 폐촉매 (FCC 폐촉매) 등 다양한 제올라이트 촉매를 이용하여 전남지역 대표적 농수산업부산물인 순천만 갈대, 고추대 폐기물, 김 폐기물과 목질계 바이오매스 성분의 촉매열분해에 대한 연구를 수행하였다. TGA를 통한 바이오매스의 열화학특성 분석 및 원소분석/공업분석을 통해 바이오오일 생산을 위한 최적 반응조건을 결정하였고, 다양한 촉매 조건 (투여량, 산성도, 산점량, 바이오매스-촉매 혼합 방식) 하에 실험을 실시하여 최적의 촉매열분해 조건을 결정하였다. 폐촉매의 경우 물리적 재생과 화학적 재생 방법을 적용하여 바이오매스 열분해를 위한 효율적인 촉매 재생 방안을 강구하였다.
순천만 갈대와 고추대의 무촉매열분해로부터 생성된 바이오오일에서 가장 함량이 많은 것은 함산소화합물과 페놀류였다. 이 가운데 순천만 갈대는 함산소화합물의 분율이, Lignin 함량이 많은 고추대는 페놀류의 분율이 더 높았다. 촉매열분해 시 산도가 강하고 산점의 양이 많은 촉매일수록 함산소화합물이나 고분자량 페놀류를 방향족 탄화수소, 저산소 저분자량 페놀류, 퓨란류 등 고부가가치 성분으로 변환시키는 능력이 뛰어남을 확인할 수 있었다.
Microporous 제올라이트는 방향족 탄화수소에 대한 높은 선택도를 보인 반면 Mesoporous 제올라이트는 저산소 저분자량 페놀류나 퓨란류에 대해 상대적으로 높은 선택도를 보였다. 바이오매스 중 Cellulose와 Hemicellulose의 경우 탄수화물 성분이 산성 제올라이트 촉매에 의해 퓨란류를 거쳐 방향족 탄화수소를 만들어내며, Lignin의 경우 페놀류 성분이 방향족 탄화수소로 전환되는 것이 관찰되었다. FCC 폐촉매를 아세톤 세척 및 소성을 거쳐 바이오매스의 촉매 열분해에 사용할 경우 Microporous 제올라이트인 HY와 비슷한 수준의 바이오오일 개질 효과를 얻을 수 있었다.
김폐기물의 열분해로부터 생산된 바이오촤는 활성탄이나 문헌에 보고된 다른 바이오촤보다 오폐수 속 중금속 제거에 탁월한 효과를 보였다. 특히 바이오촤를 수증기로 개질하였을 때 이온교환에 의한 중금속 제거가 크게 향상되었다. 이는 유기성 폐기물 열분해가 바이오오일 생산 뿐 아니라 오염물질 제거용 바이오촤 생산이라는 부가적 효용도 가지고 있음을 보여준다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 5
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 6
• 끝페이지 ... 11