KR102063401B1 - Pyrolysis device for fast pyrolysis of biomass and bio-oil manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법이 개시된다. 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치는 원형 기둥 형상으로 하부에 가스 분산판을 갖추고 유동사를 이용하여 바이오매스를 급속 열분해시키는 원형 컬럼 형태의 유동층반응기와, 상기 유동층반응기의 일측에 구비되어 유동층반응기로 바이오매스를 공급하는 바이오매스공급기, 상기 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하는 사이클론 및 상기 사이클론에서 촤가 제거된 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시켜 바이오오일을 생산하는 바이오오일응축기를 포함하게 구성함으로써, 바이오오일 생산공정의 방해요인인 촤를 효율적으로 연소시킬 수 있어 2차 반응을 억제하여 바이오오일의 수율을 향상시키고, 촤 컴버스터를 통해 생산된 CO2와 비응축가스를 재순환시킴으로써 프레쉬(fresh) 가스의 사용을 대폭 절감하여 운전비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.Disclosed are a biomass rapid pyrolysis apparatus and a biooil production method. Biomass rapid pyrolysis apparatus of the present invention is a circular column type fluidized bed reactor for rapid pyrolyzing biomass using a gas dispersion plate and a flow yarn in a circular columnar shape, and is provided on one side of the fluidized bed reactor as a fluidized bed reactor A biomass feeder for supplying biomass, a cyclone that receives the pyrolysis gas of biomass from the fluidized bed reactor, recovers the char contained in the pyrolysis gas, and condenses the bio oil from the pyrolysis gas from which the char is removed from the cyclone. By including the bio-oil condenser to produce, it is possible to efficiently burn the fuel, which is a disturbing factor of the bio-oil production process, to suppress the secondary reaction to improve the yield of bio-oil, CO 2 produced through the combustor Fresh by recycling of non-condensable gases By drastically reducing the use of bus it is effective in lowering operating costs.

Description

바이오매스 급속열분해 장치 및 이를 이용한 바이오오일 제조방법{PYROLYSIS DEVICE FOR FAST PYROLYSIS OF BIOMASS AND BIO-OIL MANUFACTURING METHOD THEREOF}Biomass Rapid Pyrolysis Apparatus and Bio-Oil Manufacturing Method Using The Same {PYROLYSIS DEVICE FOR FAST PYROLYSIS OF BIOMASS AND BIO-OIL MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 바이오오일을 회수할 수 있는 장치 및 그를 이용한 바이오오일 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환유동층을 사용하여 바이오매스로부터 효율적으로 바이오오일을 회수할 수 있는 장치 및 해당 장치를 이용한 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus capable of recovering biooil and a method of manufacturing biooil using the same, and more particularly, an apparatus capable of efficiently recovering biooil from biomass using a circulating fluidized bed, and a biotechnology using the apparatus. It relates to a mass rapid pyrolysis device and a biooil production method.

화석연료의 고갈 및 기후변화, 대기오염, 지구온난화 등의 환경문제로 인하여 이에 대응하기 위한 에너지의 개발 및 보급의 필요성이 전 세계적으로 부각되고 있다. 이러한 이유로 화석연료를 대체할 수 있는 다양한 신·재생에너지에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있는 실정이다.Due to the depletion of fossil fuels and environmental issues such as climate change, air pollution and global warming, the need for energy development and distribution to cope with this is emerging worldwide. For this reason, research on various new and renewable energies that can replace fossil fuels is being actively conducted.

신·재생에너지 중에서 바이오매스 자원을 열·화학적 변환공정을 통하여 에너지로 이용하는 바이오에너지는 온실가스 배출량이 낮고, 탄소고정 과정을 통하여 대기중 이산화탄소 농도를 변화시키지 않기 때문에 환경적인 측면에서 중요한 화석연료 대체에너지 자원으로써 큰 관심을 끌고 있다.Among new and renewable energy, bioenergy, which uses biomass resources as energy through thermal and chemical conversion processes, has low greenhouse gas emissions and does not change carbon dioxide concentrations in the atmosphere through carbon fixation, thereby replacing fossil fuels that are important for the environment. It is attracting great attention as an energy resource.

바이오매스란 생물량, 생물체량 이라고도 하며 임의의 공간 내에 존재하는 특정 생물체의 양을 중량 또는 에너지량으로 나타낸 것이다. 농업/임목 부산물, 목재, 도시폐기물, 하수슬러지 등을 모두 포함할 수 있는 광범위한개념이다.Biomass, also known as biomass and biomass, is the weight or energy quantity of a particular organism in any space. It is a broad concept that can include agriculture / timber by-products, timber, municipal waste and sewage sludge.

이러한 바이오매스를 에너지로 변환하는 열·화학적 공정은 크게 직접연소, 열분해, 가스화로 나눌 수 있다. 그 중 열분해 기술은 무산소 조건에서 바이오매스를 열적 분해하여 액상(Biocrude-oil), 고상(Char), 기상(Non-condensablegas)의 형태로 회수하는 공정이다. 열분해 공정은 바이오매스 원료의 형태, 반응온도, 체류시간, 촉매 등의 인자에 의해 영향을 받는다. Thermal and chemical processes for converting such biomass into energy can be divided into direct combustion, pyrolysis and gasification. Among them, pyrolysis technology is a process of thermally decomposing biomass under anoxic conditions and recovering it in the form of a biocrude-oil, a char, and a non-condensable gas. The pyrolysis process is affected by factors such as the type of biomass feedstock, reaction temperature, residence time and catalyst.

다양한 연구결과를 통하여 약 500 ℃의 반응 온도에서 반응기 내 기체 체류시간이 짧을수록 액상 생성물의 수율이 높아짐을 확인하였고 이러한 연구자들의 결과를 바탕으로 열분해 기술의 일종인 급속 열분해 기술은 열분해 반응기 내 기체 체류시간을 2초 이하로 짧게 제한하여 액상 생성물의 수율을 극대화할 수 있는 기술로써 고안되었다.Various studies have shown that the shorter the gas residence time in the reactor at the reaction temperature of about 500 ℃, the higher the yield of the liquid product.The rapid pyrolysis technique, which is a kind of pyrolysis technique, is the gas retention in the pyrolysis reactor. It is designed as a technique that can maximize the yield of the liquid product by shortly limiting the time to 2 seconds or less.

열분해 공정에서 높은 열전달 효율과 반응기 내 균일한 온도분포 등은 생성물의 수율과 질에 직접적인 영향을 미치기 때문에 열분해 반응기로 투입되는 바이오매스와 유동매질의 열전달을 촉진하기 위하여 유동층 반응기가 많이 사용되고 있다.In the pyrolysis process, high heat transfer efficiency and uniform temperature distribution in the reactor directly affect the yield and quality of the product, and thus, a fluidized bed reactor is widely used to promote heat transfer of biomass and fluidized medium into the pyrolysis reactor.

그러나 에너지 소비량을 대폭 절감하여 보다 바이오매스로부터 보다 효율적으로 바이오오일을 회수할 수 있는 개량된 시스템 및 장치의 개발이 필요한 실정이다. However, there is a need for the development of improved systems and devices that can significantly reduce energy consumption and recover biooil more efficiently from biomass.

예를 들어 바이오오일 생산공정의 방해요인인 촤를 효율적으로 연소시킬 수 있는 방법이라던지, 바이오오일의 수율을 향상시키는 기술과 전체 공정의 효율을 높일 수 있는 기술과 운전비용을 효율적으로 낮출 수 있는 기술 등이 필요한 것이다.For example, it is a method that can efficiently burn fuel, which is an obstacle of bio oil production process, a technology to improve the yield of bio oil, a technology that can increase the efficiency of the whole process, and an efficient operation cost. Skills are needed.

한국등록특허공보 제10-1,285,879호 (2013. 7. 8. 등록)Korean Registered Patent Publication No. 10-1,285,879 (registered July 7, 2013)

따라서 본 발명은 촉매단독 혹은 촉매와 유동사 혼합물을 유동매질로 하여 고수율, 고품질의 바이오오일 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high yield, high quality biooil production method using a catalyst alone or a mixture of a catalyst and a fluid sand as a fluid medium.

또한, 본 발명은 바이오오일 생산공정의 방해요인인 촤를 효율적으로 연소시켜 2차 반응을 억제시킴으로써 바이오오일의 수율을 향상시킬 수 있는 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a biomass rapid pyrolysis apparatus and a biooil production method capable of improving the yield of biooil by efficiently burning combustion, which is a disturbance of the biooil production process, to suppress secondary reactions. It is done.

또한, 본 발명은 반응기로 재투입되는 유동매질의 온도를 균일하게 유지하고, 유동매질을 재가열할 수 있는 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a biomass rapid pyrolysis apparatus and a biooil production method capable of maintaining a uniform temperature of a fluid medium re-introduced into a reactor and reheating the fluid medium.

또한, 본 발명은 효율적으로 바이오 오일을 추출할 수 있는 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a biomass rapid pyrolysis apparatus and a biooil manufacturing method capable of efficiently extracting bio oil.

또한, 본 발명은 필터를 통하여 응축기 및 전기집진기의 부하를 줄이고, 분진 등이 제거된 고품질의 바이오오일 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to reduce the load on the condenser and electrostatic precipitator through a filter, and to provide a high quality biooil production method in which dust and the like are removed.

또한, 본 발명은 촤컴버스터를 통해 생산된 CO2와 비응축가스를 재순환시켜 가스의 사용을 절감할 수 있는 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a biomass rapid pyrolysis apparatus and a biooil production method capable of reducing the use of gas by recycling CO 2 and non-condensed gas produced through the 촤 combuster.

그리고 본 발명은 촤컴버스터를 통해 생산된 CO2의 일부를 액화저장하여 Carbon capture & storage를 통해 CO2 배출량을 마이너스화 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.And another object of the present invention is to minify the CO 2 emissions through carbon capture & storage by liquefiing and storing a portion of the CO 2 produced through the 촤 combuster.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 원형 기둥 형상으로 하부에 가스 분산판을 갖추고 유동사를 이용하여 바이오매스를 급속 열분해시키는 원형 컬럼 형태의 유동층반응기와, 상기 유동층반응기의 일측에 구비되어 유동층반응기로 바이오매스를 공급하는 바이오매스공급기, 상기 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하는 사이클론, 및 상기 사이클론에서 촤가 제거된 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시켜 바이오오일을 생산하는 바이오오일응축기를 포함하여 구성함으로써 달성될 수 있다.The present invention for solving this problem has a circular columnar fluidized bed reactor for rapid thermal decomposition of biomass using a gas dispersion plate at the bottom with a circular column shape, the fluidized bed reactor is provided on one side of the fluidized bed reactor A biomass feeder for supplying biomass, a cyclone that receives the pyrolysis gas of biomass from the fluidized bed reactor, recovers the char in the pyrolysis gas, and condenses the bio oil from the pyrolysis gas from which the char is removed from the cyclone. It can be achieved by including a bio-oil condenser to produce a.

또한, 촤를 효율적으로 연소시켜 2차 반응을 억제시킬 수 있도록 상기 사이클론으로부터 회수된 촤를 순산소연소하여 상기 유동층반응기로 가열된 유동매질을 공급하는 촤컴버스터를 더 포함하게 구성할 수 있다.In addition, it is possible to further comprise a shock combustor for supplying a fluidized medium heated to the fluidized bed reactor by oxygen-oxygenated fuel recovered from the cyclone to efficiently burn the shock to suppress the secondary reaction.

또한, 촤를 효율적으로 회수할 수 있도록 둘 이상의 사이클론을 연결하여 사용하되, 제1사이클론은 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 공급하고, 제2사이클론부터는 전단의 사이클론으로부터 1차 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 재공급하도록 반복하여 구성하고, 최말단의 사이클론은 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스를 바이오오일응축기로 공급하도록 구성한다.In addition, two or more cyclones are connected to each other so as to efficiently recover the char, and the first cyclone receives the pyrolysis gas of the biomass from the fluidized bed reactor to recover the char contained in the pyrolysis gas and supply it to the char combustor. From the second cyclone, the char in the pyrolysis gas of the biomass from which the primary char was recovered from the front cyclone was recovered and re-supplied to the char combuster. It is configured to supply the pyrolysis gas to the biooil condenser.

또한, 본 발명의 촤컴버스트는 가스의 사용을 절감할 수 있도록 촤컴버스트에서 촤(char)를 연소시키고, 이때 발생되는 열에너지는 상기 유동층반응기로 재순환 되는 유동매질을 재가열시키고 생성된 CO2는 CO2농도조절기를 통하여 비응축가스와 함께 유동층반응기로 투입하도록 구성한다.In addition, the 촤 combust of the present invention is to burn the char in the 촤 combust so as to reduce the use of gas, the heat energy generated at this time reheats the fluid medium recycled to the fluidized bed reactor and the generated CO 2 is CO 2 It is configured to enter the fluidized bed reactor together with the non-condensable gas through the concentration controller.

또한, 본 발명의 입도분리기는 촤컴버스터에서 유동층반응기로 혼합 유동매질을 재순환 할 때, 유속에 따른 입자 혼합(mixing) 및 분리(segregation)를 이용하여 촉매와 유동사의 공급량을 조절할 수 있도록 구성한다.In addition, the particle size separator of the present invention is configured to control the supply amount of the catalyst and the flowing sand using particle mixing and segregation according to the flow rate when the mixed fluid medium is recycled to the fluidized bed reactor.

그리고 바이오오일을 효율적으로 추출할 수 있도록 하기 위하여 상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스로부터 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일을 추가로 회수하는 전기집진기를 더 포함하도록 구성한다.And an electrostatic precipitator for additionally recovering bio oil by collecting dust and oil mist from pyrolysis gas which is not condensed into bio oil from the bio oil condenser so as to efficiently extract bio oil. .

또한, 필터를 바이오오일 회수부(사이클론~전기집진기)의 적절한 위치에 장착하여 바이오오일 회수부의 부하를 줄이고 고품질의 바이오오일을 생산할 수 있도록 구성한다.In addition, the filter is mounted at an appropriate position of the bio oil recovery unit (cyclone to electrostatic precipitator) to reduce the load of the bio oil recovery unit and to produce high quality bio oil.

한편, 바이오매스가 급속 열분해되어 생산된 가스를 응축시켜 바이오 오일을 만드는 바이오 오일 제조방법은, (a)바이오매스 공급장치로부터 바이오매스가 유동층반응기로 공급되는 단계와, (b)상기 유동층반응기의 내외부가 가열되면서 유동매질로 인해 바이오매스가 급속 열분해되는 단계, (c)상기 급속 열분해 과정에서 발생되는 열분해 가스로부터 사이클론을 이용하여 촤를 제거하는 단계, 및 (d)상기 (c)단계에서 촤가 제거된 열분해 가스를 공급받아 바이오오일응축기에서 바이오 오일을 응축시켜 바이오오일을 생산하는 단계를 포함하게 구성하여 달성할 수 있다.On the other hand, the biomass production method for producing bio-oil by condensing the gas produced by the rapid thermal decomposition of the biomass, (a) the step of supplying the biomass from the biomass feeder to the fluidized bed reactor, (b) of the fluidized bed reactor Rapidly pyrolyzing the biomass due to the fluid medium while the inside and the outside are heated, (c) removing 하여 using a cyclone from the pyrolysis gas generated in the rapid pyrolysis process, and (d) 에서 in step (c) Condensing the bio-oil in the bio-oil condenser by receiving the removed pyrolysis gas can be achieved by comprising a step of producing bio-oil.

또한, 상기 (c)단계는 상기 사이클론으로부터 회수된 촤는 연소되어 상기 유동층반응기로 가열된 유동매질을 순환시키고 상기 사이클론에서 발생된 CO2의 농도를 조절하여 고농도 CO2를 비응축가스와 혼합하여 유동화가스로 상기 유동층반응기로 공급하는 단계를 더 포함하게 구성할 수 있다.In addition, step (c) circulates the fluidized medium recovered from the cyclone and is heated by the fluidized bed reactor, and the concentration of CO 2 generated in the cyclone is measured. It may be configured to further comprise the step of supplying a high concentration CO 2 mixed with non-condensable gas to the fluidized bed reactor as a fluidized gas.

그리고 상기 (d)단계는 상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스가 필터 및 전기집진기에서 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일을 추가로 추출하는 단계를 더 포함하게 구성한다.And the step (d) further comprises the step of further extracting the bio-oil by a method in which the pyrolysis gas that is not condensed into the bio-oil from the bio-oil condenser to collect dust and oil mist in the filter and electrostatic precipitator.

따라서 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법에 의하면, 촤 컴버스터를 통하여 바이오오일 생산공정의 방해요인인 촤를 효율적으로 연소시킬 수 있어 2차 반응을 억제하여 바이오오일의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the biomass rapid pyrolysis apparatus and the method for producing biooil of the present invention, it is possible to efficiently burn 인 which is an obstacle of the biooil production process through the 촤 combustor, thereby suppressing the secondary reaction to improve the yield of bio oil. It can be effected.

또한, 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법에 의하면, 촤 연소시 발생되는 열을 순환되는 유동매질을 가열하는 데 사용할 수 있어 유동층반응기로 재투입되는 유동매질의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 장점과 유동매질을 재가열하는데 사용되는 열 에너지를 감소시켜 전체 공정의 효율을 높일 수 있다.In addition, according to the biomass rapid pyrolysis apparatus and the method for producing biooil, (c) the heat generated during combustion can be used to heat the circulating fluidized medium to maintain a uniform temperature of the fluidized medium which is re-introduced into the fluidized bed reactor. This can increase the efficiency of the overall process by reducing the thermal energy used to reheat the fluid medium.

또한, 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법에 의하면, 순환유동층 급속열분해 공정은 많은 양의 유동가스를 필요로 하지만, 촤 컴버스터를 통해 생산된 CO2와 비응축가스를 재순환시킴으로써 프레쉬(fresh) 가스의 사용을 대폭 절감하여 운전비용을 낮출 수 있다.In addition, according to the biomass rapid pyrolysis apparatus and biooil production method of the present invention, the circulating fluidized bed rapid pyrolysis process requires a large amount of flow gas, but by recycling the CO 2 and non-condensing gas produced through the combustor The use of fresh gas can be significantly reduced, resulting in lower operating costs.

또한, 본 발명의 입도분리 장치는 촉매, 유동사 혼합 유동매질의 경우 촤컴버스터에서 유동층반응기로 혼합 유동매질을 재순환 할 때, 유속에 따른 입자 혼합(mixing) 및 분리(segregation)를 이용하여 촉매와 유동사의 공급량을 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, the particle size separation apparatus of the present invention, in the case of a catalyst and a fluid sand mixed fluid medium, when the mixed fluid medium is recycled from a 촤 combuster to a fluidized bed reactor, uses a particle mixing and segregation depending on the flow rate. There is an effect that can control the supply of liquid sand.

또한, 본 발명의 필터는 바이오오일 회수부에 적용하여 회수부 장치들의 부하를 줄이고 고품질의 바이오오일을 생산할 수 있는 효과가 있다.In addition, the filter of the present invention is applied to the bio-oil recovery unit has the effect of reducing the load of the recovery unit apparatus and to produce a high quality bio-oil.

또한, 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치 및 바이오오일 제조방법에 의하면, CO2 분리 유니트를 통하여 CO2를 액화저장 함으로써 CO2 배출량을 마이너스화할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the rapid biomass pyrolysis bio-oil apparatus and method of the present invention, there is an effect that the CO 2 emissions can hwahal negative by storing the liquefied CO 2 via the CO 2 separation unit.

그리고 유동매질로 촉매 혹은 촉매와 표준사의 혼합물을 사용함으로써 급속열분해 반응 효율을 증대시키고 고수율, 고품질의 바이오오일을 생산할 수 있는 장점이 있다.In addition, by using a catalyst or a mixture of a catalyst and a standard yarn as a fluid medium, the rapid pyrolysis reaction efficiency can be increased, and high yield and high quality biooil can be produced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 바이오 오일 제조 시스템의 주요 구성도,
도 2는 바이오오일의 수율과 반응온도와의 상관관계를 예시한 도면,
도 3은 바이오오일의 고위발열량을 도시한 도면,
도 4는 바이오오일의 수분함량 분석결과를 예시한 도면,
도 5는 바이오오일의 homogeneity(균질도)를 파악하기 위한 광학현미경 사진,
그리고
도 6은 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치를 이용하여 바이오오일 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a main configuration of a bio oil production system according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram illustrating a correlation between a yield of biooil and a reaction temperature;
3 is a view showing a high calorific value of bio oil,
4 is a view illustrating a moisture content analysis result of bio oil,
5 is an optical micrograph for determining the homogeneity (homogeneity) of the biooil,
And
6 is a flowchart illustrating a biooil production method using the biomass rapid pyrolysis apparatus of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may properly define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, “device”, and the like described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is implemented by a combination of hardware and / or software. Can be.

명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term "and / or" throughout the specification should be understood to include all combinations that can be presented from one or more related items. For example, the meaning of "first item, second item and / or third item" may be given from two or more of the first, second or third items as well as the first, second or third items. Any combination of the possible items.

명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.For each step throughout the specification, an identification code (eg, a, b, c, ...) is used for convenience of description, and the identification code does not limit the order of the steps. Unless the context clearly dictates a particular order, it may occur differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 바이오 오일 제조 시스템의 주요 구성도이다.1 is a main configuration of a bio oil production system according to an embodiment of the present invention.

먼저 본 발명은 급속 열분해되어 생산된 가스의 생산량을 높이기 위하여 최적 형상의 유동층 반응기와 5℃ 이하의 냉각수를 사용하는 응축기를 이용하여 상기 가스가 오일로 변환되는 응축수율을 높이고, 고체생성물인 촤(char)를 연소할 수 있는 촤 컴버스터를 이용하여 순환되는 유동매질을 가열하며, 생성된 CO2 가스를 비응축가스와 함께 재순환시켜 열 에너지 사용량 및 프레쉬(fresh)한 가스의 사용량을 대폭 절감할 수 있는 바이오 오일 제조 시스템 및 이를 이용한 바이오 오일 제조방법을 제공하는 것을 하나의 특징으로 한다.First, the present invention uses a fluidized bed reactor of optimum shape and a condenser using cooling water of 5 ° C. or less in order to increase the yield of gas produced by rapid pyrolysis, and increases the condensation yield of converting the gas into oil. 촤 Combustor capable of burning char) heats the circulating fluidized medium, and recycles the generated CO 2 gas with non-condensable gas, greatly reducing heat energy consumption and fresh gas consumption. It is a feature of the present invention to provide a bio-oil production system and a bio-oil production method using the same.

이를 위하여 바이오매스가 급속 열분해되어 생산된 가스를 응축시켜 바이오 오일을 만드는 본 발명의 바이오 오일 제조 시스템은, 원형 기둥 형상으로 하부에 가스 분산판을 갖추고 유동사를 이용하여 바이오매스를 급속 열분해시키는 원형 컬럼 형태의 유동층반응기(110)와, 유동층반응기(110)의 일측에 구비되어 공급관을 통하여 바이오매스를 공급하는 바이오매스 공급장치(100), 가스 분산판에 공급되는 가스와 유동층 반응기의 내외부를 가열하는 가열기와, 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤(Char)를 회수하는 2단의 사이클론(120)과, 2단의 사이클론(120)에서 촤가 제거된 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시키는 바이오오일 응축기(150)와 바이오오일 응축기(150)로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스로부터 분진 및 오일미스트를 포집하여 바이오 오일과 함께 회수하는 전기집진기(160), 2단의 사이클론(120)으로부터 회수된 촤를 순산소연소하여 유동층반응기(110)로 가열된 유동매질을 공급하는 촤 컴버스터(130)와 촤 컴버스터(130)에서 유동층반응기(110)로 유동매질을 공급하는 입도분리장치(190)와 촤 컴버스터(130)에서 연소 후 생성된 CO2의 농도를 조절하여 유동층반응기(110)로 공급하는 CO2농도조절기(140)를 포함하여 구성된다.To this end, the bio-oil production system of the present invention for condensing the gas produced by rapid pyrolysis of biomass to produce bio-oil has a circular column shape, and has a gas dispersion plate at a lower portion thereof. A fluidized bed reactor 110 having a columnar shape, a biomass supply device 100 provided on one side of the fluidized bed reactor 110 to supply biomass through a supply pipe, and a gas supplied to a gas dispersion plate and an inside and outside of the fluidized bed reactor Bio-oil from a two-stage cyclone 120 for recovering Char contained in the pyrolysis gas by receiving a heater and a biomass pyrolysis gas and a pyrolysis gas from which pyrolysis is removed from the two-stage cyclone 120. From the pyrolysis gas not condensed into bio oil from the biooil condenser 150 and the biooil condenser 150 for condensing Electrostatic precipitator 160, which collects the gin and oil mist and recovers them together with the bio-oil, oxycombined the char recovered from the two-stage cyclone 120 to supply the heated fluid medium to the fluidized bed reactor 110. Particle size separator 190 for supplying a fluid medium from the buster 130 and the fin combuster 130 to the fluidized bed reactor 110 and the fluidized bed reactor by adjusting the concentration of CO 2 generated after combustion in the fin combuster 130 It is configured to include a CO 2 concentration controller 140 to supply (110).

본 발명은, 촤 컴버스터(130)를 통하여 바이오오일 생산공정의 방해요인인 촤를 효율적으로 연소시킬 수 있어 2차 반응을 억제하여 바이오오일의 수율을 향상시킬 수 있다는 장점, 촤 연소시 발생되는 열을 순환되는 유동매질을 가열하는데 사용할 수 있어 반응기로 재투입되는 유동매질의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 장점, 유동매질을 재가열하는데 사용되는 열 에너지를 감소시켜 전체 공정의 효율을 높일 수 있다는 장점, 순환유동층 급속열분해 공정은 많은 양의 유동가스를 필요로 하지만, 촤 컴버스터(130)를 통해 생산된 CO2와 전기집진기(160)의 비응축가스를 재순환시킴으로써 프레쉬(fresh) 가스의 사용을 대폭 절감하여 운전비용을 낮출 수 있다는 장점을 갖는다.The present invention has the advantage that can be efficiently burned through the combustor 130, which is a disturbing factor of the biooil production process, can suppress the secondary reaction to improve the yield of bio oil, The heat can be used to heat the circulating fluid, keeping the temperature of the fluid flowing back into the reactor uniform, and reducing the heat energy used to reheat the fluid, increasing the efficiency of the entire process. The rapid fluidization process of the circulating fluidized bed requires a large amount of flow gas, but the use of fresh gas is recycled by recycling the non-condensing gas of the CO 2 produced through the combustor 130 and the electrostatic precipitator 160. Significant savings have the advantage of lower operating costs.

도 1을 참고하면, 본원발명의 바이오 오일 제조 시스템은 바이오매스 공급장치(100), 유동층반응기(110), 2단사이클론(120), 촤컴버스터(130), CO2 농도조절기(140), 바이오오일 응축기(150) 및 전기집진기(160)를 포함하도록 구성하여 순환 유동층 급속열분해를 통하여 바이오오일을 생산하는 공정의 방해요인이 되는 촤를 연소시켜 제거함으로써 반응기 내 2차반응을 억제하여 바이오오일의 수율을 높일 수 있도록 구성하였음을 알 수 있다.Referring to Figure 1, the bio-oil production system of the present invention is a biomass feeder 100, fluidized bed reactor 110, two-stage cyclone 120, shock comb 130, CO 2 concentration controller 140, bio It is configured to include an oil condenser 150 and an electrostatic precipitator 160 to suppress the secondary reaction in the reactor by burning the fuel which is the obstacle of the process for producing bio oil through the circulating fluidized bed rapid pyrolysis to suppress the bio oil It can be seen that it is configured to increase the yield.

또한, 유동매질을 촉매 단독 혹은 촉매+표준사 혼합물을 사용함으로써 급속열분해 효율을 증대시켜 고수율, 고품질의 바이오오일을 생산할 수 있도록 구성되어 있음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that by using the catalyst alone or a mixture of the catalyst + standard yarn to increase the rapid pyrolysis efficiency to produce a high yield, high quality bio-oil.

또한, 본 발명은 CO2 농도조절기(140)로부터 일부 CO2를 CO2 분리유니트(180)에서 분리하여 CO2를 액화저장할 수 있도록 하고, 바이오오일 응축기(150)와 전기집진기(160)사이에 필터(Filter;170)를 추가로 구성하여 분진을 미리 제거할 수 있도록 한다.Further, between the present invention CO 2 concentration control (140) to store separate parts CO 2 in the CO 2 separation unit 180 by liquefying CO 2 from, and bio-oil condenser 150 and electric dust collector 160 A filter 170 may be further configured to remove dust in advance.

이때 필터의 위치는 바이오오일 회수부(사이클론~전기집진기)의 적절한 곳에 적용할 수 있다.At this time, the position of the filter may be applied to an appropriate place of the biooil recovery unit (cyclone to electrostatic precipitator).

바이오매스 공급장치(100)는 공급관을 통해 내부의 바이오매스를 유동층반응기(110)로 공급하는 구성으로, 바이오매스 공급장치(100)는 유동층반응기(110)의 일측에 설치되어 유동층반응기(110) 내부로 바이오매스를 원활히 공급할 수 있도록 다양한 형태와 재료가 사용될 수 있다.The biomass supply device 100 is configured to supply the biomass inside to the fluidized bed reactor 110 through a supply pipe, and the biomass supply device 100 is installed at one side of the fluidized bed reactor 110 to supply the fluidized bed reactor 110. Various forms and materials can be used to smoothly supply biomass inside.

유동층반응기(110)는 원형 기둥 형상으로 하부에 가스 분산판을 갖추고 유동사를 이용하여 바이오매스를 급속 열분해시키는 원형 컬럼 형태의 급속열분해 반응기로서, 바이오매스 공급장치(100)로 공급된 바이오매스가 유동매질과 혼합을 통해 급속 열분해되는 구성이다.The fluidized bed reactor 110 is a rapid column pyrolysis reactor in the form of a circular column for rapidly pyrolyzing biomass using a flow sand having a gas dispersion plate at the bottom in a circular column shape, and the biomass supplied to the biomass supply device 100 is Rapid pyrolysis is achieved through mixing with the fluidized medium.

유동층반응기(110)는 바이오매스가 열분해되어 가스화되며, 유동매질을 이용하여 바이오매스를 급속 열분해시키는 부재로서, 미도시된 가열기에 의해서 내외부가 가열되어 유동층반응기(110) 내에서 급속 열분해 반응이 일어나고, 바이오매스가 급속 열분해되면, 바이오매스로부터 바이오 오일이 함유된 열분해 가스가 생성되어 2단 사이클론(120)으로 공급된다.Fluidized bed reactor 110 is a biomass is thermally decomposed gasification, a member for rapid thermal decomposition of the biomass using a fluid medium, by a heater not shown When the inside and the outside are heated to cause a rapid pyrolysis reaction in the fluidized bed reactor 110, and the biomass is rapidly pyrolyzed, a pyrolysis gas containing bio oil is generated from the biomass and supplied to the two-stage cyclone 120.

또한, 유동층반응기(110)에는 유동화가스(G1)가 CO2 농도 조절기(140)에서 생성되는 고농도 CO2(G4)와 전기집진기(160)에서 응축되지 않는 비응축 열분해가스와 함께 공급된다.In addition, the fluidized-bed reactor 110 is supplied with the high concentration CO 2 (G4) generated by the CO 2 concentration controller 140 and the non-condensing pyrolysis gas that is not condensed in the electrostatic precipitator (160).

2단 사이클론(120)은 유동층반응기(110)로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하는 구성이다.The two-stage cyclone 120 receives the pyrolysis gas of the biomass from the fluidized bed reactor 110 to recover the char contained in the pyrolysis gas.

본 발명에서는 촤의 효율적인 회수를 위하여 직렬연결된 다단의 사이클론을 사용한다.In the present invention, multistage cyclones connected in series are used for efficient recovery of shock.

예를 들어 따라서 1단 사이클론(121)에서 촤가 회수된 열분해 가스를 다시 2단 사이클론(122)으로 입력하여 잔여 촤를 회수하도록 동작한다.For example, the pyrolysis gas from which the char was recovered in the first stage cyclone 121 is inputted to the second stage cyclone 122 to recover the residual char.

이러한 사이클론은 가스에 함유된 촤를 회수할 수 있으면 다양한 형태의 원심력 집진장치가 이용될 수 있음은 물론이다.Such a cyclone can be used for various types of centrifugal dust collector if it can recover the gas contained in the gas.

또한, 본 발명에서는 2단의 사이클론을 사용하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 둘 이상의 사이클론을 사용하게 구성할 수 있다.In addition, although the present invention has been described as using a two-stage cyclone, the present invention is not limited thereto and may be configured to use two or more cyclones.

예를 들어 둘 이상의 사이클론을 연결하여 사용할 경우, 제1사이클론은 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 공급하고, 제2사이클론부터는 전단의 사이클론으로부터 1차 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 재공급하도록 반복하여 구성하고, 최말단의 사이클론은 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스를 바이오오일응축기로 공급하도록 구성하면 된다.For example, when two or more cyclones are connected and used, the first cyclone receives the pyrolysis gas of the biomass from a fluidized bed reactor, recovers the char contained in the pyrolysis gas, and supplies the pyrolysis gas to the shock absorber. It is repeatedly configured to recover the char contained in the pyrolysis gas of the biomass from which the primary char was recovered from and re-supply it to the steam combustor, and the cyclone at the end is used to convert the pyrolysis gas of the biomass from which the char is recovered to the biooil condenser. It may be configured to supply.

즉, 촤의 효율적인 회수를 위하여 둘 이상의 사이클론을 사용할 수 있다.That is, two or more cyclones may be used for efficient recovery of shock.

입도분리장치(190)는 촉매, 유동사 혼합 유동매질의 경우 촤컴버스터(130)로부터 유동층반응기(110)로 유동매질을 재순환할 때, 유속에 따른 고체입자의 혼합 및 분리현상을 이용하여 재순환되는 촉매 및 유동사의 공급량을 조절할 수 있도록 구성한다.The particle size separator 190 is recycled by mixing and separating solid particles according to the flow rate when the fluidized medium is mixed with the catalyst and the fluidized yarn mixed fluid medium to the fluidized bed reactor 110. It is configured to control the feed amount of the catalyst and the fluid.

이에 더하여 급속열분해의 유동매질로 촉매단독 혹은 촉매+유동사의 혼합물을 유동매질로 하여 급속열분해 반응효율 증대 및 고수율 고품질의 바이오오일을 회수할 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.In addition, it can be configured to increase the rapid pyrolysis reaction efficiency and recover high yield high quality biooil by using a catalyst alone or a mixture of catalyst + fluid as a fluid medium for rapid pyrolysis.

바이오오일 응축기(150)는 2단의 사이클론(120)에서 촤가 제거된 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시키는 구성으로, 복수 개 설치하여 바이오 오일을 효과적으로 응축할 수 있도록 한다. 본 발명에서는 3단의 응축기를 통하여 바이오오일을 응축하여 추출할 수 있도록 구성되어 있다.Bio-oil condenser 150 is configured to condense the bio-oil from the pyrolysis gas from which the 촤 is removed in the two-stage cyclone (120), it is installed a plurality of so as to effectively condense the bio-oil. In the present invention is configured to extract the condensed bio-oil through the three-stage condenser.

이러한 바이오오일 응축기는 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시킬 수 있으면 다양한 공정으로 구성할 수 있다.Such a biooil condenser can be configured in various processes as long as it can condense bio oil from pyrolysis gas.

바이오오일 응축기(150)에서 공급되는 열분해가스는 전기집진기(160)로 공급되기 전에 필터(Filter;170)를 통과하게 함으로써, 전기집진기(160)로 들어가는 가스 중의 분진을 미리 제거해줌으로써 전기집진기(160)의 수명을 늘릴수 있고, 전기집진기(160)에서 생산되는 바이오오일의 품질을 높일 수 있게 하는 것이다.The pyrolysis gas supplied from the biooil condenser 150 passes through a filter 170 before being supplied to the electrostatic precipitator 160, thereby removing dust in the gas entering the electrostatic precipitator 160 in advance. ) Can increase the life, and to increase the quality of the bio-oil produced in the electrostatic precipitator (160).

본 발명에서는 필터(170)가 전기집진기(160) 전단에 위치하여 전기집진기(160)로 들어가는 가스 중의 분진을 미리 제거할 수 있도록 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 필터를 바이오오일 회수부(사이클론~전기집진기)의 적절한 위치에 장착하여 바이오오일 회수부의 부하를 줄이고 고품질의 바이오오일을 생산할 수 있도록 구성할 수 있다.In the present invention, the filter 170 is located in front of the electrostatic precipitator 160 is illustrated to remove in advance the dust in the gas entering the electrostatic precipitator 160, but the present invention is not limited to this, the filter is bio oil recovery It can be configured to reduce the load of the bio oil recovery unit and produce high quality bio oil by installing it at the proper position of the cyclone to electrostatic precipitator.

전기집진기(160)는 필터(Filter;170)를 통과하면서 일부 분진이 제거된 열분해가스로부터 분진 및 오일미스트를 포집하여 바이오 오일과 함께 회수하는 구성이다.The electrostatic precipitator 160 collects dust and oil mist from the pyrolysis gas from which some dust is removed while passing through the filter 170 and recovers the bio mist together with the bio oil.

즉, 전기집진기(160)는 다단의 바이오오일 응축기에서도 응축되지 않은 열분해가스로부터 다시 바이오오일을 추출하는 것이다.That is, the electrostatic precipitator 160 extracts the biooil from the pyrolysis gas which is not condensed even in the multi-stage biooil condenser.

전기집진기(160)는 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일을 회수할 수 있으면 다양한 공정이 함유된 구성으로 제작될 수 있다Electrostatic precipitator 160 may be manufactured in a configuration containing a variety of processes if the bio-oil can be recovered by collecting dust and oil mist.

촤컴버스터(130)는 2단 사이클론(120)으로부터 회수된 촤를 외부에서 공급되는 촤연소용 O2(G2)를 순산소연소하여 유동층반응기(110)로 가열된 유동매질을 공급하도록 동작된다.The 촤 combuster 130 is operated to oxy-combust 촤 combustion O 2 (G2) supplied from the 회수 recovered from the two-stage cyclone 120 to supply the heated fluid medium to the fluidized bed reactor 110.

즉, 촤컴버스터(130)는 순산소연소 에너지 회수장치로 동작하며, 2단 사이클론(120)으로부터 회수된 촤를 순산소연소하고, 유동층반응기(110)로 가열된 유동매질을 공급하고, 연소 후 생성된 CO2(G3)를 CO2농도 조절기(140)로 공급하고, CO2농도 조절기(140)에서 농도 조절된 CO2를 유동화가스(G1)와 함게 공급하는 구성으로 촤컴버스터(130)는 2단 사이클론(120)으로부터 회수된 촤를 연소하여 유동층반응기(110)로 가열된 유동매질 및 고농도 CO2를 공급할 수 있으면 다양한 구성으로 제작될 수 있다.That is, the fan combustor 130 operates as a pure oxygen combustion energy recovery device, oxy-burns the fuel recovered from the two-stage cyclone 120, supplies the heated fluid medium to the fluidized bed reactor 110, and burns 촤 Combuster 130 is configured to supply the generated CO 2 (G3) to the CO 2 concentration controller 140, and supply the CO 2 adjusted in the CO 2 concentration controller 140 with the fluidizing gas (G1) If the fuel recovered from the two-stage cyclone 120 can be burned to supply the heated fluid medium and the high concentration of CO 2 to the fluidized bed reactor 110, it can be manufactured in various configurations.

구체적으로 촤컴버스터(130)를 통하여 생성되는 고농도 CO2는 CO2농도 조절기(140)를 통하여 농도조절되고 열분해 생성물인 전기집진기(160)의 비응축가스와 혼합하여 유동층반응기(110)로 재순환시 CO2의 양을 조절함으로써 혼합된 유동화가스(G1)의 평균 분자량을 조절하여 유동층반응기(110)의 유동영역을 조절할 수 있으며 이는 기체-고체간의 혼합 및 열전달에 영향을 미치며 최종적으로는 반응을 촉진시킬 수 있다.Specifically, the high concentration CO 2 generated through the 촤 combustor 130 is recycled to the fluidized bed reactor 110 by mixing with the non-condensing gas of the electrostatic precipitator 160, which is concentration-controlled through the CO 2 concentration controller 140 and pyrolysis products. By adjusting the amount of CO 2 it is possible to control the flow zone of the fluidized bed reactor 110 by controlling the average molecular weight of the mixed fluidized gas (G1), which affects the gas-solid mixing and heat transfer and finally promotes the reaction You can.

CO2 농도 조절기(140)는 촤컴버스터(130)로부터 생성되는 고농도 CO2를 목표하는 농도로 조절하는 장치로서, 고농도 CO2를 목표하는 농도에 따라 유동층반응기(110)로 공급할 수 있으면 다양한 장치가 사용될 수 있다.The CO 2 concentration controller 140 is a device for adjusting the high concentration CO 2 generated from the 촤 combustor 130 to a target concentration, and if various devices can supply the high concentration CO 2 to the fluidized bed reactor 110 according to the target concentration, Can be used.

CO2 분리유니트(180)는 Carbon capture&storage의 개념으로 CO2 농도조절기(140)로부터 일부 CO2(G5)를 공급받아, 일부 CO2를 액화저장 하기 위한 장치이며 해당 장치를 통해서 CO2 배출량을 마이너스화할 수 있어 친환경적 공정을 형성할 수 있다.CO 2 separation unit 180 receives supply some CO 2 (G5) from the CO 2 concentration adjuster 140, the concept of the Carbon capture & storage, a device for liquefying store some CO 2 minus the CO 2 emissions through the device It can be made environmentally friendly process.

바이오매스 급속열분해는 원래 탄소 중립 공정이므로 CO2를 저장함으로써 배출량이 마이너스가 될 수 있기 때문이다.Biomass rapid pyrolysis is originally a carbon-neutral process, so emissions can be negative by storing CO 2 .

이러한 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치를 이용하여 바이오오일 제조방법을 설명한다.The biooil production method using the biomass rapid pyrolysis apparatus of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 바이오매스 급속열분해 장치를 이용하여 바이오오일 제조방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 촤컴버스터와 순환유동층 급속열분해 장치를 이용하여 바이오 오일을 제조하는 방법은, (a)유동층반응기(110)에 바이오매스 공급장치(100)로부터 바이오매스가 공급되는 단계(S110)와, (b)상기 유동층 반응기(110)의 내외부가 가열되면서 유동매질과 혼합하여 바이오매스가 급속열분해되는 단계(S120)와, (c) 상기 급속 열분해 과정에서 발생되는 열분해 가스로부터 2단 사이클론(120)이 이용되어 촤가 제거되고, 2단 사이클론(120)으로부터 회수된 촤를 촤컴버스터(130)에서 연소하여 CO2 농도 조절기(140)를 통하여 유동층반응기(110)로 가열된 유동매질 및 고농도 CO2 유동화가스와 함께 공급하는 단계(S130)와, (d)상기 촤가 제거된 열분해 가스가 바이오오일 응축기(150)로 공급되어 응축 공정을 통해 바이오 오일이 추출되는 단계(S140) 및, (e)상기 바이오오일 응축기(150)로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스가 전기집진기(140)로 전달된 후 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일이 추가로 추출되는 단계(S150) 및 (f)전기집진기(140)에서 추출되는 비응축가스를 가열하여 유동화가스와 함께 유동층반응기(110)로 공급하는 단계(S160)를 포함하여 이루어진다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a biooil production method using the biomass rapid pyrolysis apparatus of the present invention. As shown in FIG. 6, a method of manufacturing bio oil using a shock absorber and a circulating fluidized bed rapid pyrolysis apparatus is shown in FIG. The biomass is supplied to the fluidized bed reactor 110 from the biomass supply device 100 (S110), and (b) the biomass is rapidly pyrolyzed by mixing with the fluidized medium while the inside and the outside of the fluidized bed reactor 110 are heated. Step (S120), and (c) 제거 is removed from the pyrolysis gas generated in the rapid pyrolysis process by using the two-stage cyclone 120, the 회수 recovered from the two-stage cyclone (120) 버 combuster 130 The fluidized medium and the high concentration of CO 2 heated in the fluidized bed reactor 110 through the CO 2 concentration controller 140 Supplying with the fluidizing gas (S130), and (d) the pyrolysis gas from which the fin is removed is supplied to the biooil condenser 150 to extract the bio-oil through the condensation process (S140), and (e) After the pyrolysis gas which is not condensed into the bio-oil from the bio-oil condenser 150 is transferred to the electrostatic precipitator 140, the bio-oil is further extracted by collecting dust and oil mist (S150) and (f) It comprises a step (S160) of heating the non-condensing gas extracted from the electrostatic precipitator 140 and supplied to the fluidized bed reactor 110 together with the fluidized gas.

상술한 바와 같이 본원발명은 순산소연소 에너지 회수장치인 촤컴버스터(130)와 순환유동층 급속열분해 장치인 유동층반응기(110)를 이용하여 바이오 오일을 제조하는 것을 하나의 특징으로 한다.As described above, the present invention is characterized in that the bio-oil is manufactured by using the quenchbuster 130, which is an oxygen combustion energy recovery device, and the fluidized bed reactor 110, which is a circulating fluidized bed rapid pyrolysis device.

단계 S110은 유동층반응기(110)에 바이오매스 공급장치(100)로부터 바이오매스가 공급되는 단계로서, 바이오매스가 열분해되어 가스를 생산하기 위한 준비단계로 급속열분해 반응기로 동작하는 유동층반응기(110)에 바이오매스가 공급되는 단계이다.Step S110 is a step in which biomass is supplied from the biomass supply device 100 to the fluidized bed reactor 110, and the fluidized bed reactor 110 operating as a rapid pyrolysis reactor as a preparation step for producing a gas by thermal decomposition of the biomass. Biomass is supplied.

단계 S120은 바이오매스 공급장치(100)로부터 공급된 바이오매스를 이용하여 유동층반응기(110)의 내외부가 가열되면서 유동매질로 인해 바이오매스가 급속 열분해되어 가스가 생산되는 단계를 나타낸다.Step S120 represents a step in which gas is produced by rapidly pyrolyzing the biomass due to the fluidized medium while the inside and the outside of the fluidized bed reactor 110 are heated using the biomass supplied from the biomass supply device 100.

단계 S130은 상기 급속 열분해 과정에서 발생되는 열분해 가스가 2단 사이클론(120)에 공급되어 촤가 제거되고, 2단 사이클론(120)으로부터 회수된 촤를 촤컴버스터(130)에서 연소하여 가열된 유동매질을 유동층반응기(110)로 순환시키고, CO2농도 조절기(140)를 통하여 농도 조절된 CO2 유동층반응기(110)로 공급하는 단계이다.In step S130, the pyrolysis gas generated in the rapid pyrolysis process is supplied to the two-stage cyclone 120 to remove ,, and the 회수 recovered from the two-stage cyclone 120 is burned by the 촤 combuster 130 to heat the flow medium. and a circulating fluidized bed reactor (110), the concentration control of CO 2 via the CO 2 concentration regulator 140 Supplying to the fluidized bed reactor (110).

촤컴버스터(130)에서 생성되는 고농도 CO2를 열분해 생성물인 비응축가스와 함께 유동화 가스와 혼합하여 유동층반응기(110)로 재순환시 CO2의 양을 조절함으로써 혼합된 유동화가스의 평균 분자량을 조절하여 유동층반응기(110)의 유동영역을 변화시킬 수 있다.평균 Adjust the average molecular weight of the mixed fluidized gas by controlling the amount of CO 2 mixed with the high concentration CO 2 produced by the combustor 130 together with the fluidized gas with the non-condensed gas which is a pyrolysis product and recirculating to the fluidized bed reactor 110 The fluidized zone of the fluidized bed reactor 110 may be changed.

또한, CO2농도 조절기(140)을 통하여 유동화가스 내 가스농도 분포를 조절할 수 있으며, 급속열분해 반응은 유동화가스의 조성에 따라 반응의 효율이 상승 또는 저하될 수 있으므로 유동화 가스 내 농도 분포를 조절하여 최종적으로 열분해 반응을 조절할 수 있다.In addition, the gas concentration distribution in the fluidizing gas can be controlled through the CO 2 concentration controller 140, and the rapid pyrolysis reaction may increase or decrease the efficiency of the reaction depending on the composition of the fluidizing gas, thereby adjusting the concentration distribution in the fluidizing gas. Finally pyrolysis reaction can be controlled.

또한, CO2 농도조절기(140)로부터 일부 CO2를 공급받아, CO2 분리유니트(180)에서 Carbon capture&storage의 개념으로 일부 CO2를 액화저장 할 수 있도록 한다.In addition, by receiving some CO 2 from the CO 2 concentration controller 140, the CO 2 separation unit 180 to liquefy and store some CO 2 in the concept of carbon capture & storage.

결국 단계 S130은 열분해 가스에 포함된 촤를 제거하는 단계로서 상황에 따라 다수의 원심력 집진장치인 사이클론(120)이 설치되어 있을 수 있다. As a result, step S130 is a step of removing the steam contained in the pyrolysis gas, and a plurality of centrifugal force dust collectors cyclone 120 may be installed according to circumstances.

또한, 단계 S130은 촤컴버스터(130)에서 유동층반응기(110)로 가열된 유동매질 및 고농도 CO2를 유동화가스와 함께 공급하는 단계이다.In addition, step S130 is a step of supplying the fluidized medium and the high concentration of CO 2 with the fluidized gas heated in the fluidized bed reactor (110) in shock converter (130).

단계 S140은 바이오오일 추출단계로서, 2단 사이클론(120)에서 촤가 제거된 열분해 가스가 바이오오일 응축기(150)로 공급되어 응축 공정을 통해 바이오 오일이 추출되는 단계로서, 열분해 가스를 응축하여 바이오 오일을 추출하는 단계이다.Step S140 is a biooil extraction step, in which the pyrolysis gas from which steam is removed from the two-stage cyclone 120 is supplied to the biooil condenser 150 to extract bio oil through a condensation process. Extracting oil.

단계 S150은 바이오오일 추가 추출단계로서, 단계 S140에서 바이오오일 응축기(150)로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스가 전기집진기(160)로 전달된 후 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일이 추가로 추출되는 단계이다.Step S150 is an additional extraction step of biooil, and in step S140, the bio-oil is collected by collecting pyrolysis gas which is not condensed from the biooil condenser 150 into the biooil to the electrostatic precipitator 160 and collecting dust and oil mist. It is an additional extraction step.

물론 바이오오일 응축기(150)로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스를 전기집진기(160)로 공급하기 전에 필터(Filter;170)를 통과시키면서 일부 분진이 제거된 열분해가스를 전기집진기(160)로 공급되게 할 수 있다.Of course, the pyrolysis gas, from which the dust is removed, is supplied to the electrostatic precipitator 160 while passing through the filter 170 before the pyrolysis gas that is not condensed into the bio-oil from the biooil condenser 150 to the electrostatic precipitator 160. It can be done.

전기집진기(160)로 들어가는 가스 중의 분진을 미리 제거해줌으로써 전기집진기(160)의 수명을 늘릴수 있고, 전기집진기(160)에서 생산되는 바이오오일의 품질을 높일 수 있게 하는 것이다.By removing dust in the gas entering the electrostatic precipitator 160 in advance, the life of the electrostatic precipitator 160 can be increased, and the quality of the biooil produced by the electrostatic precipitator 160 can be improved.

단계 S160은 유동화가스 재공급단계로 전기집진기(160)에서 응축되지 않는 열분해가스와, CO2농도 조절기(140)를 통하여 농도 조절된 CO2를 유동화가스와 함께 유동층반응기(110)로 공급하는 단계이다.Step S160 is a step of supplying a fluid bed reactor 110 with the pyrolysis gas, and a concentration adjustment with CO 2 via the CO 2 concentration regulator 140 that is not condensed in the electric dust collector 160 to the fluidizing gas material supply step the fluidizing gas to be.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 각 단계를 숫자화하였으나, 이는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In the present invention, each step is numbered for convenience of description, but this does not limit the order of each step, each step may occur differently than the stated order unless the context clearly describes a specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

예를 들어 단계 S110전에 유동매질 및 고농도 CO2를 유동화가스와 함께 유동층반응기(110)로 공급하는 단계가 선행되어 질 수도 있음을 의미한다.For example, before step S110, a step of supplying the fluidized medium and the high concentration CO 2 together with the fluidizing gas to the fluidized bed reactor 110 may be preceded.

실시예Example

본 발명에서는 순환유동층 급속열분해 반응기(유동층반응기)를 이용하여 낙엽송 톱밥을 시료로 사용하였다. In the present invention, larch sawdust was used as a sample using a circulating fluidized bed rapid pyrolysis reactor (fluidized bed reactor).

낙엽송 톱밥은 2단 스크류 피더를 통하여 상승관으로 정량 투입되며, 히터를 통하여 가열된 질소가소는 공탑속도 3 m/s이상의 고속유동층 영역의 속도로 상승관 하부에서 mesh 형태의 분산판을 통하여 투입된다.Larch sawdust is quantitatively injected into the riser via a two-stage screw feeder, and nitrogen gas heated by the heater is fed through a mesh-shaped dispersion plate at the bottom of the riser at a speed of the high-speed fluidized bed region with an air column speed of 3 m / s or more. .

400-500 ℃의 온도 범위에서 반응온도를 변화시켜가며 실험을 진행하였으며, 낙엽송 톱밥은 상승관 내에서 유동매질(표준사)과 활발한 열전달을 통하여 열화학적으로 분해되어 tar, char, non-condensable gas로 분해된다.The experiment was carried out by varying the reaction temperature in the temperature range of 400-500 ℃. Larch sawdust was thermally decomposed through the flow medium (standard yarn) and vigorous heat transfer in the ascending tube to be tar, char, and non-condensable gas. Decompose to

급속열분해 생성물 중 tar는 반응기 후단에 설치된 바이오오일 응축기(150)와 전기집진기(160)를 통하여 바이오오일의 형태로 응축/회수하였으며, 2단의 사이클론을 통해 포집된 고상의 촤(char)는 촤컴버스터(char combustor;130)에서 연소시켜 발생되는 열에너지는 유동층반응기(110)로 재순환 되는 유동매질을 재가열시키고 생성된 CO2는 CO2농도조절기(140)를 통하여 non-condensable gas와 함께 유동층반응기(110)로 투입하였다(도 1참조).The tar in the rapid pyrolysis product was condensed / recovered in the form of biooil through the biooil condenser 150 and the electrostatic precipitator 160 installed at the rear stage of the reactor, and the solid phase char collected through the two-stage cyclone was Thermal energy generated by combustion in the char combustor 130 reheats the fluidized medium that is recycled to the fluidized bed reactor 110, and the generated CO 2 is combined with the non-condensable gas through the CO 2 concentration controller 140. 110) (see FIG. 1).

바이오오일의 수율은 반응온도에 따라서 35.9-49.9 wt. % 까지 회수되었다. 400 ℃에서 35.9 wt. %로 가장 낮았으며 450, 500 ℃에서는 약 44.0 wt. %로 비슷한 수율을 보였다. 그 이후 550 ℃에서는 49.9 wt. %로 가장 높은 수율을 보였다. 바이오오일의 수율은 아래의 식 1에 따라 계산하였다(도 2참조).The yield of biooil is 35.9-49.9 wt. Recovered to%. 35.9 wt. Lowest at% and at about 44.0 wt. Similar yields were shown in%. Thereafter, at 550 ° C., 49.9 wt. The highest yield was shown in%. The yield of bio oil was calculated according to Equation 1 below (see FIG. 2).

생성물 수율 (wt. %) = (각 생성물의 무게) / (투입 시료의 무게) × 100 (1)Product yield (wt.%) = (Weight of each product) / (weight of input sample) × 100 (1)

도 3에서 보는 바와 같이 바이오오일의 고위발열량은 400 ℃에서 4,705.3 kcal/kg으로 가장 높은 수치를 보였으며 450 ℃에서는 4,418.6 kcal/kg으로 감소하였다가 500, 550 ℃에서는 서서히 증가하여 각각 4,490.3, 4,562.0 kcal/kg의 고위발열량을 보였다. As shown in FIG. 3, the high calorific value of biooil was 4,705.3 kcal / kg at 400 ° C. and decreased to 4,418.6 kcal / kg at 450 ° C. and gradually increased at 500 and 550 ° C., respectively, at 4,490.3 and 4,562.0 kcal. High calorific value of / kg.

도 4에는 바이오오일의 수분함량 분석결과를 나타내었다. 고위발열량과는 대조적으로 400 ℃에서 11.6 wt.%로 가장 낮았으며, 450-550 ℃에서는 약 13.8 wt.%로 거의 유사한 수분함량을 보였으며 정확히는 500 ℃에서 13.7 wt.%로 0.1 wt.% 낮은 수분함량을 보였다. 일반적으로 고위발열량은 수분함량과 반비례하며, 바이오원유는 15-25 wt.%의 수분함량을 가진다. 4 shows the results of analyzing the water content of the biooil. In contrast to the high calorific value, it was the lowest as 11.6 wt.% At 400 ℃, and the water content was about 13.8 wt.% At 450-550 ℃, almost 0.1 wt.% Lower at 13.7 wt.% At 500 ℃. Moisture content was shown. In general, high calorific value is inversely proportional to water content, while bio-crude has a water content of 15-25 wt.%.

도 5는 바이오오일(Tar)의 homogeneity(균질도)를 파악하기 위한 광학현미경 사진이다. 반응온도가 높아질수록 바이오오일 내 입자가 증가함을 확인할 수 있다. 이는 반응온도가 높아짐에 따라 바이오매스의 분해가 더 많이 일어나며 입도가 작은 입자들이 많이 생성되어 바이오오일 응축부로 유입이 된 것으로 판단된다. 본 바이오오일 제조시스템을 이용하여 생산된 바이오오일은 모든 온도범위에서 98 % 이상의 균질성을 보였으나 도 5에서 육안으로 확인 가능하듯 550 ℃에서는 바이오오일 내 입자가 다량 섞여있어 균질성이 가장 낮았으며 그 수치는 98.25 %였다.5 is an optical micrograph for determining the homogeneity (homogeneity) of the bio-oil (Tar). It can be seen that as the reaction temperature increases, the particles in the biooil increase. It is believed that as the reaction temperature increases, more biomass is decomposed, and particles having a smaller particle size are generated and introduced into the biooil condensation unit. The biooil produced using this biooil production system showed more than 98% homogeneity in all temperature ranges, but as can be seen visually in FIG. 5, at 550 ° C., a large amount of particles in biooil were mixed, so the homogeneity was lowest. Was 98.25%.

상술한 바와 같이 본 발명은 촤 컴버스터를 통하여 바이오오일 생산공정의 방해요인인 촤를 효율적으로 연소시킬 수 있어 2차 반응을 억제하여 바이오오일의 수율을 향상시킬 수 있고, 촤 연소시 발생되는 열을 순환되는 유동매질을 가열하는 데 사용할 수 있어 반응기로 재투입되는 유동매질의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 장점과 유동매질을 재가열하는데 사용되는 열 에너지를 감소시켜 전체 공정의 효율을 높일 수 있는 장점이 있으며, 순환유동층 급속열분해 공정은 많은 양의 유동가스를 필요로 하지만, 촤 컴버스터를 통해 생산된 CO2와 비응축가스를 재순환시킴으로써 프레쉬(fresh) 가스의 사용을 대폭 절감하여 운전비용을 낮출 수 있다는 장점이 있다.As described above, the present invention can efficiently burn 인, which is a blocker of the biooil production process, through the 촤 combustor, thereby improving the yield of bio oil by suppressing the secondary reaction, 열 heat generated during combustion. It can be used to heat the circulating fluidized medium to maintain the temperature of the fluidized medium re-introduced to the reactor uniformly and to reduce the heat energy used to reheat the fluided medium to increase the efficiency of the whole process. In addition, the circulating fluidized bed rapid pyrolysis process requires a large amount of flow gas, but it significantly reduces the use of fresh gas by recycling the CO 2 and non-condensed gas produced through the combustor, thereby lowering the operating cost. There is an advantage that it can.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the invention has been described in detail with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

100 : 바이오매스 공급기 110 : 유동층반응기(riser)
120 : 2단 사이클론 130 : 촤 컴버스터
140 : CO2 가스 농도 조절기 150 : 바이오오일 응축기
160 : 전기집진기 170 : Filter
180 : CO2분리유니트 190 : 입도분리장치
G1 : 유동화가스
G2 : 촤 연소용 O2 G3 : 연소 후 생성된 CO2
G4 : 비응축가스 G5 : 액화저장용 CO2
100: biomass feeder 110: fluidized bed reactor (riser)
120: two-stage cyclone 130: shock combuster
140: CO 2 gas concentration regulator 150: bio oil condenser
160: Electrostatic Precipitator 170: Filter
180: CO 2 separation unit 190: particle size separation device
G1: fluidized gas
G2: O2 G3 char combustion: the resulting CO 2 after combustion
G4: non-condensing gas G5: liquefied storage CO 2

Claims (16)

원형 기둥 형상으로 하부에 가스 분산판을 갖추고 유동사를 이용하여 바이오매스를 급속 열분해시키는 원형 컬럼 형태의 유동층반응기;
상기 유동층반응기의 일측에 구비되어 유동층반응기로 바이오매스를 공급하는 바이오매스공급기;
상기 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하는 사이클론;
상기 사이클론으로부터 회수된 촤를 순산소연소하여 상기 유동층반응기로 가열된 유동매질을 공급하는 촤컴버스터;
상기 촤컴버스터로부터 유동층반응기로 유동매질을 재순환할 때, 유속에 따른 고체입자의 혼합 및 분리현상을 이용하여 재순환되는 촉매 및 유동사의 비율을 조절할 수 있는 입도분리장치;및
상기 사이클론에서 촤가 제거된 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시켜 바이오오일을 생산하는 바이오오일응축기;
를 포함하고,
상기 사이클론은
둘 이상의 사이클론을 연결하여 사용하되, 제1사이클론은 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 공급하고, 제2사이클론부터는 전단의 사이클론으로부터 1차 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 재공급하도록 반복하여 구성하고, 최말단의 사이클론은 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스를 바이오오일응축기로 공급하는 바이오매스 급속열분해 장치.
A fluidized bed reactor having a circular columnar shape having a gas dispersion plate at a lower portion thereof and rapidly pyrolyzing biomass using a flow yarn;
A biomass feeder provided at one side of the fluidized bed reactor to supply biomass to the fluidized bed reactor;
A cyclone that receives the pyrolysis gas of biomass from the fluidized bed reactor and recovers water contained in the pyrolysis gas;
촤 combuster for oxy-burning 회수 recovered from the cyclone to supply a heated fluid medium to the fluidized bed reactor;
A particle size separation device capable of adjusting the ratio of the catalyst and the fluid sand to be recycled by mixing and separating the solid particles according to the flow rate when recirculating the fluid medium from the shock absorber to the fluidized bed reactor; And
A bio-oil condenser for producing bio-oil by condensing the bio-oil from pyrolysis gas from which pyrogen is removed from the cyclone;
Including,
The cyclone is
Two or more cyclones may be connected and used, wherein the first cyclone receives the pyrolysis gas of biomass from a fluidized bed reactor, recovers the char contained in the pyrolysis gas, and supplies the pyrolysis gas to the thermocombuster, and from the second cyclone, the first cyclone is first It is repeatedly configured to recover the char contained in the pyrolysis gas of the biomass recovered biomass and re-supply it to the thermocombuster, and the cyclone at the end is a bio which supplies the pyrolysis gas of the biomass recovered biomass to the biooil condenser. Mass Rapid Pyrolysis Device.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 촤컴버스터는
상기 사이클론을 통해 포집된 고상의 촤(char)는 외부에서 공급되는 O2에 의하여 순산소연소되고, 이때 발생되는 열에너지는 상기 유동층반응기로 재순환되는 유동매질을 재가열시키고 생성된 CO2는 CO2농도조절기로 공급하는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 1,
The shock combster
Solid char collected through the cyclone is oxygenated by externally supplied O 2 , and the thermal energy generated is reheated to the fluidized medium recycled to the fluidized bed reactor, and the generated CO 2 is CO 2 concentration. Biomass rapid pyrolysis device supplied to the controller.
제 4항에 있어서,
상기 촤컴버스터로부터 생성되는 고농도 CO2를 목표하는 농도로 하여 상기 유동층반응기로 공급하는 CO2 농도 조절기;
를 더 포함하는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 4, wherein
A CO 2 concentration controller for supplying the high concentration CO 2 generated from the shock absorber to the fluidized bed reactor with a target concentration;
Biomass rapid pyrolysis device further comprising.
제 5항에 있어서,
상기 CO2 농도조절기에서 일부 CO2를 액화저장하여 carbon capture&storage로 급속열분해 공정의 CO2 배출량을 마이너스화하는 CO2 분리 유니트;
를 더 포함하는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 5,
A CO 2 separation unit for liquefying and storing part of CO 2 in the CO 2 concentration controller to negatively reduce CO 2 emissions of a rapid pyrolysis process with carbon capture &storage;
Biomass rapid pyrolysis device further comprising.
제 1항에 있어서,
상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스 및 오일미스트 분진을 포집하는 전기집진기;
를 더 포함하는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 1,
An electrostatic precipitator for collecting pyrolysis gas and oil mist dust which are not condensed into the bio oil from the biooil condenser;
Biomass rapid pyrolysis device further comprising.
제 7항에 있어서,
상기 전기집진기는
응축되지 않는 열분해가스를 유동화가스와 함께 유동층반응기로 공급하는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 7, wherein
The electrostatic precipitator
Biomass rapid pyrolysis device for supplying a non-condensed pyrolysis gas to the fluidized bed reactor along with the fluidized gas.
제 7항에 있어서,
상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스로부터 분진을 제거하는 필터(Filter);
를 더 포함하는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 7, wherein
A filter for removing dust from pyrolysis gas which does not condense into bio oil from the biooil condenser;
Biomass rapid pyrolysis device further comprising.
제 9항에 있어서,
상기 필터는
상기 사이클론 후단, 바이오오일응축기 후단, 전기집진기 후단 중 어느 하나의 위치에 구성되는 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 9,
The filter is
Biomass rapid pyrolysis device configured at any one of the rear end of the cyclone, the rear end of the biooil condenser, the rear end of the electrostatic precipitator.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 촤컴버스터에서 상기 유동층반응기로 공급되는 급속열분해의 유동매질은 촉매단독 또는 촉매와 유동사의 혼합물인 바이오매스 급속열분해 장치.
The method of claim 1,
The rapid pyrolysis fluid medium supplied from the shock absorber to the fluidized bed reactor is a catalyst alone or a mixture of a catalyst and a fluid yarn.
바이오매스가 급속 열분해되어 생산된 가스를 응축시켜 바이오 오일을 만드는 바이오 오일 제조방법에 있어서,
(a)바이오매스 공급장치로부터 바이오매스가 유동층반응기로 공급되는 단계;
(b)상기 유동층반응기의 내외부가 가열되면서 유동매질로 인해 바이오매스가 급속 열분해되는 단계;
(c)상기 급속 열분해 과정에서 발생되는 열분해 가스로부터 사이클론을 이용하여 촤를 제거하는 단계;
(d)상기 (c)단계에서 촤가 제거된 열분해 가스를 공급받아 바이오오일응축기에서 바이오 오일을 응축시켜 바이오오일을 생산하는 단계;및
전기집진기에서 추가로 바이오 오일이 추출된 비응축 열분해가스를 유동화가스와 함께 상기 유동층반응기로 재공급하는 단계;
를 더 포함하고,
상기 (c)단계는
둘 이상의 사이클론을 연결하여 사용하되, 제1사이클론은 상기 유동층반응기로부터 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하여 촤컴버스터로 공급하고, 제2사이클론부터는 전단의 사이클론으로부터 1차 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스에 함유된 촤를 회수하여 상기 촤컴버스터로 재공급하도록 반복하여 구성하고, 최말단의 사이클론은 촤가 회수된 바이오매스의 열분해가스를 바이오오일응축기로 공급하고,
상기 사이클론들로부터 회수된 촤는 상기 촤컴버스터에서 연소되어 상기 유동층반응기로 가열된 유동매질을 순환시키고 상기 촤컴버스터에서 발생된 CO2의 농도를 조절하여 비응축가스와 함께 유동화가스와 혼합하여 상기 유동층반응기로 공급하는 단계를 더 포함하는 바이오매스 급속열분해 장치를 이용한 바이오오일 제조방법.
In the bio-oil manufacturing method of making bio-oil by condensing the gas produced by rapid thermal decomposition of the biomass,
(a) feeding biomass from the biomass feeder to a fluidized bed reactor;
(b) rapidly pyrolyzing the biomass due to the fluidized medium while the inside and the outside of the fluidized bed reactor are heated;
(c) removing the char using a cyclone from the pyrolysis gas generated in the rapid pyrolysis process;
(d) receiving the pyrolysis gas from which 촤 has been removed in step (c) to condense the bio-oil in the bio-oil condenser to produce bio-oil; and
Resupplying the non-condensing pyrolysis gas from which the biooil is extracted from the electrostatic precipitator together with the fluidizing gas to the fluidized bed reactor;
More,
Step (c) is
Two or more cyclones are connected and used, wherein the first cyclone receives the pyrolysis gas of the biomass from the fluidized bed reactor, recovers the chars contained in the pyrolysis gas, and supplies them to the thermocombuster. It is repeatedly configured to recover the char contained in the pyrolysis gas of the biomass recovered biomass and resupply it to the thermocombuster, and the cyclone at the end supplies the pyrolysis gas of the biomass recovered biomass to a biooil condenser,
회수 recovered from the cyclones circulates the fluidized medium that is burned in the 촤 combuster and heated by the fluidized bed reactor, and the concentration of CO 2 generated in the 촤 combuster Adjusting and mixing with a fluidized gas with a non-condensing gas to supply to the fluidized bed reactor biomass production method using a biomass rapid pyrolysis device.
삭제delete 제 13항에 있어서,
상기 (d)단계는
상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스가 전기집진기에서 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일을 추가로 추출되는 단계;
를 더 포함하는 바이오매스 급속열분해 장치를 이용한 바이오오일 제조방법.
The method of claim 13,
Step (d)
Further extracting the bio-oil by a method of collecting dust and oil mist in the electrostatic precipitator, wherein the pyrolysis gas which is not condensed into the bio-oil from the bio-oil condenser is collected;
Bio-oil production method using a biomass rapid pyrolysis device further comprising.
삭제delete
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