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학술저널

실증규모 경사슬라이드식 급속열분해반응기에서 커피찌꺼기 바이오원유 제조실험

바이오매스는 지구온난화를 방지할 수 있는 신재생에너지원으로서 최근 활발한 연구가 이루어지고 있다. 바이오매스를 연료로 활용하는 방법으로는 직접 연소, 가스화, 액체연료화, 반탄화 둥이 있으며, 이 중에서 급속열분해는 바이오매스 입자를 500 °C 부근의 온도 및 무산소 분위기에서 2초 이내의 짧은 시간에 열분해하고, 생성된 열분해가스를 신속히 응축하여 액체상의 바이오원유를 생산하는 방법이다. 급속열분해 원료로는 다양한 바이오매스가 사용될 수 있는데, 특히 커피찌꺼기는 일반적인 목질계 또는 초본계 바이오매스에 비하여 높은 발열량을 가지는 장점이 있으며 커피찌꺼기는 폐기물로 배출되고 있으므로 폐기물 처리 측면에서도 급속열분해 원료로서 많은 장점을 가지고 있다. 급속열분해 반응기로는 기포유동층 반응기, 순환유동층 반웅기, 회전 콘 반웅기, 스크류 반웅기 둥 다양한 종류의 반응기가 개발되어 왔는데, 본 연구에서는 경사슬라이드식 급속열분해 반응기 (Tilted-Slide Fast Pyrolyzer)로 명명한 독자적인 모델을 개발하여 커피찌꺼기 바이오원유를 생산하였다. 건조 바이오매스 투입 200 kg/hr 용량의 실증규모 급속열분해 플랜트에서 연속운전 실험을 수행한 결과, 바이오원유 수율은 약 59 wt%, 고위발열량은 약 6339 kg/hr로 나타났다. 향후 농업부산물 둥 다양한 바이오매스에 대한 급속열분해 실험을 수행할 예정이다.

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