KR101838293B1 - 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 - Google Patents

파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료에서 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초본계, 목질계, 조류(Algae) 바이오매스로부터 보일러 운전시 파울링, 슬래깅, 고온부식, 크링커 생성 등 반응기 벽면, 열교환기 등 전열면에 악영향을 발생하는 파울링 유발성분을 물리, 화학적 방법을 통하여 제거하고 제거 후 고상성분은 고형연료로 전소 또는 혼소에 활용되며, 파울링 유발성분을 포함하는 액상성분은 산처리, 알칼리, 열수처리, 막여과, 이온교환, 응집, 흡착, 원심분리를 포함하는 방법을 이용하여 수처리하는 방법을 적용한 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 것이다.

Description

파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템{De-sticky material in feedstock, Manufacturing Method and System of Boiler-Fuel Production thereof}
본 발명은 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초본계, 목질계, 조류(Algae) 바이오매스로부터 보일러 운전시 파울링, 슬래깅, 고온부식, 크링커 생성 등 반응기 벽면, 열교환기 등 전열면에 악영향을 발생하는 파울링 유발성분을 물리, 화학적 방법을 통하여 제거하고 제거 후 고상성분은 고형연료로 전소 또는 혼소에 활용되며, 파울링 유발성분을 포함하는 액상성분은 산처리, 알칼리, 열수처리, 막여과, 이온교환, 응집, 흡착, 원심분리를 포함하는 방법을 이용하여 수처리하는 방법을 적용한 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 것이다.
이산화탄소 발생량이 가장 많은 요인이며 지구 온난화 문제에 경쟁력이 취약한 에너지원이 화석연료에 기반한 에너지원이다. 따라서 현재 에너지원으로서 세계적으로 이슈화 되고 있는 것 중에 신재생 에너지의 이용 및 보급을 들 수 있으며, 이는 기존의 석유, 석탄 등 화석연료에 비하여 이산화탄소의 배출이 저감되어 지구온난화 및 기후변화에 대응할 수 있는 에너지원이기 때문이다.
국내에서는 국제조약인 기후변화협약 대응에 따른 온실가스 감축이 대두되면서 일정규모(500MW) 이상의 발전설비(신재생에너지 설비는 제외)를 보유한 발전사업자(공급의무자)에게 총 발전량의 일정비율 이상을 신·재생에너지를 이용하여 공급토록 의무화한 신재생 에너지공급의무화제도(Renewable Portfolio Standard; RPS)가 도입되었으며 이런 의무공급량 미이행분에 대해서는 공급인증서 평균거래가격의 150% 이내에서 불이행사유, 불이행 횟수 등을 고려하여 과징금을 부과할 수 있도록 법제화 하였다.
이에 따라 신재생에너지를 공급하여 인정받기 위하여 발전사업자가 신·재생에너지 설비를 이용하여 전기를 생산·공급하였음을 증명하는 인증서로 공급의무자는 의무공급량을 신·재생에너지 공급인증서를 구매하여 충당할 수 있는 것으로 공급인증서 발급대상 설비에서 공급된 MWh기준의 신·재생에너지 전력량에 대해 가중치를 곱하여 부여하는 신재생에너지 공급인증서(REC, Renewable Energy Certificate)를 실시하고 있고 신재생에너지 원별 가중치는 환경, 기술개발 및 산업활성화에 미치는 영향, 발전원가, 부존잠재량, 온실가스 배출 저감에 미치는 효과 등을 고려하여 정부가 재정하고 3년마다 재검토하고 있다.
이에 따라 대규모 석탄화력 발전사에서는 이러한 신재생에너지 공급의무 비중을 달성하기 위하여 석탄의 이산화탄소 발생을 감축시키는 발전 플랜트 연계 및 개선방안으로 석탄 가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle; IGCC), 초초임계압(Ultra Supercritical, USC)기술, CO2 포집 및 저장기술 등의 청정 석탄 기술(Clean Coal Technology, CCT), 및 바이오매스(bio-mass) 혼소 등을 시도하고 있으나 근본적인 문제해결에는 개선 극복해야 할 부분이 다수 존재하고 있는 실정이다.
특히, 바이오매스 혼소의 경우에는 석탄에 비하여 상대적으로 낮은 발열량의 바이오매스를 연소함에 따라 발전효율이 저하된다는 문제점을 안고 있다.
또한, 혼소를 위해 투입되는 바이오매스와 석탄의 연소 특성이 상이하여 석탄을 대상 원료로 설계된 기존 발전 설비 내에서 다단 연소가 발생하여 설비 운전에 문제점을 발생시킨다.
또한, 바이오매스 내에 포함된 금속 성분을 포함하는 무기질 성분에 의한 클링커나 파울링이 발생하는 문제점도 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행 연구에서는 석탄에 오일계 바이오매스를 혼합시킨 연료를 적용하는 기술이 개발되었다. 이처럼 단순히 석탄과 오일계 바이오매스를 혼합시킨 연료의 경우, 석탄의 표면이 대체로 오일로 코팅되거나 기공 안으로 오일이 일부 함침하게 된다. 하지만 오일 자체의 낮은 표면장력과 오일계 바이오매스와 석탄 표면의 결합력이 부족하여, 석탄과 바이오매스는 각각 기존의 연소 특성을 유지하므로 결과적으로는 다른 연소 특징을 보이게 된다. 따라서 이를 발전소에 적용하면 버너 앞부분에서 오일의 저온 연소 패턴으로 인하여 산소가 우선적으로 과잉 소모하게 되고, 결국 석탄의 연소를 저해하여 미연 탄소(unburned carbon)의 양이 증가하게 되며 발전 효율 감소 및 후단 미세먼지의 원인을 유발시키게 된다.
또한, 바이오매스 내 회분의 대표적인 응집현상은 미분탄 연소로에서 각각 연소로의 복사면 및 대류전달면에서 주로 발생되는 슬래깅(slagging)과 클링커(clinker), 파울링(fouling), 유동층 연소로에서의 고온부식 및 회분 응집(agglomeration) 등이 있다.
발전플랜트의 과열기튜브 고온염소부식, 절탄기튜브 회막힘 현상에 의한 유속변화로 인해 발생되는 마모, 유동층 연소기의 유동사에 의한 튜브 마모, 슈트블로워의 기계적 마모가 예상되며, 연료성분내의 무기 성분인 칼륨과 염소 성분이 연소 과정에 화학결합을 통해 KCl을 생성하게 되면, KCl(용융온도 776℃)은 점성이 강한 물질로 부착이 잘되며 염소 반응 등에 의한 부식을 가속화 시킨다고 알려져 있다.
연소로에서 이러한 현상이 발생되면 공정의 효율을 감소시키는 주요 원인이 되고 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로 이와 같은 현상이 심화되면 조업을 중단해야 하고, 이로 인해서 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다. 회분의 응집현상은 일반적으로 회분 조성, 온도, 입도, 가스분위기, 조업조건 등에 의해서 영향을 받게 되며, 특히 고온에서 회분의 일부가 용융이 되면 이와 같은 현상이 가속화된다.
게다가, NOx에 의한 초미세먼지 생성과정을 보면,
Figure 112016081703583-pat00001
NO2 + O3 → NO3(질산염) + O2
Figure 112016081703583-pat00002
NO3 + NO2 → N2O5(오산화이질소)
Figure 112016081703583-pat00003
N2O5 + H2O → 2HNO3(질산)
Figure 112016081703583-pat00004
HNO3 + NH3(암모니아) → NH4NO3(질산암모늄)
위와 같은 반응식을 통하여 질소산화물이 생성되게 되고, 이는 곧 2차 미세먼지(초미세먼지)의 원인균으로 작용하게 된다. 연료의 연소 시 발생되는 NOx에는 thermal NOx 와 Feul NOx가 존재하게 되는데, Fuel NOx에 의한 전체 배출되는 NOx의 배출 지배치는 60~70%에 달한다.
한편 상기와 같은 문제점들에 대응하기 위한 다수의 공지된 문헌들을 살펴보면 아래와 같다.
일본공개특허 특개평11-240902호에서는 수용성 헤미셀룰로오스를 포함한 원재료로부터 수용성 헤미셀룰로오스를 수성 매체로 추출하는 온도가 80이상, 140이하에서, pH값이 2 내지 7인 조건에서 추출한 후, 그 추출액을 1.5배이상 농축해, 그 다음에 불용성 물질을 제거하는 것을 특징으로 하는, 수용성 헤미셀룰로오스의 제조법이 개시되어 있다.
일본등록특허 제 2688509호에서는 밀기울을 수세해 수용성 물질을 제거한 후, 0.1~0.4 규정의 알칼리 수용액으로 처리해 헤미셀룰로오스로부터 주로 이루어지는 구분을 알칼리수용액 중에 용출시켜 한계 밖과 막 및 이온교환 수지를 이용해 순으로 정제하는 것을 특징으로 하는 헤미셀룰로오스의 추출·정제법을 개시하고 있다.
한국등록특허 제10-0476239호에서는 왕겨로부터 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스를 제조하는데 있어서 (1) 왕겨에서 단백질 제거 및 왕겨를 세척하는 공정; (2) 왕겨를 0.5 내지 1M 농도의 수산화나트륨 용액으로 추출하고 여과하는 공정; (3) (2)단계에서 얻은 알칼리 추출용액에 인산을 가해 용액의 pH를 낮추어서 헤미셀룰로오스를 침전으로 회수하는 공정; (4) (3)단계에서 얻어진 침전에 대해 인산 또는 옥살산으로 추가 세척한 다음 oxalate-potassium permanganate처리를 통해 탈색하는 공정; (5) 상기단계에서 얻어진 탈색된 헤미셀룰로오스 분획으로부터 용액의 pH조절을 통해 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스의 선별적인 분리가 가능하되 수용성 헤미셀룰로오스를 회수하는데 있어서 인산을 가해 침전으로 회수하거나 또는 칼슘을 가해 불용성으로 전환한 다음 회수하는 공정; (6) 이와 같은 일련의 연속공정을 통해 얻은 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스를 자연건조 또는 분무건조하여 분말을 얻은 후, 밀링(milling)하고 적절한 크기의 체망을 통과하여 미세분말을 얻는 공정으로 이루어진 왕겨로부터의 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스의 제조방법 을 개시하고 있다.
한국특허공보 제10-0413384호에서는 (i) 옥수수껍질로부터 전분 및 단백질을 제거하는 공정; (ii) 전분 및 단백질이 제거된 옥수수껍질을 알칼리 용액으로 추출하고 여과포로 여과하는 공정; (iii) (ii) 단계에서 얻은 알칼리 추출액에 셀룰라제 및 셀로비아제를 처리하여 반응시키는 공정; (iv) (iii) 단계에서 얻은 효소 반응액에 흡착제를 처리하고 막여과를 통하여 여과액을 얻는 공정; (v) 상기 여과액을 정제하는 공정으로 이루어지는 수용성 식이섬유의 제조 방법을 개시하고 있다.
한국특허공보 제10-1457470호에서는 a) 헤미셀룰로오스를 바이오매스로부터 추출하는 단계; b) 헤미셀룰로오스 추출액으로부터 헤미셀룰로오스를 침전 및 분리하는 단계; 및 c) 상기 분리된 헤미셀룰로오스를 제지공정에 투입하는 단계;로 구성되는 건조 지력이 개선된 종이 제조 방법에 있어서, 상기 a) 추출 단계는 70 ~ 180분간 135 ~ 160 에서 NaOH를 전건 바이오매스 대비 12 ~ 25% 첨가하는 고온 알칼리 추출 처리시 추출액비 1:8 ~ 1:16으로 수행하며, 상기 b) 단계에서는 헤미셀룰로오스 추출액에 아세톤을 혼합하여 헤미셀룰로오스를 침전, 분리하며, 상기 c) 단계는 분리된 헤미셀룰로오스의 종이 내 정착을 위하여 디시안디아마이드를 단량체로 하는 분자량 30만 ~ 70만, 양이온성 전하밀도 3 ~ 7 meq/g의 폴리디시안디아미드 전해질을 정착제로 사용하는 것을 특징으로 하는 건조 지력이 개선된 종이 제조 방법이 개시되어 있다.
Evstigneyev, E., et al., Tappi J., 1992. Vol. 75, no. 5, pp. 177-182에서는 펄핑공정에서 알칼리 성분에 의한 탈리그닌(Delignification) 속도에 영향을 미치는 영향에 대하여 증해공정 중 탈리그닌화가 진행되면 용해되거나 잔존하는 리그닌 성분내의 β-alkyl aryl 결합이 감소하고, Phenolic hydroxyl 그룹이 증가하며 증해공정이 완료되면 용해된 리그닌 내에 Biphenyl 구조의 양이 증가한다고 하였고 이러한 탈리그닌화 속도에 NaOH 및 Anthraquinone의 긍정적인 영향을 미치는 것을 보고하였다.
Evstigneyev, E., Russian Journal of Applied Chemistry. 2011, Vol. 84, no. 6, pp. 1040-1045에서는 가문비나무 및 소나무의 증해공정으로부터 기인한 흑액의 NaOH 수용액에서의 용해도를 리그닌의 분자량, 온도, 고액비 및 이온강도 조건에서 연구하였고 리그닌 내의 Phenolic hydroxyl양을 측정하는 방법 및 알칼리 수용액상에서의 리그닌 용해도를 계산하는 식을 제안하였다.
그러나 지금까지 알려진 종래기술들에서는 바이오매스로부터 리그닌을 제거하고 글루코스(glucose)가 주성분인 셀룰로오스와 자일로스(xylose)가 주성분인 헤미셀룰로오스를 추출하기 위해 물리 화학적인 처리를 적용하였으나 산 또는 알칼리와 같은 약품을 사용할 경우에는 약품비가 증가할 뿐만 아니라 사용된 약품을 회수하는 공정이 수반되어야 하므로 공정이 복잡하다는 문제점이 있으며 분리된 성분을 목적하는 원료에 적용하기 위해서는 순도가 높고 부반응물을 최대한 제거하여야 하는 조건이 수반되는 경우가 많았다. 또한 바이오매스는 그 원료의 종류에 따라 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 등의 함유량 및 상기 분자구조, 작용기, 회분 함유량 등 다양한 성상이 존재하므로 바이오에탄올 공정을 위한 당화 시 다양한 분해효소 및 분해 조건이 만족되어야 한다. 이는 결과적으로 원하는 물질의 추출 및 분리 조건이 신뢰성을 갖지 못하게 하는 원인으로 작용한다.
따라서 신재생 에너지의 이용 및 보급을 촉진하고, 바이오매스 연료의 공급안정성을 확보하기 위해서는, 회분에 기인하는 공정 문제를 근원적으로 배제하기 위한 바이오매스 내의 파울링 유발성분을 제거하여 회분 함량이 낮은 연료 물질을 효과적으로 추출 및 분리하고 이를 활용한 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.
일본공개특허 특개평11-240902호 일본등록특허 제 2688509호 한국등록특허 제10-0476239호 한국특허공보 제10-0413384호 한국특허공보 제10-1457470호
Evstigneyev, E., et al., Tappi J., 1992. Vol. 75, no. 5, pp. 177-182 Evstigneyev, E., Russian Journal of Applied Chemistry. 2011, Vol. 84, no. 6, pp. 1040-1045
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로, 초본계, 목질계, 조류(Algae) 바이오매스로부터 보일러 운전시 파울링, 슬래깅, 고온부식, 크링커 생성 등 반응기 벽면, 열교환기 등 전열면에 악영향을 발생하는 파울링 유발성분을 물리, 화학적 방법을 통하여 제거하고 제거 후 고상성분은 고형연료로 전소 또는 혼소에 활용되며, 파울링 유발성분을 포함하는 액상성분은 산처리, 알칼리, 열수처리, 막여과, 이온교환, 응집, 흡착, 원심분리를 포함하는 방법을 이용하여 수처리하는 방법을 적용한 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템을 제공하는 데 있다.
이를 위하여 본 발명에서는 피드스탁을 소정 크기의 원료로 형성하는 분쇄유닛(100); 상기 원료를 저장하는 호퍼(200); 상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 후단에 정량 공급하는 원료 공급피더 (210); 상기 원료 공급피더로부터 공급된 원료의 파울링 유발성분 이 최대로 분리되도록 소정 온도의 열수로 처리하여 파울링 유발성분분리유닛(300);을 포함하는 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템을 포함할 수 있다.
또한, 상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 액상성분에 상기 파울링 유발성분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 고상 성분은 상기 파울링 유발 성분이 분리된 가연성 성분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액상 성분의 pH는 6이하 일 수 있다.
또한, 상기 액상 성분 중 유기화합물을 분리한 pH가 낮은 수용액은 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 재순환 시킬 수 있다.
또한, 상기 원료는 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 공급되기 전에 알칼리용액으로 전처리 되는 전처리유닛에 공급할 수 있다.
또한, 상기 전처리유닛에서 생성된 전처리 고상성분은 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 공급되고, 전처리 액상 성분은 분리 배출할 수 있다.
또한, 상기 고상 성분을 적용하여 성형 연료를 제조하기 위한 성형연료유닛; 을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 액상 성분의 유기화합물 분리를 위해 멤브레인필터 유닛을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 파울링 유발성분분리유닛 또는 전처리유닛의 후단에 세척을 위한 세척유닛 및 수분제거유닛 중 어느 하나 또는 2개 유닛이 추가로 포함할 수 있다.
상기 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템에서 생산된 연료을 포함할 수 있다.
피드스탁을 분쇄유닛(100)을 이용하여 소정 크기의 원료로 형성하는 제1단계; 호퍼(200)에 상기 원료를 저장하는 제2단계; 상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 원료공급피더 (210)로 후단에 정량 공급하는 제3단계; 및 상기 원료공급피더로부터 공급된 원료의 파울링 유발성분이 최대로 분리되도록 파울링 유발성분분리유닛(300)에서 소정 온도의 열수로 처리하는 제4단계;를 포함하는 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 방법일 수 있다.
본 발명의 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템에 따르면, 산이나 알칼리 등 촉매의 저온/고온 반응조건을 통하여 초본계 또는 목질계 바이오매스로부터 파울링 유발성분 등을 효과적이면서 쉽게 추출 분리할 수 있어 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 원료를 선택적으로 확보할 수 있다.
또한, 바이오매스에 포함된 알칼리 및 알칼리토 금속, 할로겐족 원소 등의 파울링 유발성분을 효과적으로 제거하여 발전연료에 적용 시 연소시스템 운전 중 발생할 수 있는 클링커, 파울링 및 알칼리 부식 문제를 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 상기 액상성분(xylose가 대부분인 당)은 기존에 확보한 기술인 저등급 석탄에 함침 후 탄화시키는 하이브리드석탄 공정을 통하여 기존 발전소에 통상 3.5wt%이하의 바이오매스만을 투입 혼소 하는 중요한 원인인 별도의 바이오매스 미분화장치를 구비하지 않고 기존 석탄 미분화설비를 이용하여도 되는 효과가 있다.
또한, 파울링 유발성분이 제거된 바이오매스의 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 이용하여 성형연료 및 반탄화연료를 생산하므로 유동층 및 미분화 연소로 및 가스화로에 연소 및 가스화 후 바이오매스에 기인하는 회분으로부터 예상되는 클링커 파울링 및 고온부식의 문제를 근원적으로 배제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 멤브레인필터링 공정을 적용하여 바이오매스의 액상성분 중의 파울링 유발성분을 효과적으로 분리함으로써 액상의 유기화합물 연료 확보 및 처리수를 재활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료성분내의 질소 성분을 제거함으로써 연소 중 발생하는 Fuel NOx 저감에 따른 초미세먼지를 제거하는 효과가 있다.
또한, 연료성분내 황 성분을 제거함으로써 연소 중 발생하는 SOx 저감을 유발하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템에서 파울링 유발성분분리유닛 전 후의 원료의 성분 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 원료 성분의 상태변화를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리유닛의 처리조건에 따른 온도에 따른 회분 제거율 및 회분조성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리유닛의 처리조건에 따른 XMG 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리 유닛의 온도 및 처리시간에 따른 파울링 유발성분 제거에 따른 회분 및 XMG 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 전처리유닛의 처리조건에 따른 온도에 따른 회분 제거율 및 회분조성을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 전처리유닛의 처리조건에 따른 리그닌 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 전처리유닛의 온도 및 처리시간에 따른 파울링 유발성분 제거에 따른 회분 및 리그닌 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리유닛의 온도조건에 따른 Fuel NOx 저감량, 발열량 증가율 및 회분제거율을 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한 본 발명에서 사용되는 보일러용 연료에 사용되는 석탄은 이탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄 또는 무연탄 등 이 기술분야에서 인식되는 저등급 석탄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 것을 의미한다.
바이오 매스 원료로는 목질계와 초본계를 사용할 수 있다. 목질계로는 나무 블럭, 우드칩, 통나무, 나무 가지, 나무 부스러기, 낙엽, 목판, 톱밥, 리그닌, 자일란, 리그노셀룰로오스, 야자나무, PKS(palm kernel shell), 야자섬유질, EFB(empty fruit bunches), FFB(fresh fruit bunches), 야자잎, 야자제분찌꺼기 등을 이용할 수 있다. 초본계로는 옥수수대, 볏짚, 수수대, 사탕수수대, 곡물(쌀, 수수, 커피 등) 허스크, 사탕무잎, 바가스, 기장, 아티초크, 당밀, 아마, 대마, 양마, 면줄기, 담배줄기, 전분질계인 옥수수, 감자, 카사바, 밀, 보리, 라이밀, 기타 전분계 가공 잔재물, 과실류인 아보카도, 자트로파 및 이들의 가공 잔재물 등의 바이오 매스가 사용될 수 있다.
바이오 매스 원료로는 조류(algae)를 사용할 수 있다. 조류로는 녹조류(Green algae), 남조류(Cyanobacteria), 규조류(Diatom), 홍조류, Chlorella, Spirulina, Dunaliella, Porphyridium, Phaeodactylum 등이 사용될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 애쉬프로 바이오매스를 이용한 복합 연료 생산 시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템을 나타낸 흐름도이다.
피드스탁을 소정 크기의 원료로 형성하는 분쇄유닛(100); 상기 원료를 저장하는 호퍼(200); 상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 후단에 정량 공급하는 원료공급피더(210); 상기 원료공급피더로부터 공급된 원료의 파울링 유발성분이 최대로 분리되도록 소정 온도의 열수로 처리하여 파울링 유발성분분리유닛(300);을 포함하는 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템일 수 있다.
상기 피드스탁은 화석연료, 바이오매스, 가연성 고형폐기물 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다.
바람직하게는 억새, 옥수수대, 우드펠릿 일 수 있다.
상기 피드스탁은 2세대 및/또는 3세대 바이오매스 일 수 있다.
가연성 고형폐기물에는 폐지류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류 폐기물 등이 있을 수 있다.
2, 3등급 폐목재(2등급 : 가공·처리·사용과정에서 접착제, 페인트, 기름, 콘크리트 등 의 물질이 사용되었거나 이에 오염된 폐목재(할로겐족유기화합물이나 방부제로 처리·오염된 폐목재는 예외), 3등급 : 가공처리사용과정에서 할로겐족유기화합물이나 방부제가 사용되었거나 이에 오염된 폐목재와 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」시행규칙 제20조의3 제2항의 고형연료제품의 품질등급기준에 적합하지 않는 폐목재 칩 및 위의 1~2등급에 해당되지 않는 기타 폐목재)를 추가로 포함할 수 있다. (환경부고시 제2012-117호)
상기 소정 크기는 500mm이하 일 수 있다.
바람직하게는 10μm 내지 300mm이하 일 수 있다.
더욱 바람직하게는 20mm 내지 50mm이하 일 수 있다.
상기 입자 사이즈를 벗어날 경우, 분쇄비용이 과다하게 소요되거나, 파울링 유발성분의 제거 효율이 낮아질 수 있다.
상기 분쇄유닛은 파쇄(crushing) 및/또는 분쇄(grinding)를 수행할 수 있다. 상기 분쇄유닛은 압축, 충격, 마찰, 전단, 굽힘 중 어느 하나 이상의 물리 특성을 이용할 수 있으며 절단 등 바이오매스의 크기를 줄이는 동시에 표면적을 넓히는 목적을 달성할 수 있다면 그 방법에 제한이 되지 않는다.
상기 분쇄유닛은 죠크러셔(Jaw crusher), 자이레토리크러셔(Gyratory crusher), 롤크러셔(Roll crusher), 에지러너(Edge runner), 햄머크러셔(Hammer crusher), 볼밀(Ball mill), 제트밀(Jet mill), 디스크크러셔(Disk crusher) 중 어느 하나 일 수 있다.
상기 원료공급피더는 후단에 정량적으로 상기 원료를 공급할 수 있는 장치라면 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 스크류피더, 락호퍼가 있다.
상기 파울링 유발성분이란 연소반응에 사용되는 피드스탁에 포함된 무기물 성분 중 반응 후단의 반응기 벽면, 열교환기, 후단 배가스 처리 설비의 표면에 물리, 화학적으로 부착되어 파울링, 슬래깅, 부식, 크링커 생성등을 유발하는 파울링 유발성분을 의미한다.
상기 파울링 유발성분은 알칼리, 알칼리토 금속, 할로겐족 원소일 수 있다.
바람직하게는 나트륨, 칼륨, 염소일 수 있다.
상기 소정 온도의 열수처리를 위한 주입수의 온도는 100 내지 500일 수 있다. 바람직하게는 120 내지 300일 수 있으며 더욱 바람직하게는 180 내지 220일 수 있다. 상기 공급원료가 상기 파울링 유발성분 분리유닛내에 체류하는 시간은 10분 내지 2시간일 수 있다.
상기 공급원료가 상기 파울링 유발성분 분리유닛내에 체류하는 시간은 30분일 수 있다.
상기 온도 및 시간조건을 벗어나면 제거성분의 효율이 낮아지거나 공정 비용이 많이 소요된다. 상기 효과는 도 10에서 확인할 수 있다.
상기 단위공급원료 당 투입되는 열수양은 바이오매스의 종류에 따라 달라지며, BTW(Biomass to Water, kg/kg)으로 정의될 수 있다. 바람직하게는 0.02 내지 0.5일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.11 내지 0.18일 수 있다(억새 기준, 우드펠릿, 옥수수대 1kg/6kg).
상기 BTW비를 벗어나게 되면 유발성분의 분리 효율이 낮아지게 된다.
추가적으로 공급되는 열수는 스팀이 공급될 수도 있다.
상기 혼소 조건은 기존 화석연료 대비 1wt% 내지 50wt%일 수 있다. 바람직하게는 3wt% 내지 40wt%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 5wt% 내지 30wt%일 수 있다.
상기 파울링 유발성분 분리유닛에서 배출되는 액상성분에 상기 파울링 유발성분이 포함될 수 있다.
상기 액상성분은 소량의 유기화합물 및 파울링 유발성분을 포함하는 수용액일 수 있다. 상기 유기화합물은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 바람직하게는 상기 액상성분은 헤미셀룰로오스, 유기산, 푸르푸랄, 5-hydroxymethylfufural (5-HMF) 및 무기물을 포함할 수 있다.
상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 고상성분은 상기 파울링 유발성분이분리된 가연성 성분을 포함될 수 있다.
상기 가연성 성분은 유기화합물일 수 있다. 상기 가연성 성분은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 상기 가연성 성분은 상기 단위 질량당 원료의 탄소, 수소, 질소, 산소, 황에서 탄소 분율은 증가하고, 수소, 질소, 산소, 황 성분은 감소하는 것에 특징이 있다.
상기 액상성분의 pH는 6이하일 수 있다.
더욱 바람직하게는 pH는 2.5에서 5이하일 수 있다.
상기 액상성분의 pH는 대략 4일 수 있다.
상기 액상성분의 pH는 상기 원료내의 유기산에 의해 pH가 낮아지는 것에 기술적 특징이 있다. 상기 유기산으로는 acetic acid, formic acid, propanoic acid, 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid 등이 있다.
추가적으로 파울링 유발성분 분리유닛의 반응성 향상을 위해 산액인 acetic acid(C2H4O2), formic acid(HCOOH), propanoic acid(CH3CH2COOH), 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 과초산(C2H4O3), 옥살산(C2H2O4) 중 어느 하나 이상을 추가로 투입할 수 있다.
상기 산액의 첨가량은 전체 투입 열수량 대비 10wt% 이내 일 수 있다.
상기 산액의 첨가에 의한 pH는 바람직하게는 4이하 일 수 있다.
더욱 바람직하게는 pH는 2.5에서 4이하일 수 있다.
상기 액상성분 중 유기화합물을 분리한 pH가 낮은 수용액은 상기 파울링 유발성분 분리유닛(400);으로 재순환 시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 액상성분 중 유기화합물을 제거하기 위해 원심분리, 응집, 흡착, 여과막, 이온교환수지 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있다.
상기 원료는 상기 파울링 유발성분 분리유닛으로 공급되기 전에 알칼리용액으로 처리되는 전처리유닛에 공급될 수 있다.
상기 전처리유닛에서 생성된 전처리 고상성분은 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 공급되고, 전처리 액상성분은 분리 배출될 수 있다.
상기 전처리 고상성분은 유기화합물일 수 있다. 상기 가연성 성분은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 상기 가연성 성분은 상기 단위 질량당 원료의 탄소, 수소, 질소, 산소, 황에서 탄소 분율은 증가하고, 수소, 질소, 산소, 황 성분은 감소하는 것에 특징이 있다.
상기 전처리 액상성분은 소량의 유기화합물 및 무기물을 포함하는 수용액일 수 있다. 상기 유기화합물은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 바람직하게는 상기 유기화합물은 리그닌일 수 있다. 바람직하게는 상기 무기물은 Al, Si, P, Ca, Ti, Mn, Fe 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 고상성분을 적용하여 성형연료를 제조하기 위한 성형연료유닛;을 추가로 포함할 수 있다.
상기 액상성분의 유기화합물 분리를 위해 멤브레인필터 유닛을 추가로 포함할 수 있다.
상기 멤브레인필터유닛은 마이크로필터, 울트라필터, 나노필터, 역삼투막 중 어느 하나 또는 2이상일 수 있다. 또한, 상기 멤브레인필터유닛의 전단 또는 후단에 pH, 농도조절을 위한 물, 산성용액, 염기성용액을 주입할 수 있다. 또한, 상기 멤브레인필터유닛 전단 또는 후단에 수분증발, 원심분리, 석출, 침전, 응집, 흡착 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 액상성분내 고체성분을 분리할 수 있다. 상기 액상성분내 헤미셀룰로오스는 정제분리하여 식이섬유 대용으로 사용할 수 있다.
상기 파울링 유발성분분리유닛 또는 전처리유닛의 후단에 세척을 위한 세척유닛 및 수분제거유닛 중 어느 하나 또는 2개 유닛이 추가될 수 있다.
상기 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템에서 생산된 연료일 수 있다.
피드스탁을 분쇄유닛(100)을 이용하여 소정 크기의 원료로 형성하는 제1단계; 호퍼(200)에 상기 원료를 저장하는 제2단계; 상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 원료공급피더 (210)로 후단에 정량 공급하는 제3단계; 및 상기 원료공급피더로부터 공급된 원료의 파울링 유발성분이 최대로 분리되도록 파울링 유발성분분리유닛(300)에서 소정 온도의 열수로 처리하는 제4단계;를 포함하는 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 방법일 수 있다.
또한, 상기 바이오매스는 리그노셀룰로오스 기반의 초본, 목질계 바이오매스를 의미하며 상기 바이오매스에 속하는 물질이라면 제한을 두지 않는다. 또한 제1세대 또는 3세대 바이오매스도 적용 가능함은 자명하다. 리그노셀룰로오스의 주요 성분인 셀룰로오스는 글루코오스(glucose)가 β-1,4 결합으로 연결된 안정된 구조의 다당류이다. 또 다른 주요 성분인 5탄당인 자일로스(xylose)의 중합체로 구성되고 그 외에도 5탄당인 아라비노스(arabinose), 6탄당인 만노스(mannose), 갈락토스(galactose), 글루코스, 람노스(rhamnose) 등의 중합체로 구성된다.
글루칸(glucan)은 포도당으로 구성되는 다당의 총칭으로 D-글루코오스 끼리의 결합양식에 따라 다양한 종류가 있으며, 부제탄소원자의 배치에 의해 크게 α-글루칸과 β-글루칸으로 나누어진다. α-글루칸에는 아밀로스(α-1,4결합), 아밀로펙틴(α-1,4와 α-1,6결합), 글리코겐(α-1,4와 α-1,6결합), 세균의 덱스트란(α-1,6결합) 등이 포함된다. β-글루칸의 대표적인 것으로는 셀룰로오스(β-1,4결합), 갈조류의 라미나란(β-1,3결합), 지의류의 리케난(β-1,3과 β-1,4 결합) 등이 있다.
자일란이 포함된 액상 성분에는 자일란(xylan). 글루쿠로노자일란(glucuronoxylan), 아라비노자일란(arabinoxylan), 글루코만난(glucomannan), 자일로글루칸(xyloglucan)등이 포함될 수 있다. 상기 기재된 성분으로 자일란이 포함된 액상 성분은 제한되는 것은 아니며, 투입되는 바이오매스의 성분에 따라 다양한 성분들이 분리될 수 있다.
당류는 상기 기재된 화합물에 한정되는 것이 아니며, 2세대 바이오매스의 종류에 따라 다양하게 생성이 가능하다. 따라서, 탄소수에 따라 2탄당, 3탄당, 4탄당, 5탄당, 6탄당으로 분류되며, 2탄당으로 글리코알데히드(Glycoaldehyde), 3탄당으로 글리세라알데히드(Glyceraldehyde), 디하드로시아세톤(Dihydroxyacetone), 4탄당으로 에리드로우즈(erythrose), 에리드루로우즈(erythrulose), 5탄당으로 리보우즈(ribose), 아라비노우즈(arabinose), 자일로스(xylose), 리부로우즈(ribulose), 자이루로우즈(xylulose), 6탄당으로 포도당, 글리코우즈(glucose), 과당, 프락토우즈(fructose), 갈락토우즈(galactose), 만노우즈(mannose)가 있을 수 있다.
단당류 2개가 결합한 것 이당류로는 젖당, 유당, 락토우즈, 엿당, 맥아당, 말토우즈, 설탕, 슈크로즈, 트레할로우즈(trehalose), 멜리보우즈(melibiose), 셀로비오즈가 있을 수 있다.
2~10분자의 당이 결합된 당인 소당류로는 3당류로 라피노우즈, 멜레지토우즈(melezitose), 말토리오즈(maltoriose)가, 4당류로는 스타치오즈, 스트로도우즈(schrodose)가 있으며 올리고당으로 갈락토올리고당, 이소말토올리고당, 프락토올리고당이 있을 수 있다.
다당류로는 단순다당류로 5탄당들이 결합된 펜토산(pentosan)으로 자이란(xylan), 아라반(araban) 등이 있을 수 있다.
6탄당들이 축합된 헥소산(hesoxan)으로는 전분, 녹말(starch), 글루코오스의 중합체로 아밀로우즈, 호정(dextrin), 글리코겐(glycogen), 섬유소(cellulose), 프록탄(fructan), 갈락탄(galactan), 만난(mannan) 등이 있을 수 있다.
복합다당류로는 한천(agar), 알긴산(alginic acid), 가라지난(carrageenan), 키틴(chitin), 헤미셀룰로오스(hemicellulose), 펙틴(pectin) 등이 있을 수 있다.
상기 반응에 참여하는 산으로는 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 과초산(C2H4O3), 초산(CH3COOH), 옥살산(C2H2O4) 등이 있을 수 있다. 상기 산은 기재된 산으로 한정되는 것이 아니며 헤미셀룰로오스와 셀룰로오스의 분해하는 산이라면 어느 것이든 사 상기 반응에 참여하는 염기로는 sodium hydroxide, calcium hydroxide, 우레아 등이 있을 수 있다. 상기 염기는 기재된 염기로 한정되는 것이 아니며 반응특성을 증진시키는 염기라면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 반응에 참여하는 이온성 액체로는 이미다졸리움계 화합물로 1-에틸아크릴레이트-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-ethylacrylate-3- methylimidazolium chloride), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-buthyl- 3-methylimidazolium chloride), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트(1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트(1-butyl-3-methylimidazolium hexafluoro phosphate), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 트리플루오로메탄술포네이트(1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트(1-ethyl-3-methylimidazolium acetate), 1-벤질-3-메틸이미다졸리움 클로라이드(1-benzyl-3-methylimidazoliumchloride), 1,3-디메틸이미다졸리움메틸 술페이트(1,3-dimethylimidazoliummethyl sulfate), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트 등이 있을 수 있으며, 에틸메틸이미다졸리엄 클로라이드([EMIM]Cl), 에틸메틸이미다졸리엄 브로민([EMIM]Br), 에틸메틸이미다졸리엄 요오드([EMIM]I), 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움, 1-에틸 이미다졸리움 니트레이트, 1-에틸 이미다졸리움 브로마이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-이미다졸리움 클로라이드, 1,2,3-트리메틸 이미다졸리움 메틸 설페이트, 1-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 하이드로겐설페이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 하이드로겐설페이트, 메틸이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 아세테이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 아세테이트, Tris-2(하이드록시 에틸) 메틸암모늄 메틸설페이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 에틸설페이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 메탄설포네이트, 메틸-트리-n-부틸암모늄 메틸설페이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 티오시아네이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 티오시아네이트, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨클로라이드, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨나이트레이트, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨아세테이트, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨테트라플로로보레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨클로라이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨나이트레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨아세테이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨테트라플로로보레이트, 1-알리-3-메틸이미다졸륨클로라이드, 1-알리-3-메틸이미다졸륨나이트레이트, 1-알리-3-메틸이미다졸륨아세테이트, 1-알리-3-메틸이미다졸륨테트라플로로보레이트가 있을 수 있다. 상기 이온성 액체는 기재된 이온성 액체로 한정되는 것이 아니며, 반응특성을 증진시키는 것이라면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 파울링유발 성분제거유닛에 투입되는 효소, 산, 알칼리, 이온성 액체 중 어느 하나 또는 2 이상이 투입되는 양은 반응조건에 따라 투입되지 않을 수도 있다.
또한, 상기 열수처리유닛을 통해 상기 고상성분이 고온고압 반응에 참여하면서 푸르푸랄(furfural)등의 화합물이 생성될 수 있다.
이러한 파울링 유발성분이 제거된 연료는 유동층, 화격자, 미분화 보일러 및 가스화기 등에 사용할 수 있으며, 연소 및 가스화 과정 중 연료중 금속원소를 포함하는 무기질 성분에 기인하는 클링커 파울링 등의 막힘현상 및 알칼리계 금속에 기인하는 부식현상을 근원적을 배제할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템에서 파울링 유발성분 분리유닛 전 후의 원료의 성분 변화를 나타낸 것이다.
도 2의 Corn stover는 국내산 옥수수대로 시료의 보관 및 분쇄를 위하여 45로 건조한 시료이다. AHC(200)-1step 시료는 corn stover와 물, 초산의 비율을 1:5.8:0.6로 200 열수반응을 통하여 제조된 시료이다. 공업분석 결과 원시료 대비 수분과 회분(대부분 Na, K, Ca 등)이 감소하였으며, 휘발분, 고정탄소가 증가하였다. 원소분석은 탄소가 증가하였으며, 수소, 산소, 질소, 황성분은 감소하였다. 발열량은 원시료 대비 약 1,200kcal/kg (저위발열량 기준) 증가하는 특징을 가지고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 원료 성분의 상태변화를 나타낸 것이다.
본 일 실시예 1step은 전처리유닛으로 바이오매스에 포함된 Si, Al, Ti 등의 회분성분을 제거하는 공정으로 바이오매스:물:NaOH의 비율은 1:7.92:0.08이고, 반응조건은 60, 30min 이다. 본 1step은 2step 공정에 따라 연계 혹은 개별적으로 운영이 가능하다.
본 일 실시예 2step는 바이오매스에 포함된 Na, K, Ca, Cl 등의 파울링 유발성분을 제거하는 공정으로 바이오매스:물:초산의 비율을 1:7.2:0.8이며, 반응조건은 200, 60min 이다. 본 2step가 메인공정이며, 1step 유닛을 추가로 포함할 수도 있다.
(실시예 1)
바이오매스에 포함된 Na, K, Ca, Cl 등의 파울링 유발성분을 제거하는 공정으로 거대억새:물:초산의 비율을 1:7.2:0.8이며, 반응조건은 200, 60min 이다.
도 4는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리유닛의 처리조건에 따른 온도에 따른 회분 제거율 및 회분조성을 나타낸 것이다. 이 결과로 살펴보면, 160-180의 조건에서 회분이 약 62% 감소한 것을 볼 수 있다. 감소된 회분의 성분을 보면 NaO, MgO, P2O5, K2O, CaO, MnO, Fe2O3 가 주를 이룬다.
도 5는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리유닛의 처리조건에 따른 XMG 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다. 이 결과로 살펴보면, 160에서 200로 온도가 증가함에 따라 고상연료에 포함된 XMG 함량이 감소하는 것을 볼 수 있으며, 200에서는 XMG 함량이 0%인 것을 확인할 수 있다. 발열량 수치는 여타 다른 업그레이드연료의 조건과 마찬가지로 온도가 상승함에 따라 증가함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 파울링 유발성분분리유닛의 온도 및 처리시간에 따른 파울링 유발성분 제거에 따른 회분 및 XMG 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다. 이 결과로 살펴보면, 200, 60min의 조건에서 회분 및 XMG 제거율, 저위발열량 증가율이 연료로서 활용하기에 가장 적절하다고 볼 수 있다.
(실시예 2)
전처리유닛으로 바이오매스에 포함된 Si, Al, Ti 등의 회분성분을 제거하는 공정으로 거대억새:물:NaOH의 비율은 1:7.92:0.08이고, 반응조건은 60, 30min 이다.
도 7은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 전처리유닛의 처리조건에 따른 온도에 따른 회분 제거율 및 회분조성을 나타낸 것이다. 이 결과로 살펴보면, 40의 조건에서는 회분 제거가 거의 되지 않았으며, 60, 30min의 조건에서 회분이 약 54% 감소한 것을 볼 수 있다. 감소된 회분의 성분을 보면 Al2O3, SiO2, TiO2 가 주를 이룬다.
도 8은 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 전처리유닛의 처리조건에 따른 리그닌 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다. 이 결과로 살펴보면, 40에서 60로 온도가 증가함에 따라 고상연료에 포함된 리그닌 함량이 감소하는 것을 볼 수 있으며, 발열량 수치는 온도가 상승함에 따라 리그닌의 손실에 의해 감소함을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 일 실시예에 따른 전처리유닛의 온도 및 처리시간에 따른 파울링 유발성분 제거에 따른 회분 및 리그닌 함량 및 저위발열량 변화를 나타낸 것이다. 이 결과로 살펴보면, 60, 30min의 조건에서 회분 저감율, 리그닌 및 저위발열량 손실율이 연료로서 활용하기에 가장 적절하다고 볼 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 NOx, 회분 제거율, 발열량 증가율을 나타낸 것으로 160 ~ 200로 처리한 이후의 고형연료를 비교한 것으로 200의 온도에서 fuel NOx 및 회분 감소율, 발열량 증가율이 가장 적합한 조건이라고 볼 수 있다.
100: 분쇄유닛
200: 호퍼
210: 원료공급피더
300: 파울링 유발성분분리유닛
400: 멤브레인필터유닛

Claims (12)

  1. 피드스탁을 100mm 초과 500mm 이하의 원료로 형성하는 분쇄유닛(100);
    상기 원료를 저장하는 호퍼(200);
    상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 후단에 정량 공급하는 원료공급피더(210);
    상기 원료공급피더로부터 공급된 원료의 파울링 유발성분이 최대로 분리되도록 100 내지 180℃, 상기 원료의 체류 시간은 10분 내지 2시간, BTW는 0.02 내지 0.5인 열수로 처리하여 파울링 유발성분분리유닛(300);을 포함하며,
    상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 액상성분에 상기 파울링 유발성분이 포함되고,
    상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 고상성분은 상기 파울링 유발성분이 분리된 가연성 성분이 포함되며,
    투입되는 상기 열수 량 대비 10wt%이내인 산액이 acetic acid(C2H4O2), formic acid(HCOOH), propanoic acid(CH3CH2COOH), 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 과초산(C2H4O3), 옥살산(C2H2O4) 중 어느 하나 이상을 추가로 투입 첨가되고
    상기 액상성분의 pH는 6이하이며,
    상기 액상성분 중 유기화합물을 분리한 pH가 낮은 수용액은 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 재순환 시키는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원료는 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 공급되기 전에 알칼리용액으로 처리되는 전처리유닛(400)에 공급되는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전처리유닛에서 생성된 전처리 고상성분은 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 공급되고,
    전처리 액상성분은 분리 배출되는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고상성분을 적용하여 성형연료를 제조하기 위한 성형연료유닛;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액상성분의 유기화합물 분리를 위해 멤브레인필터 유닛(400)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 파울링 유발성분분리유닛 또는 전처리유닛의 후단에 세척을 위한 세척유닛 및 수분제거유닛 중 어느 하나 또는 2개 유닛이 추가되는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템.
  11. 제1항, 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 시스템에서 생산된 연료.
  12. 피드스탁을 분쇄유닛(100)을 이용하여 100mm 초과 500mm 이하의 원료로 형성하는 제1단계;
    호퍼(200)에 상기 원료를 저장하는 제2단계;
    상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 원료공급피더 (210)로 후단에 정량 공급하는 제3단계; 및
    상기 원료공급피더로부터 공급된 원료의 파울링 유발성분이 최대로 분리되도록 파울링 유발성분분리유닛(300)에서 100 내지 180℃, 상기 원료의 체류 시간은 30분, BTW는 0.02 내지 0.5인 열수로 처리하는 제4단계;를 포함하며,
    상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 액상성분에 상기 파울링 유발성분이 포함되고,
    상기 파울링 유발성분분리유닛에서 배출되는 고상성분은 상기 파울링 유발성분이 분리된 가연성 성분이 포함되며,
    투입되는 상기 열수 량 대비 10wt%이내인 산액이 acetic acid(C2H4O2), formic acid(HCOOH), propanoic acid(CH3CH2COOH), 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 과초산(C2H4O3), 옥살산(C2H2O4) 중 어느 하나 이상을 추가로 투입 첨가되고
    상기 액상성분의 pH는 6이하 이며,
    상기 액상성분 중 유기화합물을 분리한 pH가 낮은 수용액은 상기 파울링 유발성분분리유닛으로 재순환 시키는 것을 특징으로 하는
    보일러내 바이오매스 전소 또는 혼소를 위한 파울링 유발성분을 제거한 연료 생산 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190128503A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 한국에너지기술연구원 Red를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102054845B1 (ko) * 2018-04-04 2019-12-12 한국에너지기술연구원 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템
WO2019194336A1 (ko) * 2018-04-06 2019-10-10 한국에너지기술연구원 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009191229A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd 燃料改質装置及びこれを備えたボイラ設備
JP2016125030A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 株式会社日立製作所 植物性バイオ燃料改質方法、システムおよび生産方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009191229A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd 燃料改質装置及びこれを備えたボイラ設備
JP2016125030A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 株式会社日立製作所 植物性バイオ燃料改質方法、システムおよび生産方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190128503A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 한국에너지기술연구원 Red를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템
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