KR101352627B1 - 팜오일 산업 부산물 활용 바이오 오일 제조 장치 및 제조 공정 - Google Patents

팜오일 산업 부산물 활용 바이오 오일 제조 장치 및 제조 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 바이오 오일 제조 장치는 원재료 공급부로부터 바이오매스를 공급받는 반응기, 상기 반응기에서 토출되는 합성가스를 수용한 후 분리공정을 수행하는 사이클론, 상기 사이클론에서 처리된 합성가스에 대한 냉각(quenching)을 통해 바이오 오일을 생산하는 응축부, 및 상기 응축부에서 배출된 비응축가스를 분리하여 저장하는 비응축가스 공급부를 포함하며, 상기 비응축가스 공급부에 저장된 비응축가스는 상기 반응기에 재공급될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 바이오 오일 제조 장치는 EFB와 같이 고열량을 생성할 수 있는 바이오매스를 활용하여 급속열분해함으로써 순도 높은 바이오 오일을 생산하게 한다.

Description

팜오일 산업 부산물 활용 바이오 오일 제조 장치 및 제조 공정{Apparatus for manufacturing bio-oil through utilizing by-product of Palm-oil industry and bio-oil manufacturing process using the same}
본 발명은 바이오 오일 제조 장치 및 이를 이용한 바이오 오일 제조 공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EFB(Empty Fruit Bunch)를 포함한 바이오매스를 공급한 상태에서 부산물에 대한 냉각, 가열, 및 순환 과정 등을 통해서 생성되는 바이오 오일의 수율을 극대화할 수 있는 바이오 오일 제조 장치 및 이를 이용한 바이오 오일 제조 공정에 관한 것이다.
근래에 신재생에너지로서 바이오매스 연료의 우수성이 새롭게 인식됨에 따라서 세계 각국에서 연구가 재개되었고 현재 빠른 속도로 기술개발이 이루어지고 있다. 그러나 연구개발 기간이 오래되지 않았으므로 세계적으로 완전히 상용화된 기술은 극히 소수에 불과한 형편이고, 상용화된 설비의 경우도 유동층 방식에 있어서 다소 기술 경쟁력이 떨어지는 한편 EFB 전용 설비는 극히 일부에 사용된다. 국내에서는 바이오매스를 이용한 기술은 현재 초급 단계로서 상용화 진입을 준비하는 단계이고, 바이오오일의 수율을 높일 수 있는 고급기술로서는 실험실 규모의 연구가 다수 경쟁적으로 진행되고 있다.
바이오오일은 목질 바이오매스를 급속열분해 또는 고온고압 가수분해 등의 방법을 적용하여 생산한 원유와 비슷한 액체연료이다. 석유연료나 석유화학제품을 만드는 원유(crude oil)과 같이 목질바이오매스로 생산한 바이오매스 원유(crude bio-oil)도 연료나 화학제품의 원료물질이 될 수 있기 때문에 근래에 새로운 바이오정유(biorefinery) 산업의 개념이 거론되고 있다. 현재 기술개발이 초기단계이고 원천기술 확보경쟁이 가속되고 있는 급속열분해(Fast Pyrolysis)기술을 이용한 바이오오일 생산기술에 관한 세계 여러나라에서 기술개발에 박차를 가하고 있는 상황이다.
상기의 급속열분해 기술을 이용하여 바이오오일을 제조하는 과정에서 수율 또는 비용 등을 고려할때 목질 계통의 바이오매스를 사용할 수 있지만, 자원 문제로 인하여 현실적으로 적용에 어려움이 있는 상태이다.
(특허문헌 1) KR10-2010-0059398 A1
(특허문헌 2) KR10-0857247 B1
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 목질계 바이오 매스에 대등한 수율을 낼 수 있는 재질을 선정하고 이에 적합한 공정을 구현하여 산출되는 바이오 오일의 수율을 증가하고자 하는 바이오 오일 제조 장치 및 이를 이용한 바이오 오일 제조 공정을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 바이오 오일을 제조하는 과정에서 발생하는 열을 효과적으로 공급 및 유지하도록 함으로써 반응기에 공급되는 원재료에 대한 열분해 작업 공정에 소요되는 장치의 규모를 줄이는 동시에 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 기존의 목질계 바이오매스를 EFB로 대체함으로써 바이오 오일의 수율을 증가하는 동시에 비용을 저감할 수 있는 바이오 오일 제조 장치 및 이를 이용한 바이오 오일 제조 공정을 서술하고자 한다.
이하 상세히 기술하면, 제공되는 본 발명의 일 관점에 따른 바이오 오일 제조 장치는 원재료 공급부로부터 바이오매스를 공급받는 반응기, 상기 반응기에서 토출되는 합성가스를 수용한 후 분리공정을 수행하는 사이클론, 상기 사이클론에서 촤와 분리 가능하게 처리된 합성가스에 대한 냉각(quenching)을 통해 바이오 오일을 생산하는 응축부, 및 상기 응축부에서 배출된 비응축가스를 분리하여 저장하는 비응축가스 공급부를 포함하며, 상기 비응축가스 공급부에 저장된 비응축가스는 상기 반응기에 재공급될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 응축부는 복수의 단위응축부와 상기 단위응축부를 관통하는 합성가스관을 포함하는 다단 냉각 구조로 이루어진 것이 바람직할 수 있다.
상기 응축부에서 냉각을 통해 생성되는 바이오 오일은 상기 응축부를 위한 냉각제로 기능하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 바이오매스는 EFB(empty fruit bunch)인 것이 바람직할 수 있다.
상기 바이오 오일 제조 장치는, 상기 비응축가스 공급부에 연결되어 상기 비응축가스를 제공받는 가스조절부, 상기 가스조절부에 비가연가스를 공급하는 비가연가스 공급부, 및 상기 가스조절부에 전기적으로 접속되는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 가스조절부에 저장되는 상기 비가연가스 또는 상기 비응축가스의 배출을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 바이오 오일 제조 장치는 상기 가스조절부에서 공급되는 가스에 에너지를 공급하여 온도를 증가하게 하는 예열기를 더 포함하고, 상기 예열기는 상기 반응기에서 토출되는 합성가스로부터 열에너지를 제공받는 것이 바람직할 수 있다.
제공되는 본 발명의 다른 관점에 따른 바이오 오일 제조 공정은 (a) 원재료 공급부로부터 반응기로 바이오매스를 공급하는 단계, (b) 상기 반응기로부터 사이클론으로 유입된 합성가스가 원심 분리 방식으로 촤(char)가 일부 제거되고 상기 합성가스가 분리되는 단계, (c) 응축부에서 냉각이 이루어져 바이오 오일이 생성되는 단계, (d) 상기 응축부에서 미응축된 비응축가스를 상기 반응기에 재투입할지 여부를 판단하는 단계, 및 (e) 상기 반응기로 상기 원재료 공급부로부터의 바이오매스를 계속적으로 공급할지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 바이오 오일 제조 공정에 있어서, 상기 반응기 내의 온도는 400 내지 600 ℃ 의 범위인 것이 바람직할 수 있다.
상기 (a) 단계 이전에, (f) 비가연가스 공급부에 저장된 비가연가스를 예열하여 상기 반응기에 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 (c) 단계는, (c1) 상기의 냉각된 바이오 오일을 상기 응축부의 냉각유로 사용하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명인 바이오 오일 제조 장치는 EFB와 같이 고열량의 바이오 오일을 생성할 수 있는 바이오매스를 활용하여 급속열분해함으로써 순도 높은 바이오 오일을 생산하게 한다.
본 발명은 바이오 오일을 생산한 후 비응축 가스인 비응축가스를 선택적으로 재공급하는 과정을 거침으로써 가스의 재활용을 기하는 동시에 폐열을 효과적으로 이용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 바이오 오일 제조 공정은 반응기에서 생성되는 합성가스에서 바이오 오일 및 촤를 추출한 후 순환 처리 방식에 따라 계속적으로 반응기에 공급할 수 있게 함으로써 환경영향적인 측면에서 긍정적이다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오 오일 제조 장치의 구성도,
도 2는 도 1의 응축부에 대한 구체적인 도면, 및
도 3은 본 발명에 따른 바이오 오일 제조 공정을 시계열적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 바이오 오일 제조 장치 및 이를 이용한 바이오 오일 제조 공정을 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 바이오 오일 제조 장치 및 이를 이용한 바이오 오일 제조 공정을 상세히 설명하기로 한다.
바이오 오일 제조 장치(100)의 전체적인 구성 설명
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 바이오 오일 제조 장치(100)의 전체적인 구성을 살핀다.
바이오 오일 제조 장치(100)는 반응기(10), 반응기(10)로 바이오매스를 공급하는 원재료 공급부(20), 반응기(10)에서 배출되는 고온고압의 열분해 가스 및 촤(char)를 수용한 후 분리공정을 수행하는 사이클론(30), 사이클론(30)에서 처리된 합성 가스에 대한 냉각(quenching)을 통해 바이오 오일을 생산하는 응축부(40), 응축부(40)에서 응축이 이루어지지 않은 비응축가스를 분리하여 저장하는 비응축가스 공급부(80), 비가연가스 공급부(50)와 비응축가스 공급부(80)에 연결되는 가스조절부(70), 및 상기 가스조절부(70)에서 공급되는 가스에 에너지를 공급하여 온도를 증가하게 하는 예열기(60)를 포함한다. 바이오 오일 제조 장치(100)의 구성요소들을 연결하는 관로 상에는 복수의 온도계(2) 및 압력 게이지(4)가 필요에 따라 설치될 수 있다. 바이오 오일 제조 장치(100)를 구성하는 구성요소들은 제어부에 전기적으로 접속되어져 조절 가능하다.
반응기(10)는 바이오매스와 같은 공급되는 원재료를 급속 열분해시켜 바이오 원유를 생성하기 위한 초기 단계의 장치로서, 바이오매스를 수용하기 위해 내부가 중공으로 형성될 수 있다. 반응기(10)는 그 하단에 배치되는 분배기(12) 및 윈드 박스(14)를 구비한다. 상기 반응기(10)는 상하 2단으로 형성 가능하고, 분배기(12)는 비가연가스 공급부(50)로부터 토출되는 비가연가스를 높은 압력으로 유입시켜 가스와 촤(char)가 유동화되도록 하고, 윈드 박스(14)는 예열된 비가연가스를 균일한 흐름으로 분배기(12)에 도달하게 한다.
반응기(10)에서는 바이오매스와 유동사(11,hot sand)가 유입되는 입구 및 바이오매스의 급속 열분해시 생성된 촤(15) 및 급속 열분해시 사용된 유동사(11)를 배출하는 출구(17)가 형성될 수 있다. 한편, 반응기(10)와 윈드 박스(14) 내부의 압력을 감지하는 압력 감지부(16) 및 압력 감지부(16)에 전기적으로 접속되는 입력부(18)가 추가적으로 배치될 수 있다. 반응기(10)에서 열분해 공정을 통해 생성되는 촤(15)는 별도의 압축 공정을 통해 펠릿(19)으로 형성되어 출구(17)를 통해 배출된다. 상기 펠릿(19)은 재생에너지원으로서 사용할 수 있다.
원재료 공급부(20)는 바이오매스를 투입시키기 위한 호퍼, 및 호퍼를 통해 투입된 바이오매스를 유입시키기 위한 피더를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 바이오매스로서 야자과 나무 열매의 일부분인 EFB(empty fruit bunch)를 이용하여 바이오 오일을 추출하고자 하는 것으로서 처리과정에서 발생하는 열량이 다른 바이오매스 종류와 비교하여 높다는 점에서 적용성이 높다.
상기 EFB의 특징적인 물리화학적 성질을 설명하면 다음와 같다. 기본적인 겉보기 밀도(apparent density)는 125.57 (㎏/㎥)이고 고열량(high heating value)은 3930.11 (㎉/㎏)이다. 하기의 표 1,2,3은 EFB에 대한 원소 분석, 근사 분석, 및 화학적 조성을 각각 나타낸다. 한편, 표 1 내지 3의 자료들은 일 실험예를 나타낸 것으로서 수% 범위 내에서 변동이 가능하다.
원소의 종류 C H N O S
EFB 41.21% 5.57% 0.76% 37.67% N/D
Moisture Volatile Ash Fixed carbon
9.63% 64.95% 5.94% 19.48%
Cellulose Hemi-cellulose Lignin
59.70% 22.10% 18.20%
사이클론(30)은 반응기(10)로부터 유입되는 가스 및 촤에 대해 원심 분리 방식으로 분리공정을 수행함으로써 하부 방향으로 촤를 제거하고 합성가스를 상부로 배출하게 한다.
응축부(40)는 일 실시예로서 냉각부(46)로부로터 공급되는 냉각물질이 순환유동하도록 함에 의해서 사이클론(30)에서 촤가 제거된 합성가스로부터 액상의 바이오 오일을 선택적으로 추출하여 바이오 오일 저장부(48)에 저장한다.
한편, 응축부(40)에 대한 구체적인 실시예로서 도 2를 참조하면, 응축부(40)는 다단으로 이루어진 냉각 시스템으로 구성이 가능할 수 있다. 상기의 다단 냉각 시스템은 상부로부터 차례로 제 1 단위응축부(41), 제 2 단위응축부(42), 제 3 단위응축부(43), 및 상기 복수의 단위응축부(41,42,43)의 내부를 관통하는 합성가스관(45)을 포함한다. 각각의 응축부들(41,42,43)에는 냉각수 유입구(41a,42a,43a) 및 냉각수 배출구(41b,42b,43b)가 구비된다. 냉각부(46)에서 공급되는 냉각물질은 응축부들(41,42,43)을 차례로 지나면서 합성가스관(45)으로 유동하는 합성가스에 대한 열교환을 통해 바이오 오일의 생성을 용이하게 한다.
여기에서, 응축된 바이오 오일은 응축부(40)에 공급되어져 냉각유로 활용됨으로써 냉각효율을 증대할 수 있다.
비응축가스 공급부(80)는 응축부(40)를 거치면서 비응축된 비응축가스를 취합하여 이를 다시 재사용할 수 있게 공급한다.
가스조절부(70)는 비가연가스 공급부(50)로부터의 비가연가스 및 비응축가스 공급부(80)로부터의 비응축가스가 혼합되는 장소로서 비응축가스가 비가연가스에 의해 원활히 유동 가능하도록 혼합하여 저장한 후에 이를 예열기(60)에 공급한다. 가스조절부(70)는 비응축가스 공급관로(62)를 통해 윈드 박스(14)에 연결된다.
가스조절부(70)에 전기적으로 접속되는 제어부(미도시)는 가스조절부(70)에 저장되는 비가연가스 또는 비응축가스의 배출을 조절한다. 실시예로서, 반응기(10)에 바이오매스를 투입하여 열분해를 시작하기 전에는 비가연가스만을 공급하여 반응기(10)의 내부 세정을 실시하도록 하거나 또는 열분해가 이루어지는 과정 중에는 비응축가스의 원활한 이송을 가능하게 하기 위하여 비가연가스를 추가로 투입할 수 있다.
비응축가스 공급관로(62) 상에는 원재료 유입 조절부(24)가 설치되고, 상기 원재료 유입 조절부(24)는 원재료 공급 관로(22)를 통해 원재료 공급부(20)에 전기적으로 접속된다.
비가연가스 공급부(50)는 바이오 오일 제조 장치(100)에서 처리가 이루어지는 과정에서 반응기(10) 내에 잔존하는 불필요 가스를 제거하는 동시에 비응축가스의 원활한 이송을 가능하게 하는 것으로서 질소를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 응축부(40)와 비응축가스 공급부(80) 사이의 관로 상에는 다수의 장치들이 부가될 수 있다. 구체적으로는 습식 가스 미터(92), EP(94), 마이크로 GC(96), 및 가스 샘플링 포트(98)를 포함한다. EP(94)와 마이크로 GC(96) 사이에는 비응축가스 유동 조절부(97)가 배치되고, 상기 비응축가스 유동 조절부(97)는 응축부(40)에서 배출되는 비응축가스의 일부를 마이크로 GC(96) 또는 가스 샘플링 포트(98)로 유동하게 한다.
바이오 오일 제조 장치(100)의 작동 과정 설명
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바이오 오일 제조 장치(100)의 작동 과정에 대해 설명한다.
먼저, 원재료 공급부(20)를 통해 바이오매스를 공급하기 전에 비가연가스 공급부(50)에 저장된 질소를 가스조절부(70)와 예열기(60)를 거치게 하여 반응기(10)로 공급한다(S10). 상기 S10 단계는 반응기(10)에 질소를 충전하는 과정을 시행함으로써 반응기(10)에 잔존하는 산소 성분을 제거하여 급속 열분해 과정에서의 효율을 증가하고자 한다.
이후, 원재료 공급부(20)를 통해 EFB를 공급하는데, 공급과정에서 2~3mm 정도의 크기로 분쇄가 이루어지게 함으로써 급속 열분해 과정에서 반응성을 향상하게 한다(S20). 더불어, 반응기(10) 내의 온도는 400 내지 600 ℃ 의 범위를 유지하게 하고, 바람직하게는 500℃ 정도로 유지할 수 있다.
반응기(10)에서 배출되는 결과물은 사이클론(30)으로 유입되어져 원심 분리 방식으로 공정이 진행되어져 촤가 일부 제거되고 나머지 합성가스가 상부로 배출된다(S30). 구체적으로는, 반응기(10)에서 급속 열분해된 기체상인 증기생성물, 에어로졸 및 비응축성 증기생성물 등의 생성물이 생성되고 고체상인 촤도 일부 생성된다. 상기 생성물들은 사이클론(30)에서의 공정을 거치면서 촤가 일부 제거된다.
한편, 상기 S30 단계를 진행하는 과정에 있어서, 상기 반응기(10)에서 배출되는 고온 상태의 결과물로부터 열에너지를 회수하여 이를 예열기(60)에 전달할 수 있다. 이는 바이오 오일 제조 장치(100)를 운용하는 과정에서 발생하는 폐열을 효과적으로 재순환하게 한다는 차원에서 장점이 있게 된다.
다음으로 응축부(40)에서는 냉각이 이루어지는데, 증기생성물이 액상의 오일미스트로 변환되고 에어로졸은 응집됨으로서 최종적으로는 바이오 오일이 된다(S40). 최종 생성된 바이오오일은 바이오 오일 저장부(48)에 취합되고, 이 과정에서 바이오오일은 극성물질이므로 바이오 오일 저장부(48)에 설치될 수 있는 전기집진모듈에서 용이하게 포집될 수 있다. 한편, 본원발명에서는 응축된 바이오 오일을 냉각유로 활용하여 냉각부에서 일반적으로 사용되는 물과 함께 적용함으로써 냉각효율을 증대할 수 있다.
응축부(40)에서 배출되는 바이오 오일이 추출된 합성 가스는 EP(94)에서 재차 촤가 제거된 상태에서 비응축가스 공급부(80)로 유입된다(S50).
상기 비응축가스 공급부(80)에 저장되는 비응축가스는 응축이 진행되지 않은 가스를 통칭할 수 있는데, 불필요한 성분인 촤가 대부분 제거되고 반응기(10)에서 여러가지 사정으로 인해 미반응된 물질로서 재투입되는 과정을 거친다.
비응축가스 공급부(80)로부터 배출되는 가스는 가스조절부(70)에서 반응기(10)로의 재투입을 할 것인지 판단하는 과정을 거친다(S60). 즉, 가스조절부(70)는 비응축가스 공급부(80)로부터 전달받은 가스를 예열기(60)로 공급하기 전에 거치게 함으로써 완급조절을 기하게 된다. 즉, 반응기(10)에서의 처리 과정에 따라서 비가연가스 공급부(50)로부터 공급되는 질소의 양이 조절된 비응축가스를 공급할 수 있다.
상기 S60 단계에서, 비응축가스의 재투입이 필요하다고 판단되는 경우에는 가스조절부(70) 및 예열기(60)를 거친 가열된 비응축가스는 비응축가스 공급관로(62)를 통해 반응기(10)의 윈드 박스(14)로 공급된다(S70). 한편, 상기 S60 단계에서, 비응축가스의 재투입이 필요없다고 판단되는 경우에는 비가연가스 공급부(50)로부터 질소를 예열하여 공급한다(S72). 상기 예열기(60)를 통해 비응축가스 또는 질소를 예열하는 경우에, 예열기(60)는 반응기(10)에서 배출되는 고온 상태의 결과물로부터 열에너지를 제공받을 수 있다.
다음으로, 제어부는 비응축가스가 반응기(10)로 재투입되는 과정 중에 원재료 유입 조절부(24)를 통해 반응기(10)로 바이오매스를 계속적으로 공급할 것인지를 판단한다(S80). 상기 S80 단계에서, 반응기(10) 내에 반응물질이 부족한 것으로 판단되는 경우에는 바이오매스의 계속적인 공급이 요구되므로 원재료 유입 조절부(24)를 적절히 개방하여 바이오매스를 공급한다(S90). 만약, 상기 S80 단계에서, 반응기(10) 내에 반응물질이 충분한 경우에는 원재료 유입 조절부(24)를 일시적으로 폐쇄할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 오일 제조 공정의 효과를 검증하기 위하여 본 출원인이 실험한 데이터를 상술한다. 본 실험은 300(g/hr)급의 유동층 반응기를 통한 급속 열분해 공정을 통한 것으로서 구체적인 실험 조건은 하기 표 4와 같다.
Reactor type Fluidized bed reactor
Feed amount(g) 265
Particle size(mm) 1mm 이하
Feeding time(min) 180 이상
Feeding rate(g/min) 10.8
N2 Volume flow rate(L/min) 28
Cooling temp(℃) 8
Reactor setting temp(℃) 560
Reactor mean temp(℃) 512
Residence time(s) 2.07
하기의 표 5는 상기 실험 조건을 토대로 생성된 바이오 오일, 촤, 및 기타 가스의 수율을 나타낸다. 하기 표 5에서 보듯이, EFB 를 사용하여 공정을 수행한 결과 50(wt.%)를 상회하는 정도의 우수한 수율을 나타내는 것을 볼 수 있다.
Oil(wt.%) Char(wt.%) Gas(wt.%)
54.2 25.4 20.4
상술한 바와 같이, 본 발명은 본 발명인 바이오 오일 제조 장치는 EFB와 같이 고열량을 생성할 수 있는 바이오매스를 활용하여 급속열분해함으로써 순도 높은 바이오 오일을 생산하고, 바이오 오일을 생산한 후 비응축 가스인 비응축가스를 선택적으로 재공급하는 과정을 거침으로써 가스의 재활용을 기하는 동시에 폐열을 효과적으로 이용할 수 있다.
또한, 종래의 바이오 오일을 생산하기 위한 주재료로서의 야자수 껍질 및 소나무 등과 비교할 때 상대적으로 높은 HHV 및 점도를 갖는 동시에 양호한 수율을 획득할 수 있다는 장점이 있을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10 : 반응기
11 : 유동사
12 : 분배기
14 : 윈드 박스
16 : 압력 감지부
18 : 입력부
20 : 원재료 공급부
24 : 원재료 유입 조절부
30 : 사이클론
40 : 응축부
50 : 비가연가스 공급부
60 : 예열기
70 : 가스조절부
80 : 비응축가스 공급부
92 : 습식 가스 미터
94 : EP
96 : 마이크로 GC
98 : 가스 샘플링 포트
97 : 비응축가스 유동 조절부
100 : 바이오 오일 제조 장치

Claims (10)

  1. 원재료 공급부로부터 바이오매스를 공급받는 반응기;
    상기 반응기에서 토출되는 합성가스를 수용한 후 분리공정을 수행하는 사이클론;
    상기 사이클론에서 촤와 분리 가능하게 처리된 상기 합성가스에 대한 냉각(quenching)을 통해 바이오 오일을 생산하는 응축부;
    상기 응축부에서 배출된 비응축가스를 분리하여 저장하는 비응축가스 공급부;
    상기 비응축가스 공급부에 연결되어 상기 비응축가스를 제공받는 가스조절부;
    상기 가스조절부에 비가연가스를 공급하는 비가연가스 공급부; 및
    상기 가스조절부에 전기적으로 접속되는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 가스조절부에 저장되는 상기 비가연가스 또는 상기 비응축가스의 배출을 조절하고, 상기 비응축가스 공급부에 저장된 비응축가스는 상기 반응기에 재공급될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축부는 복수의 단위응축부와 상기 단위응축부를 관통하는 합성가스관을 포함하는 다단 냉각 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축부에서 냉각을 통해 생성되는 바이오 오일은 상기 응축부를 위한 냉각제로 기능하는 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이오매스는 EFB(empty fruit bunch)인 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이오 오일 제조 장치는,
    상기 가스조절부에서 공급되는 가스에 에너지를 공급하여 온도를 증가하게 하는 예열기;를 더 포함하고,
    상기 예열기는 상기 반응기에서 토출되는 합성가스로부터 열에너지를 제공받는 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 장치.
  7. (a) 원재료 공급부로부터 반응기로 바이오매스를 공급하는 단계;
    (b) 상기 반응기로부터 사이클론으로 유입된 합성가스가 원심 분리 방식으로 촤(char)가 일부 제거되고 상기 합성가스가 분리되는 단계;
    (c) 응축부에서 냉각이 이루어져 바이오 오일이 생성되는 단계;
    (d) 상기 응축부에서 미응축된 비응축가스를 상기 반응기에 재투입할지 여부를 판단하는 단계; 및
    (e) 상기 반응기로 상기 원재료 공급부로부터의 바이오매스를 계속적으로 공급할지 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는,
    바이오 오일 제조 공정.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 바이오 오일 제조 공정에 있어서,
    상기 반응기 내의 온도는 400 내지 600 ℃ 의 범위인 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 공정.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    (f) 비가연가스 공급부에 저장된 비가연가스를 예열하여 상기 반응기에 공급하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 공정.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기의 냉각된 바이오 오일을 상기 응축부의 냉각유로 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    바이오 오일 제조 공정.
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