KR20170069544A - Method for Producing Coal-Biomass Mixed Fuel with High Biomass Content - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석탄과 바이오매스 반탄화물을 혼합한 고농도 바이오매스 함량을 갖는 고체연료 제조방법에 관한 것으로, 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생되는 반탄화 가스를 건조 석탄에 재공급하여 석탄 건조 및 열풍에 포함된 휘발물질을 석탄에 재흡착시키고, 이를 이용한 석탄-바이오매스 혼합연료를 제조하여 브리켓 고형 연료제조 또는 가스화하는 에너지 절약형 혼합 고체연료 제조방법이다.The present invention relates to a method for producing a solid fuel having a high concentration of biomass in which coal and biomass semi-carbide are mixed. The semi-carbonized gas generated in the step of producing biomass semi-carbide is supplied to dry coal, The present invention relates to an energy-saving mixed solid fuel production method of re-adsorbing a volatile substance contained in coal and producing coal-biomass mixture fuel using the same, thereby producing briquetted solid fuel or gasification.
Description
본 발명은 석탄과 바이오매스 반탄화물을 혼합한 고체연료 제조방법에 관한 것으로, 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생되는 반탄화 가스를 건조 석탄에 주입하여 반탄화 가스에 포함된 휘발물질을 석탄에 흡착시켜 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 흡착된 건조 석탄을 혼합하는 혼합 고체연료 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a solid fuel in which coal and biomass semicarbides are mixed. The semi-carbonized gas generated in the step of producing the biomass semicarbide is injected into dry coal to adsorb the volatile substances contained in the semi- The present invention relates to a method for producing a mixed solid fuel by mixing biomass semi-carbide and dry coal adsorbed by volatiles.
최근 원유 값이 폭발적으로 상승하면서 원유를 대체할 수 있는 에너지원을 확보하고자 하는 노력이 증가하고 있다. 태양에너지, 바이오 에너지 등 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 산업적 이용에는 아직 많은 한계가 있다. 이에 최근에는 석탄에 대한 수요가 다시 증대되고 있으며, 국내에서는 대부분의 탄광이 폐광된 상태이므로 호주, 인도네시아 등 해외에서 석탄을 수입해오고 있는 실정이다. Recently, crude oil prices are exploding, and efforts are being made to secure energy sources that can replace crude oil. Research on new energy sources that can replace existing fossil fuels such as solar energy and bio energy has been actively conducted, but there are still many limitations in industrial use. In recent years, demand for coal has been rising again, and since coal mines are mostly abandoned in Korea, coal is being imported from overseas countries such as Australia and Indonesia.
석탄을 직접 연소시켜 화력발전을 하기 위해서는 무연탄, 역청탄 등의 고품위 석탄이 사용되어야 한다. 향후 발전용 연료로 사용되고 있는 역청탄 및 반무연탄의 고갈에 따른 대책마련을 위해 매장량이 풍부하고 가격이 저렴한 저등급 석탄(LRC: Low Rank Coal)의 활용에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 저등급 석탄중 고수분 석탄인 갈탄은 수분이 35% 이상이고 발열량은 4,200kcal/kg 이하로 석탄에 포함된 수분은 연소과정 중 기화되면서 열을 흡수하므로 연료가 가지는 열량을 소모시킨다. 이러한 저등급 석탄을 고품위화하여 활용하기 위한 연구가 이미 1980년대 초반부터 활발하게 진행되어 왔다. 그러나 아직까지 저등급석탄을 활용하기 위한 기술, 예를 들면 유동층 건조기술과 같은 경우는 오랜시간과 많은 동력이 요구되는 등 상업적으로 널리 쓰이는 고품위화 기술이 미비한 상태이다. High-quality coal such as anthracite coal and bituminous coal should be used for direct thermal power generation by directly burning coal. The interest in utilization of low rank coal (LRC: Low Rank Coal), which is rich in reserves and low in price, has been greatly increased for countermeasures against depletion of bituminous coal and semi-anthracite which are used as future generation fuel. High-grade coal, a high-grade coal, has a moisture content of 35% or more and a calorific value of 4,200 kcal / kg or less. Moisture contained in coal is vaporized during combustion and consumes heat. Studies have been actively carried out since the early 1980s to make these low grade coal high grade and utilize it. However, technologies for utilizing low-grade coal, such as fluidized-bed drying technology, have not yet been commercially available, for example, for a long period of time and a lot of power is required.
한편, 최근 바이오매스가 새로운 에너지원으로 주목받고 있다. 바이오매스는 나무 등에서 얻을 수 있는 목질계 바이오매스, 사탕수수, 과실 폐액 등으로부터 얻어지는 당질계 바이오매스 및 생활 폐기물로부터 얻어지는 바이오매스 등으로 분류 될 수 있으며, 그 중 목질계 바이오매스는 황 함량이 적기 때문에 SO2 발생을 저감할 수 있는 친환경적 재생에너지 연료이다. 그러나 목질계 바이오매스는 일반적으로 발열량이 석탄의 6~7할 수준으로 에너지 밀도가 낮고, 소재 내부의 공극률이 매우 높기 때문에 수송효율이 석탄에 비해 크게 떨어지는 단점이 있다. 또한, 신재생에너지공급의무화(RPS) 제도 시행으로 일정규모 이상의 발전설비는 총 발전량의 일정비율 이상 신재생에너지를 이용하여 공급하도록 의무화 되어 있기에 현재 석탄화력 발전소에 바이오매스를 단순 혼합하여 사용하는 방법이 일반적으로 적용되고 있다. 그러나, 바이오매스의 섬유질로 인하여 기존의 석탄 분쇄 및 공급 시설에서의 적용 한계로 인하여 최대 5% 이하의 바이오매스만이 석탄과 혼합하여 공급이 가능하여, RPS 이행 미흡으로 인한 발전사 과징금이 수백억에 달하고 있다. Meanwhile, recently, biomass has attracted attention as a new energy source. Biomass can be classified into carbohydrate-based biomass obtained from woody biomass, sugarcane, fruit waste, etc. obtained from wood and biomass obtained from municipal waste, among which woody biomass has a low sulfur content It is an environmentally friendly renewable energy fuel that can reduce SO 2 generation. However, woody biomass generally has a low energy density with a calorific value of 6 ~ 70% of that of coal, and the porosity inside the material is very high, so transportation efficiency is significantly lower than that of coal. In addition, since the RPS system is mandatory, it is obligatory to use the renewable energy to supply more than a certain percentage of the total power generation capacity. Is generally applied. However, because of the biomass fiber, it is possible to mix only up to 5% of biomass with coal because of limit of application in existing coal grinding and supply facilities. have.
이에 따라 저등급 석탄 및 바이오매스의 각 단점을 보완하기위해 저등급 석탄과 바이오매스의 혼합 연료 또는 연료 제작 시스템이 개발되고 있다. 그러나 지금까지 조사된 문헌에 의하면 대부분의 석탄/바이오매스의 혼합 연소 시에 바이오매스에 포함되어 있는 많은 휘발성분으로 인해 화염 불안정성이 일어날 수 있고, 회분의 낮은 융착 온도에 의해 슬래깅(slagging), 파울링 (fouling) 현상이 일어나는 단점이 있어, 기존 발전소에서는 제한된 양을 혼합하여 사용하며 휘발성분을 처리하기 위한 별도의 장치가 필요하다. Accordingly, a mixed fuel or fuel production system of low grade coal and biomass is being developed to compensate for the shortcomings of low grade coal and biomass. However, according to literature investigated so far, flammable instability may occur due to a large amount of volatiles contained in the biomass in the mixed combustion of most coal / biomass, slagging due to low fusion temperature of ash, There is a drawback that fouling occurs, and existing plants use a limited amount of mixing and require separate equipment to treat volatile components.
대한민국 공개특허 2013-7011963호는 바이오매스 반탄화에 관한 것으로, 반탄화시 발생하는 가스를 반탄화 반응기에 재공급하여 열원으로 재사용하는 재순환하는 반탄화 시스템 및 방법을 개시한다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-7011963 discloses a recycling-based semi-carbonization system and method for reusing a gas generated during semi-carbonization to a semi-carbonization reactor and reusing it as a heat source.
대한민국 공개특허 2013-0039356호는 미분연료에 관한 것으로, 미분쇄된 그린석탄 및 바이오매스를 포함하는 미분연료를 개시한다. 그러나 선행기술들은 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분 제거 처리장치가 필요하다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0039356 discloses a pulverized fuel containing pulverized green coal and biomass. However, the prior art requires an apparatus for removing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step.
따라서 높은 안정성, 저비용 및 간단한 공정의 석탄 및 바이오매스를 이용한 연료 개발이 필요하다.It is therefore necessary to develop fuels using coal and biomass with high stability, low cost and simple process.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 가스를 석탄에 재공급하여 석탄의 건조와 동시에 가스내에 포함된 휘발분을 석탄에 코팅하고, 이와 바이오매스 반탄화물을 혼합하여, 에너지 효율적으로 제조된 높은 바이오매스 함량을 갖는 혼합연료 제조방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a biomass semi-carbide by reacting coal, To provide a method for producing a blended fuel having a high biomass content, which is produced in an energy-efficient manner.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 가스를 석탄에 재공급하여 석탄의 건조와 동시에 가스내에 포함된 휘발분을 석탄에 코팅하고, 이와 같이 휘발분이 코팅된 석탄과 바이오매스 반탄화물을 혼합한 혼합연료 제조방법을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that the present invention provides a method for producing a biomass semi-carbide by reacting coal generated from a biomass- The present invention has been accomplished based on the discovery of a method for producing a mixed fuel by mixing a biomass semi-carbide.
본 발명은, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법으로, 상기 방법은, 저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계; 목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계; 상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계; 상기 연료 혼합물을 가스화하는 단계; 및 상기 가스화하는 단계에서 발생되는 고온의 배출가스를 바이오매스 반탄화에 사용하는 단계를 포함하고, 상기 반탄화 가스는 70 내지 200℃의 온도로 가스 흡착기로 주입되며, 상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합되는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing coal-biomass blended fuel having a high biomass content, the method comprising: a dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal; A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass; Injecting the dry coal into a gas adsorber; A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal; A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter; Gasifying the fuel mixture; And using the high-temperature exhaust gas generated in the gasifying step for biomass carbonization, wherein the semi-carbonized gas is injected into the gas adsorber at a temperature of 70 to 200 ° C, and the biomass- The present invention provides a method for producing a coal-biomass mixed fuel having a high concentration of biomass, wherein the volatile-content-coated coal is mixed at a weight ratio of 1: 9 to 5: 5.
본 발명은 또한, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법으로, 상기 방법은, 저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계; 목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계; 상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계; 및 상기 연료 혼합물을 압축하여 성형하는 단계를 포함하고, 상기 반탄화 가스는 70 내지 200℃의 온도로 가스 흡착기로 주입되며, 상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합되는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a coal-biomass blended fuel having a high biomass content, the method comprising: a dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal; A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass; Injecting the dry coal into a gas adsorber; A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal; A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter; And compressing and molding the fuel mixture, wherein the semi-carbonized gas is injected into the gas adsorber at a temperature of 70 to 200 DEG C, the biomass semi-carbide and the volatile coal coated coal are mixed in a ratio of 1: 9 to 5 : ≪ / RTI > 5 by weight, based on the total weight of the coal-biomass blended fuel.
본 발명은 또한, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법으로, 상기 방법은, 저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계; 목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계; 상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계; 상기 연료 혼합물의 일부를 압축하여 성형하고 일부를 제외한 나머지는 가스화하는 단계; 및 상기 가스화하는 단계에서 발생되는 고온의 배출가스를 바이오매스 반탄화에 사용하는 단계를 포함하고, 상기 반탄화 가스는 100 내지 200℃의 온도로 가스 흡착기로 주입되며, 상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합되는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a coal-biomass blended fuel having a high biomass content, the method comprising: a dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal; A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass; Injecting the dry coal into a gas adsorber; A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal; A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter; Compressing and molding a part of the fuel mixture, and gasifying the remainder of the fuel mixture; And using the high temperature exhaust gas generated in the gasifying step for biomass semi-carbonization, wherein the semi-carbonized gas is injected into the gas adsorber at a temperature of 100 to 200 ° C, and the biomass- The present invention provides a method for producing a coal-biomass mixed fuel having a high concentration of biomass, wherein the volatile-content-coated coal is mixed at a weight ratio of 1: 9 to 5: 5.
본 발명은 또한, 상기 저등급 석탄은 이탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄 및 무연탄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass, wherein the low grade coal is at least one selected from the group consisting of peat, lignite, sub-bituminous coal, bituminous coal and anthracite coal.
본 발명은 또한, 상기 목질계 바이오매스는 나무 블럭, 우드칩, 통나무, 나무 가지, 나무 부스러기, 낙엽, 목판, 톱밥, 야자나무, PKS(palm kernel shell), EFB(empty fruit bunches), FFB(fresh fruit bunches), 및 야자제분찌꺼기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to the use of wood-based biomass as wood block, wood chip, log, tree branch, wood crumbs, fallen leaves, wood board, sawdust, palm trees, palm kernel shells, empty fruit bunches, FFB fresh fruit bunches, and coconut crumbs. The present invention also provides a method for producing coal-biomass mixed fuels having a high concentration of biomass.
본 발명은 또한, 상기 휘발분은 아세트산, 푸르푸랄(furfural, C5H4O2) 등 목질계에서 분해된 헤미셀룰로오스와 일부 소량의 셀룰로오스 및 리그닌 성분을 포함하는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a coal-biomass having a high concentration of biomass, which comprises hemicellulose decomposed in the woody system such as acetic acid, furfural (C 5 H 4 O 2 ) and a small amount of cellulose and lignin components A method for producing a mass blended fuel is provided.
본 발명은 또한, 상기 가스 흡착기로 주입되는 반탄화 가스는, 최소 10 m3/min 내지 최대 1,200 m3/min 범위의 풍량으로 주입되는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass content, wherein the semi-carbonized gas injected into the gas adsorber is injected at an air flow rate ranging from at least 10 m 3 / min to at most 1,200 m 3 / min .
본 발명은 또한, 상기 연료 혼합물 제조 단계는, 상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄에 바인더를 함께 혼합하고; 상기 바인더는 감자전분, 옥수수전분, 사탕무원액, 사탕무박, 사탕무당밀, 사탕수수원액, 사탕수수당밀, 바가스, 카복시메틸전분, 카복시메틸셀룰로우스, 덱스트린, 구아검, 송진, 나무타르/피치, 목재펄프, 흑액, 아황산폐액, 리그노설퍼네이트, 그리닌설퍼네이트 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 도축폐기물, 폐플라스틱, 맥주폐기물, PVA, APP, PVC, 페놀알데하이드 수지, 목질계 바이오 오일, 알긴산, 알카리셀룰로오스, 아민, 안트라센, 아랄다이트, 뷰타디엔, 카제인, 카사바, 아마씨오일, 대두오일, 에폭시수지, 퓨란유도체, 글리세롤, 글리세롤에스터유도체, 휴민산, 하이드록시아민, 루핀씨오일, 나이트로페놀, 유기실리콘, 페놀알데하이드 수지, 폴리아크릴아미드, 폴리알킬렌 글리세롤 폴리에틸렌 산화물, 석유 산화물, 폴리아미드, 폴리에스터 수지, 탄화수소 폴리머, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세틸, 백년초 라텍스, 수지, 톱밥, 셰일 역청, 셸락, 대두, 스타리렌 폴리머, 아황산염 액, 타르, 주석산염, 요소 포름알데히드 수지, 비닐 폴리머, 콜타르/피치, 석유피치, 석유 역청, 중질원유, 중질잔사유, 아스팔트 및 석유 증류 잔사물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고, 상기 연료 혼합물 전체의 1 내지 20 중량%로 포함되는, 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법을 제공한다.The present invention is further characterized in that the fuel mixture preparation step comprises mixing the biomass semi-carbide and volatile matter-coated coal together with a binder; The binder may be selected from the group consisting of potato starch, corn starch, sugar beet stock, sugar beet, sugar beet molasses, sugar cane juice, sugar cane molasses, bagasse, carboxymethyl starch, carboxymethylcellulose, dextrin, guar gum, , Wood pulp, black solution, sulfurous acid waste solution, lignosulfuronate, greenin sulphonate cellulose, hemicellulose, slaughter waste, waste plastic, beer waste, PVA, APP, PVC, phenol aldehyde resin, woody bio oil, alginic acid, alkali cellulose , An amine, anthracene, araldite, butadiene, casein, cassava, flaxseed oil, soybean oil, epoxy resin, furan derivative, glycerol, glycerol ester derivative, humic acid, hydroxyamine, lupine seed oil, Silicone, phenol aldehyde resin, polyacrylamide, polyalkylene glycerol polyethylene oxide, petroleum oxide, polyamide, polyester resin, Hydrogenated polymer, polyurethane, polyvinyl acetyl, latex latex, resin, sawdust, shale bitumen, shellac, soybean, styrene polymer, sulfite solution, tar, stearate, urea formaldehyde resin, vinyl polymer, coal tar pitch , Coal tar having a high concentration of biomass, at least one selected from the group consisting of petroleum bitumen, heavy crude oil, heavy crude oil, asphalt and petroleum distillation residues, - a method for producing a biomass mixed fuel.
본 발명의 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합연료 제조방법은 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 가스를 석탄에 재공급하여 가스내에 포함된 휘발분을 석탄에 코팅하고, 이와 바이오매스 반탄화물을 혼합하여 연료 효율이 향상된 혼합연료를 제조한다. 또한 제조된 혼합연료를 가스화하여 전력생산이 가능하며 가스화하는 단계에서 발생한 고온의 가스는 바이오매스 반탄화에 사용함으로써 본 발명의 혼합연료 제조방법은 연료 제조, 전력생산 및 가스 활용이 가능하여 에너지 효율을 극대화 할 수 있다.The method for producing a coal-biomass mixed fuel having a high concentration biomass content according to the present invention is characterized in that the gas generated in the step of producing biomass semi-carbide is re-supplied to coal to volatilize the coal contained in the gas, To produce a mixed fuel with improved fuel efficiency. In addition, since the produced mixed fuel can be gasified to generate electric power and the high-temperature gas generated in the gasification step is used for biomass semi-carbonization, the mixed fuel production method of the present invention can produce fuel, Can be maximized.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 석탄-바이오매스 혼합연료 제조방법 및 전력생산 방법의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 휘발분 흡착 실험장치를 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따른 아세트산의 석탄 흡착 실험 결과이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow diagram of a coal-biomass blended fuel production method and a power production method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an experimental apparatus for adsorbing volatile components according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows experimental results of adsorption of acetic acid on coal according to one embodiment of the present invention.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to the detailed description of the present invention, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
한 양태에서 본 발명은 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법 및 전력생산 방법으로, 상기 방법은 저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계; 목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계; 상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계; 상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계; 상기 연료 혼합물을 가스화하는 단계; 상기 가스화하는 단계에서 발생되는 고온의 배출가스를 바이오매스 반탄화에 사용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 또 다른 구현예에서는, 상기 연료 혼합물 제조단계에 상기 바이오매스 반탄화물 및 휘발분이 코팅된 석탄과 함께 바인더를 혼합한다. In one aspect, the present invention provides a process for producing a coal-biomass blended fuel having a high biomass content and a process for producing power, the process comprising: a dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal; A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass; Injecting the dry coal into a gas adsorber; A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal; A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter; Gasifying the fuel mixture; And using the hot exhaust gas generated in the gasifying step for biomass semi-carbonization. In another embodiment of the present invention, the binder is mixed with the biomass semi-carbide and volatile matter-coated coal in the fuel mixture preparation step.
도 1을 참조하면 상기 방법은 건조석탄에 바이오매스 반탄화물이 혼합된 고품위화 연료 제조방법 및 이를 이용한 전력생산방법의 통합공정이다. 석탄은 분쇄되어 건조기에서 건조된 건조석탄이 가스 흡착기(20)에 주입된다. 분쇄되는 석탄의 평균입도는 수 mm 에서 수십 mm 이며, 크게는 수백 mm 크기의 괴탄도 포함될 수 있다. 상기 분급 공정에서 일정 이상의 크기를 가지는 석탄은 순환시켜 재분쇄를 실시하고, 일정 이하의 미분입자는 별도로 포집하여 사용한다. 석탄의 건조는 열풍을 이용한 건조 방식으로 100℃ 내지 200℃의 열풍으로 건조한다. 본 발명의 상기 바이오매스는 반탄화기(10)에서 반탄화되며, 이때 발생하는 반탄화 가스는 가스 흡착기(20)로 주입된다. 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 건조석탄에 주입함으로써 상기 휘발분이 건조석탄에 코팅된다. 한 구현예에서 상기 저등급 석탄은 이탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄 및 무연탄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 석탄은 갈탄, 아역청탄과 같은 저급탄을 사용하였다. 한 구현예에서 상기 바이오 매스는 목질계 바이오 매스로 나무 블럭, 우드칩, 통나무, 나무 가지, 나무 부스러기, 낙엽, 목판, 톱밥, 리그닌, 자일렌, 리그노셀룰로오스, 야자나무, PKS(palm kernel shell), 야자섬유질, EFB(empty fruit bunches), FFB(fresh fruit bunches), 야자잎 및 야자제분찌꺼기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다. Referring to FIG. 1, the method is an integrated process for manufacturing a high-grade fuel in which biomass semi-carbide is mixed with dry coal and a power production method using the same. The coal is pulverized and the dried coal dried in the dryer is injected into the
본 발명의 반탄화는 직접 열전달 방식으로, 바이오매스 반탄화기(10)에 열풍을 불어넣어 바이오매스를 반탄화하는 방식이다. 상기 반탄화기는 바이오매스 투입부, 반탄화된 바이오매스를 배출하는 배출부, 팬 장치와 연결된 열풍 주입부 및 열풍 배출부를 구비하고 있다. 바이오매스는 분쇄되어 주입하는 것이 바람직하며, 분쇄 사이즈는 1 내지 50mm, 바람직하게는 10 내지 50mm이다. 상기 범위보다 입자크기가 작으면 비산 및 발화 문제가 발생할 수 있으며, 상기 범위보다 입자크기가 크면 반탄화시 열 에너지가 많이 소요된다. 반탄화가 완료된 바이오매스 반탄화물은 추가로 분쇄될 수 있다. 상기 반탄화기에 주입되는 열풍의 속도 및 부피는 상기 팬 장치에 의해 조절되며, 주입되는 열풍의 양은 1 내지 15 Nm3/kg(공기유량/바이오매스량), 바람직하게는 1 내지 5 Nm3/kg일 수 있다. 상기 주입된 열풍에 의해 바이오매스는 반탄화되면서 다양한 휘발분이 동시에 배출된다. 상기 휘발분에는 아세트산을 포함하는 유기산, 타르 등 열량을 가지는 물질이 다량 포함되어 있으며, 본 발명에서는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 건조석탄에 주입하여 석탄의 2차 건조 및 석탄에 휘발분을 코팅하여 석탄의 무게당 연료의 발열량을 향상 시킬수 있으며, 또한 반탄화 가스 처리장치를 별도로 구비할 필요가 없어 경제적이다. 본 발명의 한 구현예에서 상기 반탄화 가스의 온도는 70 내지 200℃이다. 또한 본 발명의 일 구현예에서 상기 반탄화가스는 풍량범위 최소 10 m3/min 내지 최대 1,200 m3/min으로 가스 흡착기로 주입될 수 있다. 또한, 가스 흡착기에 주입되기 전에 열교환기를 거쳐 주입될 수 있으며, 상기 열교환기는 반탄화 가스의 온도를 70 내지 200℃으로 조절하기 위함이다. 상기 온도 범위보다 낮은 온도일 경우 휘발분이 응축되거나 또는 석탄 건조 효율이 떨어지며, 상기 온도 범위보다 높은 온도일 경우 석탄의 열분해가 일어날 수 있다. The semi-carbonization of the present invention is a direct heat transfer method in which hot air is blown into the biomass half-
상기 바이오매스 반탄화물 및 휘발분이 코팅된 석탄은 혼합기(30)로 주입되며, 필요에 따라 바인더를 첨가하여 연료 혼합물을 형성한다. 상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합된다. 상기 중량비에서 바이오매스 반탄화물의 중량비가 최소 범위보다 적을 경우 연료제조 비용이 증가하고 압축강도가 감소 할 수 있다. 상기 중량비에서 바이오매스 반탄화물의 중량비가 최대 범위보다 많을 경우 발열량이 감소할 수 있다. 상기 연료 혼합물은 바인더를 첨가함으로써 혼합연료의 성형을 용이하게 하고 제조되는 브리켓 또는 펠렛의 압축강도를 증가시킬 수 있으며, 또한 석탄의 자연 발화를 억제할 수 있다. 한 구현예에서 상기 바인더는 감자전분, 옥수수전분, 사탕무원액, 사탕무박, 사탕무당밀, 사탕수수원액, 사탕수수당밀, 바가스, 카복시메틸전분, 카복시메틸셀룰로우스, 덱스트린, 구아검, 송진, 나무타르/피치, 목재펄프, 흑액, 아황산폐액, 리그노설퍼네이트, 그리닌설퍼네이트 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 도축폐기물, 폐플라스틱, 맥주폐기물, PVA, APP, PVC, 페놀알데하이드 수지, 목질계 바이오 오일, 알긴산, 알카리셀룰로오스, 아민, 안트라센, 아랄다이트, 뷰타디엔, 카제인, 카사바, 아마씨오일, 대두오일, 에폭시수지, 퓨란유도체, 글리세롤, 글리세롤에스터유도체, 휴민산, 하이드록시아민, 루핀씨오일, 나이트로페놀, 유기실리콘, 페놀알데하이드 수지, 폴리아크릴아미드, 폴리알킬렌 글리세롤 폴리에틸렌 산화물, 석유 산화물, 폴리아미드, 폴리에스터 수지, 탄화수소 폴리머, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세틸, 백년초 라텍스, 수지, 톱밥, 셰일 역청, 셸락, 대두, 스타리렌 폴리머, 아황산염 액, 타르, 주석산염, 요소 포름알데히드 수지, 비닐 폴리머, 콜타르/피치, 석유피치, 석유 역청, 중질원유, 중질잔사유, 아스팔트 및 석유 증류 잔사물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고, 상기 휘발분이 코팅된 석탄에 대해서 1 내지 50 중량%로 포함된다. 상기 바인더가 상기 범위보다 적은 경우 연료 성형 시 더 높은 압력의 성형기가 필요하며, 상기 범위보다 많은 경우 연료 효율이 감소될 수 있다.The biomass semi-carbide and volatile matter-coated coal are injected into a
본 발명의 상기 연료 혼합물은 가스화기에 주입하여 합성가스를 생산할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서는, 바인더를 함께 혼합하지 않고 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합한 연료 혼합물로 합성가스를 만들 수 있다. 상기 연료혼합물의 가스화하는 단계에서 생성되는 합성가스는 H2, CO 및 CO2를 포함하는 고온의 가스이며 이는 발전기 등에 주입하여 에너지 생산에 사용하고, 배열 회수를 통하여 열풍은 바이오매스 반탄화에 활용할 수 있다. 상기 고온의 가스는 필요에 따라 분기되어, 동시에 반탄화 및 석탄건조에 사용 또는 에너지 생산에 사용 될 수 있으며, 모두 반탄화 및 석탄건조에 사용하거나 또는 모두 전력생산에 사용될 수 있다. 한 구현예에서 상기 가스화 반응은 850℃ 이상의 온도에서 수행되며, 상기 가스화에서 배출되는 가스를 바이오매스 반탄화에 사용할 경우 250℃ 내지 300℃ 온도 범위의 기체를 주입한다. 250℃ 미만일 경우 수분의 건조가 충분히 수행되지 않으며, 주입하는 가스가 300℃ 이상일 경우 바이오매스가 열분해되어 손실될 수 있다. 또한 상기 가스화후 생성된 가스를 발전기 및 보일러에 주입하여 에너지 생산 연료로 사용할 수 있으며, 발전기는 압축기 및 연소기를 포함하는 엔진 또는 제너레이터이다.The fuel mixture of the present invention can be injected into a gasifier to produce syngas. In one embodiment of the present invention, the synthesis gas can be made from a fuel mixture that is a mixture of biomass semi-carbide and volatile coal coated coal without mixing the binders together. The syngas produced in the step of gasifying the fuel mixture is a high-temperature gas containing H 2 , CO and CO 2 , which is injected into a generator or the like to be used for energy production, and hot air can be utilized for biomass- . The hot gases may be branched as needed, used at the same time for use in semi-carbonization and coal drying, or used for energy production, all of which may be used for semi-carbonization and coal drying, or both for power production. In one embodiment, the gasification reaction is performed at a temperature of 850 ° C or higher, and when the gas discharged from the gasification is used for biomass semi-carbonization, gas is injected at a temperature ranging from 250 ° C to 300 ° C. If the temperature is lower than 250 ° C, moisture is not sufficiently dried. If the gas to be injected is higher than 300 ° C, the biomass may be thermally decomposed and lost. Further, the gas produced after the gasification can be injected into a generator and a boiler to be used as an energy producing fuel, and the generator is an engine or a generator including a compressor and a combustor.
본 발명의 상기 연료 혼합물은 성형기 예를 들면 롤프레스 등에 주입하여 브리켓 또는 펠렛 등으로 성형될 수 있다. 상기 연료성형은 해상운송 등 장거리 운송 및 대량의 연료 취급을 위해 취급성 및 보관성을 높일 수 있다. 본 발명은 또한 상기 연료 혼합물은 필요에 따라 분기되어, 일부는 성형하여 브리켓 또는 펠렛형태의 연료로 사용하고, 일부를 제외한 나머지를 가스화에 동시에 사용하는 통합공정에 적용 될 수 있다.The fuel mixture of the present invention can be molded into briquettes or pellets by injection into a molding machine, for example, a roll press or the like. The above-described fuel molding can improve handling and storage for long-distance transportation such as marine transportation and handling of a large amount of fuel. The present invention can also be applied to an integrated process in which the fuel mixture is branched as needed and partly used as fuel in the form of briquettes or pellets, and the remainder is used for gasification at the same time.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1. 석탄의 휘발분 코팅Example 1 Volatile Coating of Coal
본 발명의 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생되는 휘발분 포함 반탄화가스를 건조석탄에 주입하는 휘발분 코팅 효과를 알아 보기위해 휘발분 모사물질로 아세트산을 이용하여 실험하였다. 아세트산은 바이오매스 반탄화 시 가장 많이 발생하는 성분이다. 도 2는 본 발명의 휘발분 흡착 실험장치를 도시화한 것이다. 석탄은 인도네시아 저등급석탄인 ARCH 석탄을 사용하였으며, 107 ℃의 전기오븐에서 질소분위기로 12시간 건조 전처리를 수행하였다. 상기 건조된 석탄 10g에 2500 ppm의 아세트산 농도를 갖는 질소 100 m3/min을 통과시킨 후 가스 크래마토그래피를 이용하여 배출되는 기체의 아세트산 농도를 분석하였다. 공급 기체의 아세트산 농도는 도 2에 나타낸 것과 같이 시린지 펌프를 이용하여 질소 공급 배관에 아세트산을 정량공급함으로써 2500 ppm으로 유지하였다. 이 때 아세트산이 응축되지 않도록 주변온도를 40℃로 유지하였다. 그 결과 도 3과 같은 흡착 등온선을 얻었으며, 석탄이 아세트산을 충분히 흡착하여 파과되는 시점은 약 5시간 후에 나타나는 것을 확인하였다. 이 파과시점까지 석탄에 흡착된 아세트산의 양은 0.13g으로 계산되었으며, 석탄의 1.3wt% 만큼의 아세트산이 흡착된 것을 확인할 수 있었다. In order to investigate the effect of volatile matter coating to inject the volatile content-containing semi-carbonized gas generated in the biomass semi-carbide production step of the present invention into dry coal, the experiment was conducted using acetic acid as a volatile matter simulation material. Acetic acid is the most abundant component of biomass semi-carbonation. FIG. 2 is a view showing an experimental apparatus for adsorbing a volatile matter according to the present invention. ARCH coal, a coal of low grade in Indonesia, was used as the coal, and a dry pretreatment was performed in a 107 ° C electric oven for 12 hours in a nitrogen atmosphere. 10 g of the dried coal was passed through 100 m 3 / min of nitrogen having an acetic acid concentration of 2500 ppm, and the concentration of acetic acid in the discharged gas was analyzed by gas chromatography. The acetic acid concentration of the feed gas was maintained at 2500 ppm by feeding acetic acid in a nitrogen feed line using a syringe pump as shown in Fig. At this time, the ambient temperature was kept at 40 캜 so that the acetic acid was not condensed. As a result, the adsorption isotherm as shown in FIG. 3 was obtained, and it was confirmed that the point at which the coal was sufficiently adsorbed and disappeared after about 5 hours. The amount of acetic acid adsorbed on coal up to this point was calculated to be 0.13 g, and it was confirmed that acetic acid was adsorbed by 1.3 wt% of coal.
반탄화 가스에 포함된 휘발분 중 가장 많은 성분인 아세트산이 석탄에 흡착되는 것으로, 본 발명의 휘발분이 코팅된 석탄은 연료 효율이 향상되며, 이를 이용한 석탄-바이오매스 혼합연료의 열량이 증가한다.Acetic acid, which is the most component of the volatile components contained in the semi-carbonized gas, is adsorbed on the coal. The volatile-coated coal of the present invention improves the fuel efficiency and increases the calorific value of the coal-biomass mixed fuel.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, .
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다. All technical terms used in the present invention are used in the sense that they are generally understood by those of ordinary skill in the relevant field of the present invention unless otherwise defined. The contents of all publications referred to herein are incorporated herein by reference.
10. 반탄화기
20. 가스 흡착기
30. 혼합기
40. 성형기
50. 가스화기10. Half Carbonizer
20. Gas adsorber
30. Mixer
40. Molding machine
50. Gasifier
Claims (8)
상기 방법은,
저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계;
목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계;
상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계;
상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계;
상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계;
상기 연료 혼합물을 가스화하는 단계; 및
상기 가스화하는 단계에서 발생되는 고온의 배출가스를 바이오매스 반탄화에 사용하는 단계를 포함하고,
상기 반탄화 가스는 70 내지 200℃의 온도로 가스 흡착기로 주입되며,
상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합되는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass,
The method comprises:
A dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal;
A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass;
Injecting the dry coal into a gas adsorber;
A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal;
A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter;
Gasifying the fuel mixture; And
Using the hot exhaust gas generated in the gasifying step for biomass carbonization,
The semi-carbonized gas is injected into the gas adsorber at a temperature of 70 to 200 ° C,
Wherein the biomass semi-carbide and the volatile matter-coated coal are mixed at a weight ratio of 1: 9 to 5: 5,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 방법은,
저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계;
목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계;
상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계;
상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계;
상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계; 및
상기 연료 혼합물을 압축하여 성형하는 단계를 포함하고,
상기 반탄화 가스는 70 내지 200℃의 온도로 가스 흡착기로 주입되며,
상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합되는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass,
The method comprises:
A dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal;
A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass;
Injecting the dry coal into a gas adsorber;
A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal;
A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter; And
Compressing and molding the fuel mixture,
The semi-carbonized gas is injected into the gas adsorber at a temperature of 70 to 200 ° C,
Wherein the biomass semi-carbide and the volatile matter-coated coal are mixed at a weight ratio of 1: 9 to 5: 5,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 방법은,
저등급 석탄을 분쇄하여 건조하는 건조석탄 제조단계;
목질계 바이오매스를 반탄화하는 바이오매스 반탄화물 제조단계;
상기 건조석탄을 가스흡착기에 주입하는 단계;
상기 바이오매스 반탄화물 제조단계에서 발생하는 휘발분이 포함된 반탄화 가스를 상기 건조석탄이 포함된 가스흡착기에 주입하여 휘발분이 코팅된 석탄을 제조하는 단계;
상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄을 혼합하는 연료 혼합물 제조 단계;
상기 연료 혼합물의 일부를 압축하여 성형하고 일부를 제외한 나머지는 가스화하는 단계; 및
상기 가스화하는 단계에서 발생되는 고온의 배출가스를 바이오매스 반탄화에 사용하는 단계를 포함하고,
상기 반탄화 가스는 100 내지 200℃의 온도로 가스 흡착기로 주입되며,
상기 바이오매스 반탄화물 및 상기 휘발분이 코팅된 석탄은 1:9 내지 5:5의 중량비로 혼합되는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass,
The method comprises:
A dry coal production step of pulverizing and drying low grade coal;
A biomass semi-carbide producing step of semi-carbonizing the woody biomass;
Injecting the dry coal into a gas adsorber;
A step of injecting a semi-carbonized gas containing volatile components generated in the biomass semi-carbide production step into a gas adsorber containing the dry coal to produce volatile coal coated coal;
A fuel mixture preparation step of mixing the biomass semi-carbide and coal coated with volatile matter;
Compressing and molding a part of the fuel mixture, and gasifying the remainder of the fuel mixture; And
Using the hot exhaust gas generated in the gasifying step for biomass carbonization,
The semi-carbonized gas is injected into the gas adsorber at a temperature of 100 to 200 ° C,
Wherein the biomass semi-carbide and the volatile matter-coated coal are mixed at a weight ratio of 1: 9 to 5: 5,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 저등급 석탄은 이탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄 및 무연탄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the low grade coal is at least one selected from the group consisting of peat, lignite, bituminous coal, bituminous coal and anthracite coal,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 목질계 바이오매스는 나무 블럭, 우드칩, 통나무, 나무 가지, 나무 부스러기, 낙엽, 목판, 톱밥, 야자나무, PKS(palm kernel shell), EFB(empty fruit bunches), FFB(fresh fruit bunches), 및 야자제분찌꺼기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The woody biomass may be selected from the group consisting of wood blocks, wood chips, logs, tree branches, wood crumbs, fallen leaves, wood boards, sawdust, palm trees, palm kernel shells, empty fruit bunches (EFB) And at least one selected from the group consisting of coconut flakes,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 휘발분은 아세트산, 푸르푸랄(furfural, C5H4O2) 등 목질계에서 분해된 헤미셀룰로오스와 일부 소량의 셀룰로오스 및 리그닌 성분을 포함하는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The volatile matter includes hemicellulose decomposed in woody system such as acetic acid, furfural (C 5 H 4 O 2 ), and a small amount of cellulose and lignin components.
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 가스 흡착기로 주입되는 반탄화 가스는, 최소 10 m3/min 내지 최대 1,200 m3/min 범위의 풍량으로 주입되는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The semi-carbonized gas injected into the gas adsorber is injected at an air volume ranging from at least 10 m 3 / min to at most 1,200 m 3 / min,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
상기 연료 혼합물 제조 단계는, 상기 바이오매스 반탄화물과 휘발분이 코팅된 석탄에 바인더를 함께 혼합하고;
상기 바인더는 감자전분, 옥수수전분, 사탕무원액, 사탕무박, 사탕무당밀, 사탕수수원액, 사탕수수당밀, 바가스, 카복시메틸전분, 카복시메틸셀룰로우스, 덱스트린, 구아검, 송진, 나무타르/피치, 목재펄프, 흑액, 아황산폐액, 리그노설퍼네이트, 그리닌설퍼네이트 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 도축폐기물, 폐플라스틱, 맥주폐기물, PVA, APP, PVC, 페놀알데하이드 수지, 목질계 바이오 오일, 알긴산, 알카리셀룰로오스, 아민, 안트라센, 아랄다이트, 뷰타디엔, 카제인, 카사바, 아마씨오일, 대두오일, 에폭시수지, 퓨란유도체, 글리세롤, 글리세롤에스터유도체, 휴민산, 하이드록시아민, 루핀씨오일, 나이트로페놀, 유기실리콘, 페놀알데하이드 수지, 폴리아크릴아미드, 폴리알킬렌 글리세롤 폴리에틸렌 산화물, 석유 산화물, 폴리아미드, 폴리에스터 수지, 탄화수소 폴리머, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세틸, 백년초 라텍스, 수지, 톱밥, 셰일 역청, 셸락, 대두, 스타리렌 폴리머, 아황산염 액, 타르, 주석산염, 요소 포름알데히드 수지, 비닐 폴리머, 콜타르/피치, 석유피치, 석유 역청, 중질원유, 중질잔사유, 아스팔트 및 석유 증류 잔사물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하고,
상기 연료 혼합물 전체의 1 내지 20 중량%로 포함되는,
고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합 연료 제조 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The fuel mixture manufacturing step may include mixing the biomass semi-carbide and volatile coal-coated coal together with a binder;
The binder may be selected from the group consisting of potato starch, corn starch, sugar beet stock, sugar beet, sugar beet molasses, sugar cane juice, sugar cane molasses, bagasse, carboxymethyl starch, carboxymethylcellulose, dextrin, guar gum, , Wood pulp, black solution, sulfurous acid waste solution, lignosulfuronate, greenin sulphonate cellulose, hemicellulose, slaughter waste, waste plastic, beer waste, PVA, APP, PVC, phenol aldehyde resin, woody bio oil, alginic acid, alkali cellulose , An amine, anthracene, araldite, butadiene, casein, cassava, flaxseed oil, soybean oil, epoxy resin, furan derivative, glycerol, glycerol ester derivative, humic acid, hydroxyamine, lupine seed oil, Silicone, phenol aldehyde resin, polyacrylamide, polyalkylene glycerol polyethylene oxide, petroleum oxide, polyamide, polyester resin, Hydrogenated polymer, polyurethane, polyvinyl acetyl, latex latex, resin, sawdust, shale bitumen, shellac, soybean, styrene polymer, sulfite solution, tar, stearate, urea formaldehyde resin, vinyl polymer, coal tar pitch , Petroleum bitumen, heavy crude oil, heavy residues, asphalt and petroleum distillation residues,
Which comprises 1 to 20% by weight of the total of the fuel mixture,
A method for producing a coal-biomass blended fuel having a high concentration of biomass.
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