KR20140068691A - Method for preparation of semi-carbonized biomass pulverized fuel and pulverized fuel made therefrom - Google Patents

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손효원
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(주)원진세라텍
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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a pulverized semi-carbonized biomass fuel which is usable as an alternative fuel of the conventional solid fuel including coal and cokes, and liquid fuel such as diesel, kerosene, bunker fuel, etc. and to a pulverized semi-carbonized biomass fuel manufactured thereby. The pulverized semi-carbonized biomass fuel has a particulate form due to convenient pulverization in contrast with a needle form when pulverizing ordinary biomass, and is useful for smooth transportation and supply of fuel. The pulverized semi-carbonized biomass fuel has a fast ignition speed and a high heating value in combustion, contains moisture of 1 weight% or less, and has an average heating value of 5200 kcal or more, so as to be used as clean energy replacing the conventional solid fuel or liquid fuel.

Description

반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조 방법 및 이로부터 제조된 미분연료{METHOD FOR PREPARATION OF SEMI-CARBONIZED BIOMASS PULVERIZED FUEL AND PULVERIZED FUEL MADE THEREFROM}METHOD FOR PREPARATION OF SEMI-CARBONIZED BIOMASS PULVERIZED FUEL AND PULVERIZED FUEL MADE THEREFOROM BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 석탄 코크스를 비롯한 종래의 고체연료와 경유, 등유, 벙커유 등과 같은 액체연료의 대체 연료로 사용가능한 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조 방법 및 이로부터 제조된 미분연료에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing semi-carbonized biomass pulverized fuel which can be used as a substitute fuel for a conventional solid fuel such as coal coke and a liquid fuel such as light oil, kerosene, bunker oil and the like, and a pulverized fuel produced therefrom.

최근 화석 연료의 고갈 현상 및 나날이 증대되는 온실 효과로 인해, 대체 에너지나 비석유계 에너지 공급원에 대한 요구가 증가하면서, 화석 연료 대신 이산화탄소의 배출량을 낮춘 새로운 대체 연료의 개발에 대한 관심이 커지고 있다. 또한 전 세계적으로 기후변화에 대응하기 위한 국제적인 규제가 강화되고 있으며, 우리나라는 녹색성장기본법, 국가온실가스 감축목표를 수립하여 이의 달성을 위해 '온실가스 에너지 목표관리제'와 'RPS(Renewable Energy Portfolio Standard)'제도 등이 추진되고 있다. Recently, due to the depletion of fossil fuels and the ever-increasing greenhouse effect, there is a growing interest in the development of alternative fuels that reduce carbon dioxide emissions instead of fossil fuels, as demand for alternative or non-stationary energy sources increases. In addition, international regulations are being strengthened to cope with climate change globally. Korea has established the Green Growth Basic Law, the National Greenhouse Gas Reduction Target, and has established the 'Greenhouse Gas Energy Target Management System' and 'Renewable Energy Portfolio Standard 'system.

이에 따라 바이오매스를 대체 에너지원으로 활용하기 위한 연구가 지속적으로 진행되어 왔고 현재 국내외 산업계에서는 태양열, 풍력, 지열 등의 에너지원에 비해 투자비 및 제조원가 면에서 경쟁력을 가진 고체 바이오매스 에너지원을 우선적인 대체 에너지원으로 사용하기 위한 움직임이 활발하게 진행되고 있다.As a result, research has been conducted to utilize biomass as an alternative energy source. At present, both domestic and foreign industries have a preference for solid biomass energy sources, which have competitive power in terms of investment cost and manufacturing cost compared to energy sources such as solar heat, There is an active movement for use as an alternative energy source.

대한민국 특허출원번호 10-2009-0080920호에는 바이오매스 미분연료 연소 방법 및 장치에 관한 기술이 개시되어 있으나, 분쇄(max 0.3mm) 및 수분(5% 이하) 조절 등에 따른 연소 조건의 한계로 인해 별도의 연소 장치를 이용해야 하여, 바이오매스 미분연료 개선의 한계점을 드러낸다.
Korean Patent Application No. 10-2009-0080920 discloses a method and apparatus for burning a biomass pulverized fuel, but it is difficult to separate the biomass pulverized fuel due to limitation of combustion conditions due to grinding (max 0.3 mm) and moisture (5% or less) The use of a combustion device of the biomass is required to reveal the limit of improvement of the biomass fuel.

이와 같이 상기 바이오매스는 그 자체를 연료로 사용할 수 있지만, 연료의 연소과정에서 착화 속도를 높이기 위해 미분의 형태(입자의 입경이 약 0.075mm(200mesh)이하)로 사용하여 연소공기와의 반응 표면적을 최대화하는 것이 바람직한데, 종래의 바이오매스 연료는 조직이 섬유 형태를 갖고 있어, 분쇄 시에 입자의 형상이 침상 구조를 갖게 되어 미분 분쇄에 한계가 있고, 섬유질의 원료 특성으로 인해 미분으로 분쇄 시에 생산성이 낮으며, 상대적으로 부족한 미분 부분의 함량으로 인해 연료의 공급 및 이송이 불편하며, 높은 함량의 휘발성분으로 인한 짧은 연소 시간, 고 수분함량에 따른 늦은 착화 속도 등의 문제가 있어 기존의 고체 연료나 액체 연료를 대체하는데 한계가 있었다. As described above, the biomass can be used as a fuel. However, in order to increase the ignition speed in the combustion process of the fuel, the biomass may be used in the form of fine particles (particle diameter of about 0.075 mm (200 mesh) or less) However, since the conventional biomass fuel has a fibrous structure in its structure, the shape of the particles at the time of pulverization has a needle-shaped structure, which limits the pulverization of the pulverized fine particles. Due to the raw material properties of the fibrous material, And it is inconvenient to supply and transport the fuel due to the content of the relatively small amount of the fine fraction and the short ignition time due to the high volatile content and the late ignition speed due to the high moisture content, There was a limit to replacing solid fuels or liquid fuels.

또한, 종래의 바이오매스 연료는 수분함유량이 10~25중량%로 비교적 높아 발열량이 상대적으로 낮다는 문제도 있어 연료로서의 성능에 한계가 있었다.In addition, the conventional biomass fuel has a relatively high moisture content of 10 to 25 wt% and thus has a relatively low calorific value, thus limiting performance as a fuel.

이에, 종래의 바이오매스 연료에 비해 미분 분쇄가 유리하여 충분한 미분도를 확보할 수 있고, 빠른 착화 속도를 가지며 연료 이송의 불편함이 개선되고, 고열량, 고효율이 구현되어, 청정에너지로서 기존의 고체 연료나 액체연료를 대체할 수 있는 바이오매스 미분연료에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, compared with conventional biomass fuels, fine pulverization is advantageous and sufficient degree of differentiation can be ensured, a fast ignition speed can be achieved, inconvenience of fuel transfer can be improved, high heat quantity and high efficiency can be realized, There is a great need for biomass pulverized fuels that can replace fuels or liquid fuels.

본 발명의 목적은 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조 방법 및 상기 미분연료의 제조 방법으로부터 얻어진 반탄화된 바이오매스 미분연료를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a semi-carbonized biomass pulverized fuel obtained from a method for producing semi-carbonized biomass pulverized fuel and a method for producing the pulverized fuel.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등을 주성분으로 포함하는 바이오매스 원료를 밀폐된 또는 산소가 희박한 반탄화실에 투입하는 단계; 상기 반탄화실에 투입된 상기 바이오매스 원료를 반탄화 온도에서, 20∼40분 동안 건조하여 반탄화된 바이오매스 연료를 제조하는 반탄화 단계; 및 상기 반탄화된 바이오매스 연료를 분쇄하는 분쇄 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for producing biomass, comprising: introducing biomass raw material containing cellulose, hemicellulose, lignin and the like as a main component into a closed or lean oxygen- A semi-carbonization step of producing the semi-carbonized biomass fuel by drying the biomass raw material charged in the semi-carbonization chamber at a semi-carbonization temperature for 20 to 40 minutes; And a crushing step of crushing the semi-carbonized biomass fuel. The present invention also provides a method for producing semi-carbonized biomass pulverized fuel.

상기 반탄화 온도는 150∼350℃일 수 있다.The semi-carbonization temperature may be 150 to 350 캜.

상기 반탄화 온도는 240∼260℃일 수 있다.The semi-carbonization temperature may be 240 to 260 캜.

상기 바이오매스 원료는 30∼45 중량%의 셀룰로오스, 20∼30 중량%의 헤미셀룰로오스, 25~35 중량%의 리그닌, 2∼10 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어진 목질계 바이오매스 원료일 수 있다.The biomass feedstock may be a woody biomass feedstock comprising 30-45 wt% cellulose, 20-30 wt% hemicellulose, 25-35 wt% lignin, 2-10 wt% water, and other residues .

상기 목질계 바이오매스 원료는 톱밥, 우드칩, 펄프칩, 폐목재 및 산림 부산물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.The wood-based biomass feedstock may be any one selected from the group consisting of sawdust, wood chips, pulp chips, waste wood, and forest by-products.

상기 바이오매스 원료는 20∼40 중량%의 셀룰로오스, 25∼35 중량%의 헤미셀룰로오스, 10∼35 중량%의 리그닌, 5~25 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어진 초본계 바이오매스 원료일 수 있다.The biomass feedstock may be an herbal based biomass feedstock comprising 20-40 wt% cellulose, 25-35 wt% hemicellulose, 10-35 wt% lignin, 5-25 wt% water, and other residues .

상기 초본계 바이오매스 원료는 옥수수대, 팜 커널, 코코넛 쉘, 견과류 껍질, 왕겨, 수수대, 억새, 갈대, 볏짚, E.F.B(Empty fruit bunch) 및 낙엽으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.The herbaceous biomass feedstock may be any one selected from the group consisting of corn bran, palm kernel, coconut shell, nutshell, rice hull, cobbler, mulberry, reed, straw, E.F.B (Empty fruit bunch) and fallen leaves.

상기 바이오매스 원료의 입자 크기는 0.075∼250mm일 수 있다.The particle size of the biomass feedstock may be between 0.075 and 250 mm.

상기 반탄화된 바이오매스 연료는 200∼240℃ 온도분위기하에서 배출될 수 있다.The semi-carbonated biomass fuel may be discharged under a temperature atmosphere of 200 to 240 캜.

상기 반탄화된 바이오매스 연료는 40~52 중량%의 셀룰로오스, 3~19 중량%의 헤미셀룰로오스, 33~43 중량%의 리그닌, 1~2 중량%의 수분 및 잔량의 기타 잔여물로 이루어질 수 있다.The semi-carbonized biomass fuel may be comprised of 40 to 52 wt.% Of cellulose, 3 to 19 wt.% Of hemicellulose, 33 to 43 wt.% Of lignin, 1 to 2 wt.% Of water and balance of other residues.

상기 반탄화 단계는 산소나 공기가 차단된 상태에서 수행될 수 있다.The semi-carbonization step may be performed in a state where oxygen or air is shut off.

상기 분쇄 단계는 튜브밀에서 수행될 수 있다.The milling step may be performed in a tube mill.

상기 튜브밀은 수평으로 누운 로타리 드럼 타입의 분쇄기를 포함하며, 상기 분쇄기 내부에서 반탄화된 바이오매스 연료가 분쇄될 수 있다.The tube mill includes a horizontally laid rotary drum-type crusher in which the semi-carbonized biomass fuel can be crushed.

상기 분쇄 단계 이전에, 상기 반탄화된 바이오매스 연료를 25~30℃로 냉각시키는 냉각 단계를 더 포함할 수 있다.And a cooling step of cooling the semi-carbonized biomass fuel to 25 to 30 DEG C before the pulverization step.

또한, 본 발명은 상기 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법에 의해 제조된 반탄화된 바이오매스 미분연료를 제공한다.The present invention also provides a semi-carbonized biomass pulverized fuel produced by the above-described method for producing semi-carbonized biomass pulverized fuel.

상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자상 형태를 가질 수 있다.The semi-carbonated biomass pulverized fuel may have a particulate form.

상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자 크기가 0.15mm 이하인 것이 70%이상인 입도 분포를 가질 수 있다.The semi-carbonized biomass pulverized fuel may have a particle size distribution with a particle size of 0.15 mm or less of 70% or more.

상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자 크기가 2mm 이하인 것이 100%이상인 입도 분포를 가질 수 있다.The semicarbonated biomass pulverized fuel may have a particle size distribution in which the particle size is 2 mm or less is 100% or more.

본 발명의 방법에 의해, 석탄 코크스를 비롯한 종래의 고체연료 및 경유, 등유, 벙커유 등과 같은 액체연료의 대체 연료로 사용가능한 반탄화된 바이오매스 미분연료를 제조할 수 있고, 이러한 반탄화된 바이오매스 미분연료는 미분 분쇄가 유리하여 입자의 형상이, 일반 바이오매스를 분쇄하는 경우의 침상형태와 달리 입자상형태로 되어, 원활한 연료의 이송 및 공급에 유리하고, 빠른 착화 속도를 가지며 연소 시 발열량이 높고, 1중량% 이하의 수분을 함유하며 평균 발열량 5200kcal 이상이어서, 기존의 고체 연료나 액체 연료를 대체하는 청정에너지로 사용될 수 있다.By the method of the present invention, it is possible to produce semi-carbonized biomass pulverized fuel which can be used as a conventional solid fuel including coal coke and as an alternative fuel for liquid fuels such as light oil, kerosene, bunker oil and the like, Mass finely divided fuels are advantageous in pulverization of fine particles, and the shape of the particles is in the form of particles unlike the needle-shaped form in the case of pulverizing general biomass, which is advantageous for smooth fuel transfer and supply, has a fast ignition speed, And contains not more than 1% by weight of water and has an average calorific value of 5200 kcal or more and can be used as a clean energy replacing conventional solid fuels or liquid fuels.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 온도 변화에 의한 목질계 원료의 구성 성분 변화량을 도시한 그래프이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 온도 변화에 의한 반탄화된 바이오매스 원료의 에너지 변화 폭을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 10 및 11과 비교예 5 및 6의 연료의 온도별 열변화를 시차열중량분석(TG-DTA)을 이용하여 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing changes in constituent components of a woody raw material by temperature change according to Example 1 of the present invention. FIG.
FIGS. 2 and 3 are graphs showing energy variation widths of the semi-carbonized biomass raw material according to the temperature change according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the results of measurement of the thermal changes of the fuel according to Examples 10 and 11 and Comparative Examples 5 and 6 according to the temperature using differential thermal analysis (TG-DTA).

이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

일 구현예로서, 본 발명에서는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등을 주성분으로 포함하는 바이오매스 원료를 밀폐된 반탄화실에 투입하는 단계; 상기 반탄화실에 투입된 상기 바이오매스 원료를 240∼260℃에서, 20∼40분 동안 건조하여 반탄화하는 단계; 및 상기 반탄화된 바이오매스 원료를 분쇄하는 분쇄 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분연료의 제조방법을 제공한다.
In one embodiment, the present invention provides a method for producing biomass, comprising: introducing biomass raw materials containing cellulose, hemicellulose, lignin, etc. as a main component into a closed semi-carbonization chamber; Carbonizing the biomass raw material charged in the semi-carbonizing chamber at 240 to 260 캜 for 20 to 40 minutes; And a pulverizing step of pulverizing the semi-carbonized biomass feedstock.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 바이오매스 원료는 그 세포벽이 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및/또는 리그닌 등을 주성분으로 하는 바이오매스라면 특별히 제한하지 않는다. 구체적으로 상기 바이오매스 원료는 주성분의 함량이 30∼45 중량%의 셀룰로오스, 20∼30 중량%의 헤미셀룰로오스, 25~35 중량%의 리그닌, 2∼10 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는, 톱밥, 우드칩, 폐목재 및 산림 부산물 등의 목질계 바이오매스, 또는 20∼40 중량%의 셀룰로오스, 25∼35 중량%의 헤미셀룰로오스, 10∼35 중량%의 리그닌, 5~25 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는, 옥수수대, 팜 커널, 코코넛 쉘, 견과류 껍질, 왕겨, 수수대, 억새 (Miscanthus), 갈대 (Phragmites), 볏짚 (Rice straw), E.F.B(Empty fruit bunch) 및 낙엽 등의 초본계 바이오매스를 들 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 바이오매스 원료는 40 중량%의 셀룰로오스, 28.5 중량%의 헤미셀룰로오스, 27.7 중량%의 리그닌, 3.8 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는 소나무 폐목재 또는 41 중량%의 셀룰로오스, 19.2 중량%의 헤미셀룰로오스, 31.3 중량%의 리그닌, 8.5 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는 참나무 폐목재 등의 목질계 바이오매스 원료를 이용할 수도 있고, 39.9 중량%의 셀룰로오스, 23.8 중량%의 헤미셀룰로오스, 13 중량%의 리그닌, 23.3 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는 볏짚, 39.8 중량%의 셀룰로오스, 31.5 중량%의 헤미셀룰로오스, 20.3 중량%의 리그닌, 8.4 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는 억새, 40.4 중량%의 셀룰로오스, 27.1 중량%의 헤미셀룰로오스, 23.6 중량%의 리그닌, 8.9 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는 갈대 또는 20.8 중량%의 셀룰로오스, 22 중량%의 헤미셀룰로오스, 34.2 중량%의 리그닌, 23 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어져 있는 EFB 등의 초본계 바이오매스 원료를 이용할 수도 있다.
In the method of the present invention, the biomass raw material is not particularly limited as long as its cell wall is a biomass containing cellulose, hemicellulose and / or lignin as a main component. Specifically, the biomass raw material is a biomass raw material in which the main component is composed of 30 to 45 wt% of cellulose, 20 to 30 wt% of hemicellulose, 25 to 35 wt% of lignin, 2 to 10 wt% of water, Wood-based biomass such as sawdust, wood chips, waste wood and forest by-products, or 20 to 40 wt% cellulose, 25 to 35 wt% hemicellulose, 10 to 35 wt% lignin, 5 to 25 wt% Herbaceous plants such as corn bran, palm kernel, coconut shell, nutshell, rice husk, strawberry, Miscanthus, Phragmites, Rice straw, EFB (Empty fruit bunch) Based biomass. More specifically, the biomass feedstock comprises pine wood waste or 41% by weight cellulose, 19.2% by weight cellulose, consisting of 40% by weight of cellulose, 28.5% by weight of hemicellulose, 27.7% by weight of lignin, 3.8% by weight of water and other residues, Woody biomass feedstock such as hemicellulose, 31.3% lignin, 8.5% moisture, and other residues of oak waste wood may be used, and 39.9% by weight of cellulose, 23.8% by weight of hemicellulose, 13 Consisting of lignin in weight percent, rice straw in 23.3 weight percent water and other residues, 39.8 weight percent cellulose, 31.5 weight percent hemicellulose, 20.3 weight percent lignin, 8.4 weight percent water, and other residues , 40.4% by weight of cellulose, 27.1% by weight of hemicellulose, 23.6% by weight of lignin, 8.9% by weight of water and other residues Or a herbaceous biomass feed such as EFB consisting of 20.8 weight percent cellulose, 22 weight percent hemicellulose, 34.2 weight percent lignin, 23 weight percent water, and other residues.

후술하는 반탄화 단계에서도 설명하지만, 상기 헤미셀룰로오스, 리그닌, 셀룰로오스 성분들 중 헤미셀룰로오스 성분은 반탄화 온도에서 분해되면서, 무산소 조건인 경우 목초액, 타르 등을 주로 발생시키고, 산소 조건인 경우 CO2, H2O 등을 주로 발생시킨다. 따라서, 반탄화 단계를 통해 목초액, 타르 등을 비롯한 산소, 수소 성분 등은 제거되고, 탄소 성분이 농축되며, 탄소-수소 결합체인 셀룰로오스와 에테르 결합과 탄소-탄소 결합 구조로 되어있는 리그닌이 남게 되어 에너지 밀도를 높일 수 있다. 그 결과, 반탄화된 바이오매스 연료가 일반 바이오매스 연료에 비해 연소 시 착화 속도가 빠르고, 높은 열효율을 갖게 된다.
The hemicellulose component among the hemicellulose, lignin and cellulose components is decomposed at the semi-carbonization temperature, while the main component such as wood vinegar, tar and the like is mainly generated in an anoxic condition and CO2, H2O and the like in the case of oxygen are explained. . Therefore, oxygen and hydrogen components such as wood vinegar, tar and the like are removed through the semi-carbonization step, the carbon component is concentrated, and the lignin having the carbon-hydrogen bond, the ether bond and the carbon-carbon bond structure is left The energy density can be increased. As a result, the semi-carbonated biomass fuel has a faster ignition rate and higher thermal efficiency than the conventional biomass fuel.

상기 바이오매스 원료의 입자 크기는 약 0.075~250mm정도이며, 구체적으로 약 2~10mm 정도일 수 있다. 만약, 상기 입자 크기가 0.075mm 미만이거나, 250mm를 초과하는 경우 균일한 반탄화가 이루어지지 않아, 적합한 반탄화 원료 구성을 보이지 않을 수 있고, 반탄화된 바이오매스 내에 수분 함량이 초과하거나, 미달되어 성형 공정에 필요한 적절한 수분 함량을 유지하기가 힘들다.
The particle size of the biomass raw material is about 0.075 to 250 mm, and may be about 2 to 10 mm. If the particle size is less than 0.075 mm or more than 250 mm, a uniform semi-carbonization may not be obtained and a suitable semi-carbonized raw material composition may not be obtained. If the particle size is more than or less than the moisture content in the semi-carbonized biomass It is difficult to maintain proper moisture content necessary for the molding process.

상기 반탄화 단계는 반탄화 온도에서 20∼40분 동안 실시되며, 산소나 공기가 차단된 상태에서 실시되는 것이 바람직하다. 상기 반탄화 온도는 150∼350℃인 것이 바람직하며, 240∼260℃인 것이 더욱 바람직하다. 상기 반탄화 단계에서 발생된 복사열에 의해 반탄화실 내부의 온도가 상승하면서 바이오매스 원료의 구성 성분들, 특히 헤미셀룰로오스 성분이 분해되면서, 목초액, 타르 등을 비롯한 수분 및 휘발분 등이 제거되기 때문에, 별도의 탄화 공정을 거치지 않고도 바이오매스 원료에 대한 반탄화 공정이 실시될 수 있다. 이때, 상기 바이오매스 원료의 구성 성분 중 헤미셀룰로오스가 저온에서 가장 먼저 분해되고, 이어서 셀룰로오스 및 리그닌이 순차적으로 분해되는데, 탄소-수소 결합체인 셀룰로오스와 에테르 결합과 탄소-탄소 결합 구조로 되어있는 리그닌은 에너지 밀도가 높으므로, 본 발명의 반탄화 단계는 상기 바이오매스 원료 내의 리그닌 함량이 최대화되어 에너지 손실은 최소화할 수 있는 최적의 열분해(반탄화) 조건 하에서 실시되는 것이 바람직하다.
Preferably, the semi-carbonization step is carried out at a semi-carbonization temperature for 20 to 40 minutes and is performed in a state where oxygen or air is shut off. The semi-carbonization temperature is preferably 150 to 350 ° C, more preferably 240 to 260 ° C. Since the temperature of the inside of the semi-carbonizing chamber rises due to the radiant heat generated in the semi-carbonization step, the components of the biomass raw material, particularly the hemicellulose component, are decomposed and water and volatile substances such as wood vinegar, tar, The semi-carbonization process for the biomass raw material can be carried out without going through the carbonization process. At this time, among the constituents of the biomass raw material, hemicellulose is first decomposed at a low temperature, and then cellulose and lignin are sequentially decomposed. Lignin, which is a carbon-hydrogen bond, cellulose, ether bond and carbon- Because of the high density, the semi-carbonization step of the present invention is preferably carried out under optimal pyrolysis (semi-carbonization) conditions in which the lignin content in the biomass feedstock is maximized and energy loss is minimized.

상기 반탄화 단계가 완료된 후, 얻어진 반탄화된 바이오매스 연료는 200∼240℃ 온도 분위기하에서 배출된다. After the semi-carbonization step is completed, the obtained semi-carbonated biomass fuel is discharged under a temperature atmosphere of 200 to 240 캜.

이때, 상기 반탄화된 바이오매스 연료는 기존 바이오매스 원료로부터 특성이 변화하여, 40~52 중량%의 셀룰로오스, 3~19 중량%의 헤미셀룰로오스, 33~43 중량%의 리그닌, 1~2 중량%의 수분 및 잔량의 기타 잔여물을 포함할 수 있다.At this time, the semi-carbonized biomass fuel changes in characteristics from existing biomass raw materials, and is composed of 40 to 52 wt% of cellulose, 3 to 19 wt% of hemicellulose, 33 to 43 wt% of lignin, 1 to 2 wt% Moisture, and other residues of the balance.

상기 분쇄 단계는 이에 한정되는 것은 아니지만, 튜브밀에서 수행될 수 있다. 상기 튜브밀은 수평으로 누운 로타리 드럼 타입의 분쇄기를 포함하며, 상기 분쇄기 내부에서 반탄화된 바이오매스 연료가 분쇄될 수 있다. The milling step may be performed in a tube mill, although not limited thereto. The tube mill includes a horizontally laid rotary drum-type crusher in which the semi-carbonized biomass fuel can be crushed.

한편, 상기 바이오매스 원료를 반탄화실에 투입하기 전에, 상기 바이오매스 원료의 수분 함량을 낮추기 위해 별도의 건조 처리를 더 수행할 수 있다. 원료가 가지는 성분 중 수분 함량은 반탄화 단계에 들어가기 위한 중요한 조건인데, 목질계 원료의 경우 일반적으로 약 25~35중량%, 초본계 원료의 경우 약 30~70중량%의 수분 함량을 갖는다. 반탄화 단계에 들어가기 위해 적합한 원료의 수분 함량은 약 25~30중량%이다. 따라서, 원료의 수분 함량이 상기 바람직한 수분 함량 범위를 초과하는 경우에는 별도의 건조 처리를 더 수행할 수 있다. Meanwhile, before the biomass raw material is introduced into the semi-carbonization chamber, a separate drying treatment may be further performed to lower the moisture content of the biomass raw material. The moisture content of the ingredients is an important condition for entering the semi-carbonization stage, which generally has a moisture content of about 25 to 35% by weight for woody raw materials and about 30 to 70% by weight for herbal raw materials. The moisture content of suitable raw materials to enter the semi-carbonization stage is about 25-30 wt%. Therefore, if the moisture content of the raw material exceeds the above preferable moisture content range, another drying treatment can be further performed.

상기 반탄화된 바이오매스 연료를 분쇄하기 전에, 상기 반탄화된 바이오매스 연료를 25~30℃로 냉각시키는 냉각 처리를 더 수행할 수 있다.Before the semi-carbonized biomass fuel is pulverized, the semi-carbonated biomass fuel may further be cooled to 25 to 30 ° C.

상기 단계를 거쳐 제조된 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자상 형태를 가질 수 있으며, 상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자 크기가 0.15mm 이하가 70%이상인 입도 분포 및/또는 2mm 이하가 100%이상인 입도 분포를 가질 수 있다. 따라서, 원활한 연료의 이송 및 공급에 유리하고, 빠른 착화 속도를 가지며 연소 시 발열량이 높고, 1중량% 이하의 수분을 함유하며 평균 발열량 5200kcal 이상이어서, 기존의 고체 연료나 액체 연료를 대체하는 청정에너지로 사용될 수 있다.
The semi-carbonized biomass pulverized fuel produced through the above steps may have a particulate form, and the semi-carbonized biomass pulverized fuel may have a particle size of 0.15 mm or less and a particle size distribution of 70% or more and / or 2 mm or less of 100% Or more. Therefore, it is advantageous for smooth fuel transfer and supply, has a high ignition rate, has a high calorific value during combustion, contains less than 1% by weight of water and has an average calorific value of 5200 kcal or more, .

구체적으로, 본 발명의 미분연료의 제조 방법은 다음과 같은 과정에 의해 실시할 수 있다.
Specifically, the method for producing the pulverized fuel of the present invention can be carried out by the following procedure.

투입 단계Injection step

목질계 바이오매스 및 초본계 바이오매스로부터 선택된 하나 이상의 바이오매스 원료를 원료저장호퍼에 저장한다. 이어서, 저장된 원료를 컨베이어 벨트를 통해 반탄화 설비 투입 장치에 달린 투입원료호퍼로 이송한다. 유압 실린더 타입의 원료 투입장치에 의해 투입원료호퍼로부터 나오는 원료를 유압실린더를 이용하여 정량적으로 반탄화 설비의 반탄화실 내부로 투입한다. 이때, 속도는 1.3ton/hr이고, 유압실린더의 전진 속도는 160mm/sec이며, 하부에 설치된 유압 펌프의 용량은 48L/min의 량을 처리할 수 있다. 또한, 상기 반탄화실은 수평의 원통형 반탄화실을 사용할 수 있으며, 컨베이어 타입 킬른, 샤프트 킬른, 로타리 킬른, 대차식 터널 킬른 등의 설비에서도 가능하다.At least one biomass feedstock selected from woody biomass and herbaceous biomass is stored in the feed storage hopper. The stored feedstock is then conveyed via a conveyor belt to a feedstock hopper in the semi-carbonization facility dosing device. The feedstock from the feed hopper is introduced into the semi-carbonization chamber of the semi-carbonization plant quantitatively by means of a hydraulic cylinder by means of a hydraulic cylinder type feedstock feeder. At this time, the speed is 1.3 ton / hr, the advance speed of the hydraulic cylinder is 160 mm / sec, and the capacity of the hydraulic pump installed at the lower portion can be processed at a rate of 48 L / min. The semi-carbonizing chamber may be a horizontal cylindrical semi-carbonizing chamber, and may be used in a conveyor-type kiln, a shaft kiln, a rotary kiln, a railway tunnel kiln, and the like.

한편, 상기 바이오매스 원료의 수분 함량이 약 25~30 중량% 보다 높은 경우, 상기 바이오매스 원료를 반탄화실에 투입하기 전에 별도의 건조 처리 단계를 수행할 수 있다.
On the other hand, when the moisture content of the biomass raw material is higher than about 25 to 30% by weight, an additional drying treatment step may be performed before the biomass raw material is put into the semi-carbonization chamber.

반탄화Semi-carbonization 단계 step

약 250℃ 온도로 셋팅된 반탄화실에 투입되는 원료는 수분이 제거되고, 헤미셀룰로오스 분해에 따른 휘발분 및 미량의 목타르 등이 제거되면서 반탄화된다. 이때, 투입된 원료의 발열량은 수분을 포함하여 약 3800 kcal (건조 기준 4,360 kcal)이다. 상기 반탄화실은 원료의 균일한 반탄화 및 반탄화실 내에서의 제품 이송을 위해 회전된다. 반탄화실에서 원료의 반탄화에 의해 발생, 제거되는 성분들은 밀폐된 반탄화실에 연결된 배출 파이프를 통해 배출되어 정제 설비로 넘어가게 된다. 수액과 타르 정제 후 남는 가연성의 휘발 가스는 반탄화 설비를 가열하는 연소장치로 재투입시켜 2차 에너지원으로 재사용한다. 상기 반탄화 단계는 약 250℃ 의 분위기하에서 약 30분 동안 실시된다. 이때, 반탄화실 내에 바이오매스 원료가 잔류하는 시간 및 반탄화실의 회전 속도 등은 원료의 종료, 성상, 수분의 함량에 따라 상이할 수 있으며, 최적의 반탄화 정도에 따라 적절히 조절될 수 있다.
The raw material to be fed into the semi-carbonization chamber set at a temperature of about 250 ° C is semi-carbonized by removing moisture, removing volatile matter and trace amounts of wood tar from hemicellulose decomposition. At this time, the calorific value of the input raw material is about 3800 kcal including the moisture (4,360 kcal dry basis). The semi-carbonized chamber is rotated for uniform semi-carbonization of the raw material and for product transfer in the semi-carbonized chamber. The components generated and removed by the semi-carbonization of the raw material in the semi-carbonization chamber are discharged through the exhaust pipe connected to the closed semi-carbonization chamber and passed to the refining facility. Flammable volatilization gas remaining after the purification of the liquid and the tar is reused as a secondary energy source by recycling the semi-carbonization equipment to the heating combustion unit. The semi-carbonization step is carried out for about 30 minutes under an atmosphere of about 250 ° C. At this time, the time during which the biomass material remains in the semi-carbonization chamber and the rotation speed of the semi-carbonization chamber may be different depending on the end of the raw material, the property, and the moisture content, and can be appropriately adjusted according to the optimum degree of semi-carbonization .

배출 및 냉각 단계Evacuation and cooling steps

조절된 온도에 따라 정량으로 투입되는 원료는 반탄화실의 회전에 의해 배출구 쪽으로 이송된다. 상기 반탄화실에서 배출되는 반탄화된 바이오매스 연료는 약 5,500 kcal의 높은 발열량을 가진 갈색의 색상을 나타낸다. 이때, 승온된 반탄화실의 온도 구배에 따라 원료 투입구 및 배출구까지의 온도 변화가 약 ±10℃ 정도가 발생한다. 예컨대 반탄화된 바이오매스 연료의 배출 온도는 약 200∼240℃ 이다. 이때, 원료는 혼합 및 이송 장치에 설치된 냉각장치(냉매)에 의해 실온(약 25~30℃)으로 냉각된다. 냉각하지 않을 경우 대기 상태로 배출된 연료는 발화의 가능성이 높기 때문에 반탄화된 바이오매스 연료는 냉각 공정을 거치거나 그 외의 공정을 통해 발화 요인을 제거해야 한다. According to the controlled temperature, the feedstock is fed to the discharge port by rotation of the semi-carbonization chamber. The semi-carbonated biomass fuel discharged from the semi-carbonization chamber exhibits a brown color with a high calorific value of about 5,500 kcal. At this time, the temperature change to the inlet and outlet of the raw material occurs about ± 10 ° C according to the temperature gradient of the heated semi-carbonized chamber. For example, the discharge temperature of the semi-carbonized biomass fuel is about 200 to 240 캜. At this time, the raw material is cooled to room temperature (about 25 to 30 ° C) by a cooling device (refrigerant) installed in the mixing and transferring device. Because of the high likelihood of ignition of fuel released to the atmosphere when not cooled, the semi-carbonized biomass fuel must be cooled or otherwise removed through ignition.

상기 반탄화 공정 중 반탄화 설비에서 발생하는 수분과 휘발 가스는 정제 공정을 통해 수분 및 기타 부산물로 분리되며, 가연성의 휘발 가스 반탄화실을 가열하는데 필요한 에너지로 재사용될 수 있다.
During the semi-carbonization process, water and volatile gases generated in the semi-carbonization facility are separated into water and other byproducts through the purification process and can be reused as the energy required to heat the combustible volatile gas semi-carbonization chamber.

분쇄 단계Crushing step

반탄화된 바이오매스 연료는 실온으로 냉각된 후, 분쇄라인으로 이송된다. 분쇄에 사용되는 설비는 반탄화된 바이오매스 연료를 분쇄할 수 있는 설비이면 특별한 제한없이 사용가능하며, 바람직하게는 튜브밀이 사용된다. 튜브밀은 수평으로 누운 로타리 드럼 타입의 분쇄기를 포함하며, 연료가 연속적으로 상기 분쇄기 내부로 장입되고, 장입된 연료는 드럼 내부에 용적 비율로 약 10% 정도 충진된 steel 재질의 크고 작은 볼들에 의해 상호 충격에 의해 분쇄된다. 일정 크기(약 0.3mm 미만)로 분쇄된 연료는 밀 외부에 설치된 사이클론 형태의 집진 장치로부터 흡입 배출되어 나온다. 이러한 튜브밀을 통해 분쇄된 연료의 입도는, 입자 크기가 2mm 이하인 것이 100%에 가까우며, 0.15mm 이하인 것이 70%이상을 차지한다.
The semi-carbonated biomass fuel is cooled to room temperature and then transported to the crushing line. The equipment used for crushing can be used without particular limitation as long as it can crush the semi-carbonized biomass fuel, preferably a tube mill is used. The tube mill includes a horizontally laid rotary drum type crusher, the fuel is continuously charged into the crusher, and the charged fuel is charged into the drum by large and small steel balls of about 10% volume by volume It is crushed by mutual impact. The fuel pulverized to a certain size (less than about 0.3 mm) is sucked and discharged from a cyclone-type dust collector installed outside the mill. The particle size of the pulverized fuel through the tube mill is close to 100% with a particle size of 2 mm or less, and more than 70% with a particle size of 0.15 mm or less.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기 실시에는 예시적인 것으로서, 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be exemplified. The following embodiments are illustrative and are provided to aid understanding of the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited thereto.

I. I. 반탄화된Semi-carbonated 바이오매스Biomass 원료 제조 방법 Raw material manufacturing method

실시예Example 1. One.

바이오매스의 반탄화도에 따른 구성성분들의 변화특성을 조사하기 위하여, 약 28 중량%의 셀룰로오스, 약 26 중량%의 헤미셀룰로오스, 약 23 중량%의 리그닌, 약 3 중량%의 기타 잔여물 및 약 20 중량%의 수분을 함유하는 톱밥을 각각 230℃, 240℃, 250℃, 260℃, 270℃의 온도 조건에서 각각 30분 동안 건조하여 반탄화를 실시하였다. 원료들을 이루는 각각의 성분들의 함량과, 각각의 온도 조건하에서 반탄화된 바이오매스 연료를 이루는 성분들의 함량을 하기 표 1에 나타내었다.In order to investigate the change characteristics of the constituents according to the half-carbonization degree of the biomass, about 28% by weight of cellulose, about 26% by weight of hemicellulose, about 23% by weight of lignin, about 3% by weight of other residues, % Of moisture was dried for 30 minutes at 230 ° C, 240 ° C, 250 ° C, 260 ° C and 270 ° C, respectively, to carry out semi-carbonization. The contents of the components constituting the raw materials and the contents of the components constituting the semi-carbonized biomass fuel under the respective temperature conditions are shown in Table 1 below.

반탄화 온도Semi-carbonization temperature 셀룰로오스cellulose 헤미셀룰로오스Hemicellulose 리그닌Lignin 애쉬ash 기타Etc 수분moisture 0℃
(원료)
0 ℃
(Raw material)
27.63%27.63% 25.87%25.87% 23.35%23.35% 0.36%0.36% 2.80%2.80% 19.99%19.99%
230℃230 ℃ 37.60%37.60% 24.87%24.87% 31.36%31.36% 0.73%0.73% 3.71%3.71% 1.73%1.73% 240℃240 ℃ 40.61%40.61% 18.14%18.14% 33.93%33.93% 0.60%0.60% 5.06%5.06% 1.66%1.66% 250℃250 ℃ 47.07%47.07% 9.86%9.86% 39.50%39.50% 0.91%0.91% 1.52%1.52% 1.14%1.14% 260℃260 ℃ 51.57%51.57% 3.14%3.14% 42.00%42.00% 0.90%0.90% 1.22%1.22% 1.17%1.17% 270℃270 ℃ 49.61%49.61% 3.34%3.34% 42.95%42.95% 1.79%1.79% 1.28%1.28% 1.04%1.04%

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 목질계 바이오매스를 구성하는 대부분의 헤미셀룰로오스는 230℃ 부근의 온도에서 분해되는 반면, 셀룰로오스와 리그닌은 거의 분해되지 않고 남아 있는 것을 알 수 있다(도 1 참조). 즉, 리그닌 성분이 헤미셀룰로오스보다 높은 온도에서 분해 반응이 시작되기 때문에, 단위중량 당 에너지 밀도를 높일 수 있는 리그닌 성분이 최대한으로 잔재하는 반탄화도 온도 조건은 240∼260℃인 것을 확인하였다.
As shown in Table 1, it can be seen that most of the hemicellulose constituting the woody biomass is decomposed at a temperature of around 230 ° C, while the cellulose and lignin remain almost undecomposed (see FIG. 1). That is, since the lignin component starts to decompose at a higher temperature than hemicellulose, it is confirmed that the semi-carbonization temperature condition in which the lignin component capable of increasing the energy density per unit weight is maximum is 240 to 260 ° C.

실험예Experimental Example 1. One.

상기 실시예 1의 각각의 온도 조건에서 얻어진 상기 반탄화된 목질계 바이오매스 연료의 발열량, 회수율, 에너지 손실 및 에너지 밀도를 하기 표 2에 나타내었다.The calorific value, recovery rate, energy loss and energy density of the semi-carbonized woody biomass fuel obtained under the respective temperature conditions of Example 1 are shown in Table 2 below.

반탄화도
(온도)
Half carbonization degree
(Temperature)
제품회수율(%)Product recovery rate (%) 발열량
(DB)
Calorific value
(DB)
에너지 손실
(ΔH1)
Energy loss
(? H 1 )
잔류 에너지
(ΔH2)
Residual energy
(? H 2 )
에너지 밀도
(ΔH2/H·kg)
Energy density
(ΔH 2 / H · kg)
0℃(원료)0 ℃ (raw material) 100.00100.00 4,360 kcal4,360 kcal 0 kcal0 kcal 4,360 kcal4,360 kcal 1One 230 ℃230 ℃ 91.7091.70 4,420 kcal4,420 kcal 307 kcal307 kcal 4,053 kcal4,053 kcal 1.011.01 240 ℃240 ℃ 83.6783.67 4,750 kcal4,750 kcal 386 kcal386 kcal 3,974 kcal3,974 kcal 1.091.09 250 ℃250 ℃ 71.3671.36 5,500 kcal5,500 kcal 435 kcal435 kcal 3,925 kcal3,925 kcal 1.261.26 260 ℃260 ℃ 62.5162.51 5,625 kcal5,625 kcal 844 kcal844 kcal 3,516 kcal3,516 kcal 1.291.29 270 ℃270 ℃ 50.3550.35 5,740 kcal5,740 kcal 1,470kcal1,470kcal 2,890 kcal2,890 kcal 1.321.32

상기 표 2의 결과에 의하면, 반탄화실 내부 온도가 증가함에 따라 제품의 회수율(recovery ratio)은 감소하는 경향을 보였다. 특히 회수율 변화 폭은 온도가 증가함에 따라 8∼12% 까지 감소(Δw/Δt)하는 것을 확인할 수 있다. 이는 반탄화 조건에 따라 원료의 성분이 분해되는 속도 차이에 의한 것으로 판단될 수 있다. 250℃ 이상의 온도에서 반탄화 감소폭이 증대되는 것을 확인할 수 있다. 반탄화된 제품의 발열량 또한 반탄화 정도가 높아짐에 따라 높아지는 경향을 보인다. 특히 250℃ 이후의 반탄화 조건에서 제품의 발열량이 원료에 비하여 약 750kcal 정도 높은 증가폭을 보였다. 이 역시 반탄화 공정에서 분해되고 남은 탄소 성분의 농축 및 높은 발열량을 낼 수 있는 리그닌 성분의 함량 농축에 기인하는 것으로 판단된다.
According to the results of Table 2, the recovery ratio of the product tends to decrease as the internal temperature of the semi-carbonized chamber increases. In particular, it can be seen that the rate of change of the recovery rate decreases by 8 to 12% (Δw / Δt) as the temperature increases. This can be attributed to the difference in speed at which the components of the raw material are decomposed according to the semi-carbonization condition. It can be confirmed that the decrease in half-carbonization is increased at a temperature of 250 ° C or more. The calorific value of the semi-carbonized product also tends to increase as the degree of semi-carbonization increases. Especially, in the semi-carbonization condition after 250 ℃, the heating value of the product increased by about 750 kcal compared to the raw material. This is also attributed to the concentration of the remaining carbon components and the concentration of the lignin component which can generate a high calorific value in the semi-carbonization process.

이어서, 상기 실시예 1에서 얻어진 각각의 반탄화된 바이오매스 연료의 온도 변화와 발열량에 따른 잔류 에너지 및 에너지 손실을 측정하였다 (도 2 참조). 이때, 잔류 에너지는 초기 온도에서 완만한 감소폭을 보이다가 250℃ 이후에 감소폭(기울기)이 증가하는 경향을 보였다. 또한, 에너지 손실의 경우 일정하게 유지하다가 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과로부터, 최적의 반탄화 미분연료를 제조하기 위한 조건은 리그닌의 성분을 최대한으로 유지하면서, 회수율이 높고, 에너지 손실이 최소한으로 유지될 수 있는 240∼260℃의 온도 범위인 것을 확인하였다. 특히 250℃의 온도 조건에서 최적의 반탄화가 실시된다는 것을 확인하였다.Then, the residual energy and the energy loss according to the temperature change and the calorific value of each of the semi-carbonized biomass fuels obtained in Example 1 were measured (see FIG. 2). At this time, the residual energy showed a gradual decrease in the initial temperature, but the decreasing tendency (slope) tended to increase after 250 ° C. Also, energy losses tend to increase while keeping constant. From these results, it was confirmed that the conditions for producing the optimal semi-carbide fine fuels were in the temperature range of 240 to 260 캜, in which the recovery rate was high and the energy loss was kept to a minimum while maintaining the components of lignin as much as possible. It was confirmed that the optimum semi-carbonization was carried out at a temperature of 250 ° C.

더욱이, 반탄화에 따른 연료의 중량 감소 변화에 따른 에너지 밀도 변화에서 반탄화가 진행됨에 따라 에너지 밀도가 높아지는 경향을 보였다 (도 3 참조). 특히 240℃ 이상의 온도 조건에서 에너지 밀도의 증가 폭이 높아졌으며, 250℃ 이후로 다시 완만하게 증가하는 경향을 보였다. 이는 반탄화된 연료의 에너지 농축 비율에 비해 중량의 변화 폭이 상대적으로 크게 나타나는 것이 주요한 원인으로 판단된다. 이러한 결과로부터, 에너지의 감소 변화 폭이 가장 낮고 반탄화 제품의 회수율이 가장 높은 즉, 에너지 밀도의 변화 폭이 가장 높은 구간인 250℃의 반탄화 조건이 최적의 조건으로 확인되었다.
Further, the energy density tends to increase as the semi-carbonization proceeds from the energy density change due to the change in the weight of the fuel due to the half-carbonization (see FIG. 3). Especially, the increase of the energy density at the temperature of 240 ℃ or higher was increased, and the trend of increasing again after 250 ℃ was observed. This is considered to be due to the fact that the change in weight is relatively larger than the enrichment ratio of the semi-carbonized fuel. From these results, it was confirmed that the semi - carbonization condition of 250 ℃, which is the interval in which the variation width of energy reduction is the lowest, and the recovery rate of the semi - carbonized product is the highest, that is, the range of variation of the energy density is the optimum condition.

실시예Example 2∼4 및  2 to 4 and 비교예Comparative Example 1∼3 1-3

23 중량%의 셀룰로오스, 20 중량%의 헤미셀룰로오스, 약 29 중량%의 리그닌, 25 중량%의 수분 및 잔량의 기타 잔여물로 이루어진 톱밥을 약 230∼270℃의 온도 조건에서 각각 30분 동안 건조(반탄화)하여 반탄화된 바이오매스 연료를 제조하였다. 얻어진 각각의 반탄화된 바이오매스 연료의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.Sawdust consisting of 23% by weight of cellulose, 20% by weight of hemicellulose, 29% by weight of lignin, 25% by weight of water and the balance of other residues was dried at a temperature of about 230 to 270 캜 for 30 minutes Carbonization) to produce semi-carbonized biomass fuel. The physical properties of each obtained semi-carbonized biomass fuel are shown in Table 3 below.

원료Raw material 비교예1Comparative Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 건조 온도Drying temperature 230℃230 240℃240 250℃250 260℃260 270℃270 ℃ 300℃ >300 ° C> 리그닌함량
(g)
Lignin content
(g)
29.229.2 28.8128.81 28.8728.87 28.5128.51 26.5726.57 21.8521.85 < 5<5
반탄화
원료수율
(%)
Semi-carbonization
Raw material yield
(%)
100100 91.7091.70 83.6783.67 71.3671.36 62.5162.51 50.3550.35 < 35<35
발열량Calorific value 4,3604,360 4,4204,420 4,7504,750 5,5005,500 5,6255,625 5,7405,740 > 6,000> 6,000 에너지
밀도(ΔH2/H·kg)
energy
Density (ΔH 2 / H · kg)
1.001.00 1.011.01 1.091.09 1.261.26 1.291.29 1.321.32 < 1.30<1.30

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 건조(반탄화)온도에 따라 발열량이 달라지는 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명의 반탄화된 바이오매스 원료는 240∼260℃의 온도에서 발열량의 증가 및 리그닌 함량의 감소폭이 최저인 구간임을 알 수 있다.
As shown in Table 3, it can be seen that the calorific value varies depending on the drying (semi-carbonization) temperature. That is, it can be seen that the semi-carbonized biomass raw material of the present invention has the lowest heating value and a small decrease in lignin content at a temperature of 240 to 260 ° C.

IIII . . 반탄화된Semi-carbonated 바이오매스Biomass 미분연료의 입자 입도 및  Particle size and particle size of pulverized fuel 반탄화Semi-carbonization 온도에 따른 연소 효율 Combustion Efficiency by Temperature

실시예Example 5~9 및  5 to 9 and 비교예Comparative Example 4 4

반탄화된 바이오매스 미분연료의 입자 크기에 따른 연소 효율을 조사하기 위하여, 약 28 중량%의 셀룰로오스, 약 26 중량%의 헤미셀룰로오스, 약 23 중량%의 리그닌, 약 3 중량%의 기타 잔여물 및 약 20 중량%의 수분을 함유하는 톱밥을 각각 150℃, 200℃, 250℃, 300℃, 350℃의 온도 조건에서 각각 30분 동안 건조(반탄화)하여 반탄화된 바이오매스 연료를 제조하였다. 얻어진 각각의 반탄화된 바이오매스 연료들을 입자의 입도가 각각 3.0mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하는 조건, 1.0mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하는 조건, 0.3mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하는 조건, 0.18mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하는 조건 및 0.15mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하는 조건으로 분쇄하여 다양한 입도의 반탄화된 바이오매스 미분연료를 제조하고, 각각의 연소 효율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 연소 효율은 회수된 연소재 중에 남아있는 미연탄소성분 분석을 통해 이루어진다. 미연탄소 함량은 LOI (Loss On Ignition)방법에 의해 이루어지며, 연소 효율은 하기와 같이 반탄화된 바이오매스 미분연료 내의 재함량과 상기 미분연료 내의 미연탄소 분석을 통해 계산된다. 여기서, Ashfuel 및 LOI는 각각 반탄화된 바이오매스 미분연료 내 회분의 함량과 연소 후 석탄회 중 미연탄소 함량을 의미한다.
To investigate the combustion efficiency according to the particle size of semi-carbonized biomass pulverized fuel, it was found that about 28 wt% cellulose, about 26 wt% hemicellulose, about 23 wt% lignin, about 3 wt% The sawdust containing 20% by weight of water was dried (semi-carbonized) for 30 minutes at 150 ° C, 200 ° C, 250 ° C, 300 ° C and 350 ° C, respectively, to produce semi-carbonized biomass fuel. Each of the obtained semi-carbonized biomass fuels is classified into a condition in which the particles having a particle size of 3.0 mm or less occupies 70% or more, a condition in which particles having a particle size of 1.0 mm or less occupies 70% or more, Crushed under the condition that the particles occupying not more than 0.18 mm account for not less than 70% and the particles not larger than 0.15 mm account for not less than 70%, to produce semi-carbonized biomass pulverized fuels of various grain sizes, And the results are shown in Table 3 below. Combustion efficiency is achieved by analyzing the residual carbon content in the recovered softwood. The unburned carbon content is made by the LOI (Loss On Ignition) method, and the combustion efficiency is calculated by the ash content in the semi-carbonized biomass pulverized fuel and the unburned carbon in the pulverized fuel as described below. Here, Ash fuel and LOI mean the content of ash in the semi-carbonized biomass pulverized fuel and the unburned carbon content in the coal ash after combustion, respectively.

연소 효율(%) = {1-((Ashfuel * LOI)/((100-Ashfuel)*(100-LOI)))} * 100
Combustion efficiency (%) = {1 - (Ash fuel * LOI) / (100-Ash fuel * (100-LOI)

원료처리온도

입도(70%) 
Raw material processing temperature

Grain size (70%)
비교예 4
(반탄화 안함)
Comparative Example 4
(Not semi-carbonized)
실시예 5
(150℃)
Example 5
(150 DEG C)
실시예 6
(200℃)
Example 6
(200 DEG C)
실시예 7
(250℃)
Example 7
(250 DEG C)
실시예 8
(300℃)
Example 8
(300 DEG C)
실시예 9
(350℃)
Example 9
(350 DEG C)
3.0mm3.0 mm 78.89 78.89 89.26 89.26 92.31 92.31 93.03 93.03 93.77 93.77 94.76 94.76 1.0mm1.0 mm 85.71 85.71 93.65 93.65 94.78 94.78 95.06 95.06 95.41 95.41 96.09 96.09 0.3mm0.3mm 88.95 88.95 97.64 97.64 97.81 97.81 98.34 98.34 98.66 98.66 98.88 98.88 0.18mm0.18mm 90.60 90.60 98.59 98.59 98.88 98.88 99.36 99.36 99.44 99.44 99.47 99.47 0.15mm0.15mm 91.58 91.58 99.34 99.34 99.54 99.54 99.87 99.87 99.90 99.90 99.90 99.90

상기 표 4의 결과에 의하면, 우선 연료의 입자 입도에 따른 연소 효율에 있어서는, 반탄화를 하지 않은 일반 바이오매스 연료(비교예 4)의 경우 입자의 크기가 작아질수록 연소 효율이 79%에서 91%까지 상승하는 것을 확인할 수 있다. 반탄화 온도가 높아질수록 연소 효율이 높아지며, 연료의 입자 크기가 0.3mm이하이고 150℃의 온도에서 반탄화한 경우 연소 효율이 89%에서 95% 이상인 97%까지 상승하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 연료의 입자 크기가 상대적으로 큰 3.0mm 이상의 조건에서는 반탄화에 의한 연소 효율 상승 효과를 감안하더라도 연소 효율이 95% 이상을 상회하지 못하는 것을 확인할 수 있고, 3.0mm 이하의 조건에서는 입자의 크기가 작아질수록, 반탄화 온도가 높아질수록 연소 효율은 99.9%까지 높아지는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과로부터, 반탄화된 바이오매스 미분연료의 연소 효율을 향상시키기 위해서는, 연료의 입자 크기를 1.0mm 이하가 70% 이상을 차지하고, 반탄화 온도를 150℃~350℃의 조건으로 하는 것이 바람직하며, 반탄화 온도를 240℃~260℃ 이하의 조건으로 하는 것이 더욱 바람직하다는 것을 알 수 있다.
According to the results shown in Table 4, in the case of the general biomass fuel without the semi-carbonization (Comparative Example 4), the combustion efficiency according to the particle size of the fuel was 79% to 91% %. &Lt; / RTI &gt; The higher the half-carbonization temperature, the higher the combustion efficiency. When the particle size of the fuel is 0.3 mm or less and the half-carbonization is carried out at a temperature of 150 ° C., the combustion efficiency increases from 89% to 97%, which is more than 95%. However, even under the condition that the particle size of the fuel is relatively large, 3.0 mm or more, the combustion efficiency does not exceed 95% even considering the combustion efficiency increase effect due to the half-carbonization. When the particle size is 3.0 mm or less, The combustion efficiency increases to 99.9% as the semi-carbonization temperature increases. From these results, in order to improve the combustion efficiency of the semi-carbonized biomass pulverized fuel, it is preferable that the particle size of the fuel is not more than 1.0 mm but not more than 70%, and the semi-carbonization temperature is in the range of 150 to 350 ° C , And it is more preferable to set the semi-carbonization temperature to 240 to 260 ° C.

IIIIII . . 반탄화된Semi-carbonated 바이오매스Biomass 미분연료의  Differential fuel 반탄화Semi-carbonization 온도에 따른 착화 온도 및 연소 지속 시간 Ignition temperature and ignition duration according to temperature

실시예Example 10~11 및  10-11 and 비교예Comparative Example 5~6 5 to 6

일반 우드 목분을 150℃~200℃의 온도 조건에서 30분 동안 건조(반탄화)하고 0.3mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하도록 분쇄하여 반탄화된 바이오매스 미분연료를 제조하고(실시예 10), 온도 조건만 200℃~250℃로 달리하여 반탄화된 바이오매스 미분연료(실시예 11)를 제조하고, 온도 조건만 350℃ 이상으로 하여 완전탄화된 바이오매스 미분연료(비교예 5)를 제조하였으며, 일반 우드 목분을 0.3mm 이하의 입자가 70% 이상을 차지하도록 분쇄하여 바이오매스 미분연료(비교예 6)를 제조하였다. 얻어진 각각의 바이오매스 연료들을 연소시키면서, 시차열중량분석(TG-DTA)를 이용하여 각 연료의 온도별 열변화를 측정하여 도 4의 그래프로 나타내었다. The semi-carbonized biomass pulverized fuel was prepared by drying (wood-carbonizing) ordinarywood wood powder at a temperature of 150 ° C to 200 ° C for 30 minutes and pulverizing the pulverized wood so that particles having a diameter of 0.3 mm or less accounted for 70% (Example 11) was prepared by varying the temperature condition only at 200 ° C to 250 ° C, and the fully carbonized biomass pulverized fuel (Comparative Example 5) was heated to 350 ° C or higher only in the temperature condition. And wood pulp (Comparative Example 6) was prepared by pulverizing commonwood wood powder such that particles having a diameter of 0.3 mm or less accounted for 70% or more. The results are shown in the graph of FIG. 4 by measuring the thermal change of each fuel by using differential thermal analysis (TG-DTA) while burning the obtained biomass fuels.

도 4를 참조하면, 실시예 10, 11 및 비교예 6의 경우 초기 peak가 약 320℃의 온도 구간에서 위로 치솟는 형상을 나타내는데, 이는 연료의 발열 반응이 시작되는 구간으로서 연료가 가지는 휘발분에 의한 초기 착화 현상으로 나타나는 발열 반응이며, 이때 상기 휘발분은 연료를 구성하는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 성분이 분해되면서 발생하는 가연성 가스이다. 상기 세 종류의 연료의 초기 peak 온도는 약 2℃ 내외의 미미한 차이를 보이는데, 비교예 6이 328.32℃로서, 실시예 10(325.29℃) 및 실시예 11(322.54℃)에 비해 가장 높은 발열량의 peak를 나타내고, 그에 따라 그래프 면적도 가장 넓게 나타내는 것을 알 수 있다. 이 후, 상기 세 종류의 연료는 약 454℃ 내지 468℃의 온도 구간에서 두 번째 peak를 나타내는데, 구체적으로는 비교예 6이 468.31℃로서, 실시예 10(454.37℃) 및 실시예 11(457.99℃)에 비해 높은 peak 온도를 보이며 이에 따라 반탄화 과정을 거치지 않은 비교예 6의 연료가 반탄화 과정을 거치는 실시예 10 및 11의 연료에 비하여 두 번째 발열 반응을 일으키는 char 성분, 카본 성분 등의 함량이 상대적으로 낮다는 결론을 의미한다. 이 때 각 연료의 초기 착화부터 연소 반응이 완료되는 시점까지 소요된 시간은 비교예 6이 21분, 실시예 10이 19분, 실시예 11이 14분 순으로 짧게 나타나는 결과를 보였다.Referring to FIG. 4, in the case of Examples 10 and 11 and Comparative Example 6, the initial peak shows a rising shape at a temperature interval of about 320 ° C. This is an interval in which the exothermic reaction of fuel starts, And the ignition is an exothermic reaction. In this case, the volatile matter is a combustible gas generated by decomposing components such as cellulose, hemicellulose, and lignin constituting the fuel. The initial peak temperatures of the three types of fuels show a slight difference of about 2 ° C or less, and Comparative Example 6 is 328.32 ° C, which is the highest peak value of the peak heat amount in Example 10 (325.29 ° C) and Example 11 (322.54 ° C) And the area of the graph is also shown to be the widest. Thereafter, the three kinds of fuels exhibit a second peak in the temperature range of about 454 ° C to 468 ° C. Specifically, in Comparative Example 6, 468.31 ° C, Example 10 (454.37 ° C) and Example 11 (457.99 ° C ), And thus the content of char component and carbon component causing the second exothermic reaction as compared with the fuel of Examples 10 and 11 in which the fuel of Comparative Example 6 which had not undergone the semi-carbonization process underwent the half-carbonization process Is relatively low. In this case, the time required from the initial ignition of each fuel to the completion of the combustion reaction was shorter in the order of 21 minutes for Comparative Example 6, 19 minutes for Example 10, and 14 minutes for Example 11.

이는 반탄화 과정을 거치지 않은 비교예 6의 연료가 반탄화 과정을 거치는 실시예 10 및 11의 연료에 비하여 초기 연소 반응에 상대적으로 많은 양의 가연성 성분을 사용하는 것을 의미하며, 연료의 전체 연소반응에서 가연성 가스성분에 의한 연소 비율이 고체탄소성분들의 연소비율에 비해 높다는 것을 의미한다. 바이오매스 연료의 가연성 가스성분의 연소 생성물에는 이산화탄소(CO2) 외에 수분(H2O)도 생성되는데 이 수분은 이 후 2차 peak의 탄소 연소반응 속도를 저하시킬 수 있는 요인이 되므로 연소 반응이 느려져 연료의 불완전 연소를 야기시킬 가능성이 높다. 또한 연소장치에 의한 연소반응에서는 연료의 연소시간이 짧아야 연소효율이 높아지는 점을 감안할 경우 비교예 6과 같이 가연성 가스에 의한 연소반응이 지배적일 때, 연료 중 잔재하는 고정탄소 성분의 연소반응이 진행되지 못하여 불완전 연소된 연료가 Ash와 함께 배출되는 경향을 나타낸다. 또한 첫 번째 peak의 높이와 면적을 토대로 각각 연료의 곡선을 비교할 경우, 착화가 시작되는 시점은 유사하지만 초기 착화 이 후 연소반응이 종료되는데 소요된 연소 시간은 실시예 11>실시예 10>비교예 6>비교예 5 순으로 빠르게 나타나는 것을 알 수 있다. 이러한 실험예를 통해 반탄화 혹은 과건조된 연료는 열처리 되지 않은 일반 바이오매스연료가 가지는 빠른 착화 속도의 장점을 그대로 유지하고, 느린 연소 시간을 단축하여 연료의 연소 효율을 높여 일반 바이오매스 연료의 단점을 보완한 연료라는 것을 확인할 수 있다.This means that the fuel of Comparative Example 6, which has not undergone the semi-carbonization process, uses a relatively large amount of combustible components in the initial combustion reaction as compared with the fuel of Examples 10 and 11 which undergo the half-carbonization process, The combustion rate by the combustible gas component is higher than the combustion rate of the solid carbon components. In addition to carbon dioxide (CO2), water (H2O) is also generated in the combustion products of combustible gas components of biomass fuels. This moisture is a factor that can lower the carbon burning reaction rate of the secondary peak, There is a high possibility of causing incomplete combustion. Considering that the combustion efficiency of the fuel is increased in the combustion reaction by the combustion apparatus, when the combustion reaction by the combustible gas is dominant as in Comparative Example 6, the combustion reaction of the fixed carbon component remaining in the fuel proceeds And the incompletely combusted fuel tends to be discharged together with Ash. In addition, when the fuel curves are compared based on the height and area of the first peak, the start time of ignition is similar, but the combustion time required for completing the combustion reaction after the initial ignition is as follows: Example 11> Example 10> 6> Comparative Example 5 in that order. These experimental examples show that the semi-carbonized or dried fuel maintains the advantage of the rapid ignition speed of the untreated general biomass fuel and shortens the slow combustion time to increase the combustion efficiency of the fuel, Which is the fuel supplemented with the fuel.

한편, 비교예 5의 경우 완전탄화에 의해 휘발분이 제거된 상태이므로, 상기 실시예 10, 11 및 비교예 6의 경우와 달리 약 320℃~570℃의 온도 구간에서 위로 치솟는 peak를 보이지 않으며, 약 644℃에서 카본 성분에 의한 발열 반응이 일어난다. 이는 비교예 6의 두 번째 발열 반응과 비교했을 때, 오히려 상대적으로 더 높은 온도인데, 이는 초기 휘발분의 연소에 의한 발열 반응에 연계되는 촉매 효과 없이 char나 탄소 성분의 표면 연소가 1차적으로 이루어지기 때문이다. On the other hand, in the case of Comparative Example 5, unlike the cases of Examples 10 and 11 and Comparative Example 6, peaks rising in the temperature range of about 320 ° C to 570 ° C were not observed because volatile components were removed by complete carbonization, An exothermic reaction by the carbon component occurs at 644 ° C. Compared with the second exothermic reaction of Comparative Example 6, this is a relatively higher temperature because the surface combustion of char or carbon components is performed primarily without the catalytic effect associated with the exothermic reaction by the combustion of the initial volatile components Because.

상기 결과를 하기 표 5에 다시 나타내었다.The results are shown in Table 5 below.

실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 착화 온도
(초기 peak가 나타나는 온도)
Ignition temperature
(The temperature at which the initial peak appears)
325.29℃325.29 DEG C 322.54℃322.54 DEG C XX 328.32℃328.32 DEG C
char, 탄소 성분 등에 의한 발열 반응이 일어나는 온도temperature at which an exothermic reaction occurs due to char, carbon components, etc. 454.37℃454.37 DEG C 457.99℃457.99 DEG C 649.53℃649.53 DEG C 468.31℃468.31 DEG C 연소 시간Burning time 19분19 minutes 14분14 minutes 21분21 minutes 30분 이상More than 30 minutes

Claims (18)

셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등을 주성분으로 포함하는 바이오매스 원료를 밀폐된 반탄화실에 투입하는 단계;
상기 반탄화실에 투입된 상기 바이오매스 원료를 반탄화 온도에서, 20∼40분 동안 건조하여 반탄화된 바이오매스 연료를 제조하는 반탄화 단계; 및
상기 반탄화된 바이오매스 연료를 분쇄하는 분쇄 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
Introducing a biomass raw material containing cellulose, hemicellulose, lignin and the like as a main component into a closed semi-carbonization chamber;
A semi-carbonization step of producing the semi-carbonized biomass fuel by drying the biomass raw material charged in the semi-carbonization chamber at a semi-carbonization temperature for 20 to 40 minutes; And
And a crushing step of crushing the semi-carbonized biomass fuel.
청구항 1에 있어서,
상기 반탄화 온도는 150∼350℃인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the semi-carbonization temperature is 150 to 350 占 폚.
청구항 1에 있어서,
상기 반탄화 온도는 240∼260℃인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the semi-carbonization temperature is 240 to 260 ° C.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오매스 원료는 30∼45 중량%의 셀룰로오스, 20∼30 중량%의 헤미셀룰로오스, 25~35 중량%의 리그닌, 2∼10 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어진 목질계 바이오매스 원료인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The biomass feedstock is a ligneous biomass feedstock comprising 30-45 wt.% Cellulose, 20-30 wt.% Hemicellulose, 25-35 wt.% Lignin, 2-10 wt.% Water and other residues Wherein the biomass fuel is a biomass fuel.
청구항 4에 있어서,
상기 목질계 바이오매스 원료는 톱밥, 우드칩, 펄프칩, 폐목재 및 산림 부산물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
The method of claim 4,
Wherein the woody biomass feedstock is any one selected from the group consisting of sawdust, wood chips, pulp chips, waste wood, and forest by-products.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오매스 원료는 20∼40 중량%의 셀룰로오스, 25∼35 중량%의 헤미셀룰로오스, 10∼35 중량%의 리그닌, 5~25 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어진 초본계 바이오매스 원료인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The biomass feedstock is an herbal biomass feedstock comprising 20-40 wt% cellulose, 25-35 wt% hemicellulose, 10-35 wt% lignin, 5-25 wt% water, and other residues Wherein the biomass fuel is a biomass fuel.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오매스 원료는 20∼40 중량%의 셀룰로오스, 25∼35 중량%의 헤미셀룰로오스, 10∼35 중량%의 리그닌, 5~25 중량%의 수분 및 기타 잔여물로 이루어진 초본계 바이오매스 원료인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The biomass feedstock is an herbal biomass feedstock comprising 20-40 wt% cellulose, 25-35 wt% hemicellulose, 10-35 wt% lignin, 5-25 wt% water, and other residues Wherein the biomass fuel is a biomass fuel.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오매스 원료의 입자 크기는 0.075∼250mm인 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the particle size of the biomass feedstock is 0.075 to 250 mm.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반탄화된 바이오매스 연료는 200∼240℃ 온도분위기하에서 배출되는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the semi-carbonized biomass fuel is discharged under a temperature atmosphere of 200 to 240 캜.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반탄화된 바이오매스 연료는 40~52 중량%의 셀룰로오스, 3~19 중량%의 헤미셀룰로오스, 33~43 중량%의 리그닌, 1~2 중량%의 수분 및 잔량의 기타 잔여물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The semi-carbonized biomass fuel is composed of 40 to 52% by weight of cellulose, 3 to 19% by weight of hemicellulose, 33 to 43% by weight of lignin, 1 to 2% by weight of water, Wherein the biodegradable fuel is biodegradable.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반탄화 단계는 산소나 공기가 차단된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the semi-carbonization step is performed in a state where oxygen or air is blocked.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분쇄 단계는 튜브밀에서 수행되는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the milling step is performed in a tube mill. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
청구항 12에 있어서,
상기 튜브밀은 수평으로 누운 로타리 드럼 타입의 분쇄기를 포함하며, 상기 분쇄기 내부에서 반탄화된 바이오매스 연료가 분쇄되는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
The method of claim 12,
Wherein the tube mill comprises a horizontally laid rotary drum type mill, wherein the semi-carbonized biomass fuel is pulverized within the mill.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분쇄 단계 이전에, 상기 반탄화된 바이오매스 연료를 25~30℃로 냉각시키는 냉각 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반탄화된 바이오매스 미분연료의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a cooling step of cooling the semi-carbonized biomass fuel to 25-30 占 폚 prior to the pulverizing step.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 반탄화된 바이오매스 미분연료.A semi-carbonated biomass pulverized fuel produced by the process according to any one of claims 1 to 3. 청구항 15에 있어서,
상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자상 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 미분연료.
16. The method of claim 15,
Wherein the semi-carbonated biomass pulverized fuel has a particulate form.
청구항 16에 있어서,
상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자 크기가 0.15mm 이하인 것이70%이상인 입도 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 미분연료.
18. The method of claim 16,
Characterized in that the semicarbonated biomass pulverized fuel has a particle size distribution in which the particle size is 0.15 mm or less is 70% or more.
청구항 16에 있어서,
상기 반탄화된 바이오매스 미분연료는 입자 크기가 2mm 이하인 것이 100%이상인 입도 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 미분연료.
18. The method of claim 16,
Wherein the semi-carbonized biomass pulverized fuel has a particle size distribution in which the particle size is 2 mm or less is 100% or more.
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