파일럿 규모 연소기에서 밀짚 펠렛 혼소 시 첨가제에 따른 회 점착의 특성 연구

The experimental investigation on the characteristics of ash deposition depending on various additives during co-firing of straw pellet with coal in pilot-scale

최근 국내 미활용 바이오매스에 대한 관심이 증가하고 있고 미분탄 보일러에 적용 가능성을 타진하고 있다. 그러나 미분탄 보일러에 바이오매스 혼소 적용 시 회 발생은 중요한 문제로 이를 감소시키는 것은 보일러의 효율적인 운전을 위해 반드시 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 회 점착에 영향을 미칠 수 있는 다양한 첨가제에 따라 석탄, 바이오매스 혼소 시 발생하는 회 점착 특성, 특히 증저감 특성을 규명하는 것이다. 본 연구에서 사용된 바이오매스는 초본계로 밀짚 펠렛(straw pellet)이다. 첨가제로는 카올린(Al2Si2O5(OH)4), 황산암모늄((NH4)2SO4), 인산수소칼슘(CaHPO4), 산화 알루미늄 (Al2O3), 산화 칼슘(CaO)을 선택하여 비교하였다. 연료의 공업분석, 원소분석 및 ICP 등의 기초 분석을 수행하여 연료 특성을 확인하였다. 분석 결과를 바탕으로 80kWth 설비를 사용하여 바이오매스와 석탄 혼소 시 회 점착 거동을 조사하였다. 회 점착 생성 정도는 실시간 무게 측정이 가능한 측정 장비(on-line deposit measuring system)를 활용하여 회 점착량을 측정하였으며, 첨가제에 따른 회 점착 무게를 비교하였다. 그리고 다양한 첨가제 사용에 따른 메커니즘을 분석하기 위해 회 점착을 SEM/EDS 분석을 수행하였다. 결과적으로 동일한 연료가 사용되더라도 첨가제의 종류에 따라 회 점착 형성 메커니즘의 차이로 인해 회 점착을 촉진 또는 억제하는 다양한 결과가 발생함을 확인하였다.