KR20190128503A - De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis - Google Patents

De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis Download PDF

Info

Publication number
KR20190128503A
KR20190128503A KR1020180052756A KR20180052756A KR20190128503A KR 20190128503 A KR20190128503 A KR 20190128503A KR 1020180052756 A KR1020180052756 A KR 1020180052756A KR 20180052756 A KR20180052756 A KR 20180052756A KR 20190128503 A KR20190128503 A KR 20190128503A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ash
biomass
dehydration
water
flow path
Prior art date
Application number
KR1020180052756A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102063831B1 (en
Inventor
최영찬
김정근
최종원
이시훈
김상도
남궁훤
이영주
박주형
송규섭
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020180052756A priority Critical patent/KR102063831B1/en
Publication of KR20190128503A publication Critical patent/KR20190128503A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102063831B1 publication Critical patent/KR102063831B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/02Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/005Electro-chemical actuators; Actuators having a material for absorbing or desorbing gas, e.g. a metal hydride; Actuators using the difference in osmotic pressure between fluids; Actuators with elements stretchable when contacted with liquid rich in ions, with UV light, with a salt solution
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Abstract

The present invention relates to a production and power generation system of a boiler fuel obtained by removing an ash inducing component from fuel. More specifically, the present invention relates to a production and power generation system of an ash inducing component-removed fuel within a biomass of a low temperature condition connected with a RED (reverse electrodialysis) power generation apparatus, which removes, through physical and chemical methods, the ash inducing component having adverse effects such occurrence of fouling, slagging, high temperature corrosion, clinker or the like on a heating surface of a reactor wall surface, a heat exchanger or the like during operation of a boiler from a plant biomass, a wood-based biomass, or an algae biomass; allows a solid component to be used as solid fuel in single firing or multi fuel firing after the removal process; performs a water treatment process on liquid components including the ash inducing component by using methods including acid treatment, alkali treatment, hydrothermal treatment, membrane filtration, ion exchange, agglomeration, adsorption and centrifugation; and applies RED to dehydrated water including ionic components discharged after performing the water treatment process. The present invention can effectively and easily extract and separate an ash inducing component from plant or woody biomass.

Description

RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템{De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis}De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis}

본 발명은 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초본계, 목질계, 조류(Algae) 바이오매스로부터 보일러 운전시 파울링, 슬래깅, 고온부식, 크링커 생성 등 반응기 벽면, 열교환기 등 전열면에 악영향을 발생하는 회분유발성분을 물리, 화학적 방법을 통하여 제거하고 제거 후 고상성분은 고형연료로 전소 또는 혼소에 활용되며, 회분유발성분을 포함하는 액상성분은 산처리, 알칼리, 열수처리, 막여과, 이온교환, 응집, 흡착, 원심분리를 포함하는 방법을 이용하여 수처리하는 방법을 적용한 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel production and power generation system that removes ash-induced components in biomass under low temperature conditions in connection with RED, and more specifically, fouling, slag in boiler operation from herbal, wood, and algae biomass. The ash-induced components that cause adverse effects on the reactor walls, heat exchangers, etc., such as gingham, high temperature corrosion, and clinker formation, are removed by physical and chemical methods, and after removal, the solid phase components are used for burning or mixing with solid fuel. Liquid components containing components are ash-induced in biomass under low temperature conditions linked with RED applied by the method of water treatment using methods including acid treatment, alkali, hot water treatment, membrane filtration, ion exchange, flocculation, adsorption, and centrifugation. It relates to a fuel production and power generation system from which components are removed.

이산화탄소 발생량이 가장 많은 요인이며 지구 온난화 문제에 경쟁력이 취약한 에너지원이 화석연료에 기반한 에너지원이다. 따라서 현재 에너지원으로서 세계적으로 이슈화 되고 있는 것 중에 신재생 에너지의 이용 및 보급을 들 수 있으며, 이는 기존의 석유, 석탄 등 화석연료에 비하여 이산화탄소의 배출이 저감되어 지구온난화 및 기후변화에 대응할 수 있는 에너지원이기 때문이다. Energy sources that generate the most carbon dioxide and are inadequate for global warming are energy sources based on fossil fuels. Therefore, among the issues currently being issued globally as energy sources, the use and dissemination of new and renewable energy is possible, which reduces carbon dioxide emissions compared to conventional fossil fuels such as petroleum and coal, which can cope with global warming and climate change. Because it is an energy source.

국내에서는 화석연료의 고갈과 더불어 국제조약인 기후변화협약 대응에 따른 온실가스 감축이 대두되면서 일정규모(500MW) 이상의 발전설비(신재생에너지 설비는 제외)를 보유한 발전사업자(공급의무자)에게 총 발전량의 일정비율 이상을 신재생에너지를 이용하여 공급토록 의무화한 신재생 에너지공급의무화제도(Renewable Portfolio Standard; RPS)가 도입되었으며 이런 의무공급량 미이행분에 대해서는 공급인증서 평균거래가격의 150% 이내에서 불이행사유, 불이행 횟수 등을 고려하여 과징금을 부과할 수 있도록 법제화 하였다. With the depletion of fossil fuels and the reduction of greenhouse gases in response to the international agreement on climate change, the total amount of power generated by power generation companies (duties of supply mandates) with power generation facilities (excluding renewable energy facilities) of more than 500MW. Renewable Portfolio Standard (RPS) was introduced, which requires a certain percentage of the supply to be made by using renewable energy.For those who do not meet this mandatory supply, the reason for failure is within 150% of the average transaction price of the supply certificate. The government has enacted a law to impose penalties, taking into account the number of non-compliances.

이에 따라 신재생에너지를 공급하여 인정받기 위하여 발전사업자가 신재생에너지 설비를 이용하여 전기를 생산공급하였음을 증명하는 인증서로 공급의무자는 의무공급량을 신재생에너지 공급인증서를 구매하여 충당할 수 있는 것으로 공급인증서 발급대상 설비에서 공급된 MWh기준의 신재생에너지 전력량에 대해 가중치를 곱하여 부여하는 신재생에너지 공급인증서(REC, Renewable Energy Certificate)를 실시하고 있고 신재생에너지 원별 가중치는 환경, 기술개발 및 산업활성화에 미치는 영향, 발전원가, 부존잠재량, 온실가스 배출저감에 미치는 효과 등을 고려하여 정부가 재정하고 3년마다 재검토하고 있다. Accordingly, the certificate of proof that the power generation company produced and supplied electricity by using renewable energy facilities in order to supply and receive renewable energy, the supply manger can purchase the renewable energy supply certificate to cover the mandatory supply. Renewable Energy Certificate (REC) is applied to multiply the weight of renewable energy based on MWh supplied from the equipment subject to the supply certificate. The weight of each renewable energy is based on environment, technology development and industry. The government finances and reviews it every three years, taking into account the effects on vitalization, cost of power generation, potential losses, and greenhouse gas emission reduction.

이에 따라 대규모 석탄화력 발전사에서는 이러한 신재생에너지 공급의무 비중을 달성하기 위하여 석탄의 이산화탄소 발생을 감축시키는 발전 플랜트 연계 및 개선방안으로 석탄 가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle; IGCC), 초초임계압(Ultra Supercritical, USC)기술, CO2 포집 및 저장기술 등의 청정 석탄 기술(Clean Coal Technology, CCT), 및 바이오매스(bio-mass) 혼소 등을 시도하고 있으나 근본적인 문제해결에는 개선 극복해야 할 부분이 다수 존재하고 있는 실정이다.As a result, large coal-fired power plants have integrated coalification combined cycle (IGCC) and ultra-supercritical (Ultra) systems to link and improve power plants to reduce CO2 emissions. While attempting to clean coal technology (CCT) such as supercritical (USC) technology, CO 2 capture and storage technology, and bio-mass mixing, there are many areas that need to be overcome to solve fundamental problems. It exists.

특히, 바이오매스 혼소의 경우에는 석탄에 비하여 상대적으로 낮은 발열량의 바이오매스를 연소함에 따라 발전효율이 저하된다는 문제점을 안고 있다.In particular, in the case of biomass mixing, there is a problem in that power generation efficiency is lowered as the biomass of a relatively low calorific value is burned compared to coal.

또한, 혼소를 위해 투입되는 바이오매스와 석탄의 연소특성이 상이하여 석탄을 대상원료로 설계된 기존 발전 설비 내에서 다단연소가 발생하여 설비 운전에 문제점을 발생시킨다. In addition, the combustion characteristics of the biomass and coal input for mixing is different, so that multi-stage combustion occurs in the existing power plant designed with coal as a target material, causing problems in the operation of the facility.

또한, 바이오매스 내에 포함된 금속성분을 포함하는 무기질 성분에 의한 클링커나 파울링이 발생하는 문제점도 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행 연구에서는 석탄에 오일계 바이오매스를 혼합시킨 연료를 적용하는 기술이 개발되었다. 이처럼 단순히 석탄과 오일계 바이오매스를 혼합시킨 연료의 경우, 석탄의 표면이 대체로 오일로 코팅되거나 기공 안으로 오일이 일부 함침하게 된다. 하지만 오일 자체의 낮은 표면장력과 오일계 바이오매스와 석탄 표면의 결합력이 부족하여, 석탄과 바이오매스는 각각 기존의 연소 특성을 유지하므로 결과적으로는 다른 연소 특징을 보이게 된다. 따라서 이를 발전소에 적용하면 버너 앞부분에서 오일의 저온 연소 패턴으로 인하여 산소가 우선적으로 과잉 소모하게 되고, 결국 석탄의 연소를 저해하여 미연 탄소(unburned carbon)의 양이 증가하게 되며 발전 효율을 감소시키게 된다.In addition, there is a problem in that clinker or fouling occurs by an inorganic component including a metal component included in the biomass. In order to solve this problem, a technique for applying a fuel in which oil-based biomass is mixed with coal has been developed. In the case of a fuel that is simply a mixture of coal and oil-based biomass, the surface of the coal is generally coated with oil or some oil is impregnated into the pores. However, due to the low surface tension of the oil itself and the lack of cohesion between oil-based biomass and coal surface, coal and biomass each retain their existing combustion characteristics, resulting in different combustion characteristics. Therefore, when applied to the power plant, oxygen is preferentially consumed excessively due to the low temperature combustion pattern of oil in the front of the burner, which eventually inhibits the combustion of coal, increasing the amount of unburned carbon and decreasing power generation efficiency. .

또한, 바이오매스 내의 회분의 대표적인 응집현상은 미분탄 연소로에서 각각 연소로의 복사면 및 대류전달면에서 주로 발생되는 슬래깅(slagging)과 클링커(clinker), 파울링(fouling), 유동층 연소로에서의 회분 응집(agglomeration) 등이다. In addition, the representative flocculation of ash in biomass is found in slag, clinker, fouling, and fluidized bed combustor, which are mainly generated in the radiant and convective transfer surfaces of pulverized coal combustion furnaces, respectively. Ash agglomeration, and the like.

발전플랜트의 과열기튜브 고온염소부식, 절탄기튜브 회막힘 현상에 의한 유속변화로 인해 발생되는 마모, 유동층 연소기의 유동사에 의한 튜브 마모, 슈트블로워의 기계적 마모가 예상되며, 연료성분내의 무기성분인 칼륨과 염소성분이 연소과정에 화학결합을 통해 KCl을 생성하면, KCl(용융온도 776℃)은 점성이 강한 물질로 부착이 잘되며 염소 반응 등에 의한 부식을 가속화 시킨다고 알려져 있다.It is expected to wear due to the high temperature chlorine corrosion of the power plant tube, the change caused by the flow rate caused by the coke tube clogging phenomenon, the tube wear caused by the flow yarn of the fluidized bed combustor, and the mechanical wear of the chute blower. When potassium and chlorine form KCl through chemical bonding during the combustion process, KCl (melting temperature 776 ℃) is known to be highly viscous and accelerates corrosion by chlorine reaction.

연소로에서 이러한 현상이 발생되면 공정의 효율을 감소시키는 주요 원인이 되고 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로 이와 같은 현상이 심화되면 조업을 중단해야 하고, 이로 인해서 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다. 회분의 응집현상은 일반적으로 회분 조성, 온도, 입도, 가스분위기, 조업조건 등에 의해서 영향을 받게 되며, 특히 고온에서 회분의 일부가 용융이 되면 이와 같은 현상이 가속화된다.The occurrence of these phenomena in the furnace is not only a major factor in reducing the efficiency of the process, but ultimately, the worsening of these processes leads to the suspension of operations, which leads to enormous economic losses. Agglomeration of ash is generally affected by ash composition, temperature, particle size, gas atmosphere, operating conditions, etc. Particularly, when a part of the ash is melted at a high temperature, this phenomenon is accelerated.

한편 상기와 같은 문제점들에 대응하기 위한 다수의 공지된 문헌들을 살펴보면 아래와 같다.On the other hand look at a number of known documents to address the above problems are as follows.

일본공개특허 특개2016-125030호에서는 식물을 미립화해, 미립화한 식물을 상압의 물에 담그어, 상압의 물에 담근 상기 식물을 탈수해, 탈수된 상기 식물을 연료로 이용해, 탈수에 의해 얻어진 용액을 비료로 이용하는 식물성 바이오 연료의 개질 방법이 개시되어 있다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2016-125030 discloses a solution obtained by dehydrating a plant by atomizing the plant, dipping the atomized plant in water at normal pressure, dehydrating the plant soaked in water at normal pressure, and using the dehydrated plant as a fuel. A method of reforming a vegetable biofuel used as a fertilizer is disclosed.

일본공개특허 특개평11-240902호에서는 수용성 헤미셀룰로오스를 포함한 원재료로부터 수용성 헤미셀룰로오스를 수성 매체로 추출하는 온도가 80이상, 140이하에서, pH값이 2 내지 7인 조건에서 추출한 후, 그 추출액을 1.5배이상 농축해, 그 다음에 불용성 물질을 제거하는 것을 특징으로 하는, 수용성 헤미셀룰로오스의 제조법이 개시되어 있다.In Japanese Patent Laid-Open No. 11-240902, after extracting a water-soluble hemicellulose from an raw material including water-soluble hemicellulose into an aqueous medium at a temperature of 80 or more and 140 or less, under a condition of pH 2 to 7, the extract is 1.5 times. The manufacturing method of water-soluble hemicellulose is disclosed which concentrates as mentioned above and removes an insoluble substance next.

일본등록특허 제 2688509호에서는 밀기울을 수세해 수용성 물질을 제거한 후, 0.1~0.4 규정의 알칼리 수용액으로 처리해 헤미셀룰로오스로부터 주로 이루어지는 구분을 알칼리수용액 중에 용출시켜 한계 밖과 막 및 이온교환 수지를 이용해 순으로 정제하는 것을 특징으로 하는 헤미셀룰로오스의 추출정제법을 개시하고 있다.In Japanese Patent No. 2688509, water bran is washed with water to remove the water-soluble substance, and then treated with an aqueous alkali solution of 0.1 to 0.4, eluting the fraction mainly composed of hemicellulose in an alkaline aqueous solution, and then purified out of bounds using a membrane and an ion exchange resin. Disclosed is an extract purification method of hemicellulose, characterized in that

한국등록특허 제10-1557704호에서는 RED을 이용하여 [0001] 염수와 담수만으로 전기를 생산하는 과정을 보여주고, 실제 전기가 생산되는 것을 확인할 수 있는 관찰할 수 있는 농도차발전 실험장치에 대하여 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1557704 discloses a process for producing electricity with only brine and fresh water using RED, and discloses a observable concentration differential power generation experimental apparatus that can confirm that the actual electricity is produced. Doing.

한국특허공보 제10-0413384호에서는 (i) 옥수수껍질로부터 전분 및 단백질을 제거하는 공정; (ii) 전분 및 단백질이 제거된 옥수수껍질을 알칼리 용액으로 추출하고 여과포로 여과하는 공정; (iii) (ii) 단계에서 얻은 알칼리 추출액에 셀룰라제 및 셀로비아제를 처리하여 반응시키는 공정; (iv) (iii) 단계에서 얻은 효소 반응액에 흡착제를 처리하고 막여과를 통하여 여과액을 얻는 공정; (v) 상기 여과액을 정제하는 공정으로 이루어지는 수용성 식이섬유의 제조 방법을 개시하고 있다.In Korean Patent Publication No. 10-0413384, (i) removing starch and protein from corn husks; (ii) extracting the corn husk from which starch and protein have been removed with an alkaline solution and filtering with a filter cloth; (iii) reacting the alkaline extract obtained in step (ii) by treating cellulase and cellobiase; (iv) treating the enzyme reaction solution obtained in step (iii) with an adsorbent and obtaining a filtrate through membrane filtration; (v) Disclosed is a method for producing a water-soluble dietary fiber comprising the step of purifying the filtrate.

한국특허공보 제10-0872358호에서는 2단 농축 탈수에 의한 슬러지 탈수 방법은 슬러지가 혼합되어 있는 폐수를 주축의 내부 공간을 통해서 로터의 내부로 유입시키는 제1단계; 스크류를 구비하여 로터 내부에 위치하는 스크루 샤프트를 회전시켜서 상기 제1단계에서 유입된 폐수에서 원심력으로 슬러지와 물을 1차 농축 분리하는 제2단계; 상기 제2단계에서 분리된 물을 다시 스크루 샤프트의 내부공간을 통하여 배출시키고, 슬러지는 농축 스크루의 작용으로 로터와 웨지 와이어 스크린 사이의 공간으로 배출시키는 제3단계; 상기 제3단계에서 배출된 슬러지를 회전하는 웨지 와이어 스크린과 함께 로터에 의하여 압축 탈수시키는 제4단계; 상기 제4단계에서 압축 탈수된 슬러지 케이크가 슬라이드 게이트 밸브를 통하여 배출되고, 웨지 와이어 스크린으로 배출되는 물이 배수관으로 배출되는 제5단계;에 따르는 탈수 방법과 장치이 개시되어 있다.In Korean Patent Publication No. 10-0872358, the sludge dewatering method by two-stage concentrated dehydration includes a first step of introducing wastewater containing sludge into the rotor through the inner space of the main shaft; A second step of rotating the screw shaft positioned in the rotor with a screw to concentrate the sludge and water in the first step by centrifugal force from the wastewater introduced in the first step; A third step of discharging the water separated in the second step through the inner space of the screw shaft and discharging the sludge into the space between the rotor and the wedge wire screen by the action of the concentrated screw; A fourth step of compressing and dehydrating by the rotor together with the wedge wire screen for rotating the sludge discharged in the third step; Disclosed is a dewatering method and apparatus according to the fifth step, wherein the sludge cake compressed and dewatered in the fourth step is discharged through the slide gate valve, and the water discharged to the wedge wire screen is discharged to the drain pipe.

그러나 지금까지 알려진 종래기술들에서는 바이오매스로부터 리그닌을 제거하고 글루코스(glucose)가 주성분인 셀룰로오스와 자일로스(xylose)가 주성분인 헤미셀룰로오스를 추출하기 위해 물리 화학적인 처리를 적용하였으나 산 또는 알칼리와 같은 약품을 사용할 경우에는 약품비가 증가할 뿐만 아니라 사용된 약품을 회수하는 공정이 수반되어야 하므로 공정이 복잡하다는 문제점이 있으며 분리된 성분을 목적하는 원료에 적용하기 위해서는 순도가 높고 부반응물을 최대한 제거하여야 하는 조건이 수반되는 경우가 많았다. 또한, 100℃이상의 고온에서 처리 공정이 진행되므로 에너지 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다. However, in the conventional arts known to date, physicochemical treatment is applied to remove lignin from biomass and extract hemicellulose, which is mainly composed of glucose and xylose, but chemicals such as acid or alkali. In the case of using, the cost of chemicals increases and the process of recovering the used chemicals must be accompanied, which leads to a complicated process. In order to apply the separated components to the target raw materials, high purity and side reactions must be removed as much as possible. This was often accompanied. In addition, since the treatment process proceeds at a high temperature of more than 100 ℃ there was a disadvantage that takes a lot of energy costs.

또한, 음극과 양극 사이에 음이온 교환막과 양이온 교환막을 교대로 설치한 전기투석방식과 유사하지만, 정삼투 방식과 같이 시스템으로 공급되는 흐름과 배출되는 흐름이 2개씩으로 이온교환막 사이를 바닷물과 강물로 채우면 둘 사이의 염도차에 의해 전압차가 발생하고 이온의 이동에 의해 전자가 음극에서 양극으로 전달되어 전기를 생산하는 기술로 벨기에의 Brauns 박사팀, 네델란드의 Hamelers 박사팀 등에서 연구중으로 이를 바이오매스 탈수를 적용한 연구는 전무하다.In addition, it is similar to the electrodialysis method in which an anion exchange membrane and a cation exchange membrane are alternately installed between the cathode and the anode, but, like the forward osmosis method, two streams are supplied to the system and two are discharged from the ion exchange membrane into seawater and river water. When filled, the voltage difference is generated by the salinity difference between the two, and electrons are transferred from the cathode to the anode by the movement of ions to produce electricity.Brauns team in Belgium and Hamelers team in the Netherlands are studying biomass dehydration. There is no research applied.

따라서 신재생 에너지의 이용 및 보급을 촉진하고, 바이오매스 연료의 공급 안정성을 확보하기 위해서는, 회분에 기인하는 공정 문제를 근원적으로 배제하기 위한 저온조건에서 기존 탄소유래 바이오매스 성분은 최대한 유지하면서 바이오매스 내의 회분유발성분만을 선택적으로 제거하여 회분 함량이 낮은 연료 물질을 효과적으로 추출 및 분리하고 이온성분을 포함한 탈수에 RED개념을 적용한 RED발전장치가 연계된 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in order to promote the utilization and dissemination of renewable energy and to secure supply stability of biomass fuel, biomass while maintaining the existing carbon-derived biomass components at the lowest temperature to fundamentally eliminate process problems caused by ash. There is an urgent need for the development of a fuel production system for boilers in which RED power generators are applied to effectively remove and separate fuel substances with low ash content by selectively removing only ash-induced components in the ash, and applying the RED concept to dehydration containing ionic components. have.

일본공개특허 특개2016-125030호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2016-125030 일본공개특허 특개평11-240902호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-240902 일본등록특허 제 2688509호Japanese Patent No. 2688509 한국등록특허 제10-1557704호Korean Patent Registration No. 10-1557704 한국특허공보 제10-0413384호Korean Patent Publication No. 10-0413384 한국특허공보 제10-0872358호Korean Patent Publication No. 10-0872358

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로, 초본계, 목질계, 조류(Algae) 바이오매스로부터 보일러 운전시 파울링, 슬래깅, 고온부식, 크링커 생성 등 반응기 벽면, 열교환기 등 전열면에 악영향을 발생하는 회분유발성분을 물리, 화학적 방법을 통하여 제거하고 제거 후 고상성분은 고형연료로 전소 또는 혼소에 활용되며, 회분유발성분을 포함하는 액상성분은 산처리, 알칼리, 열수처리, 막여과, 이온교환, 응집, 흡착, 원심분리를 포함하는 방법을 이용하여 수처리하고 배출되는 이온성분을 포함한 탈수에 RED를 적용한 RED발전장치를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, from the herbaceous, wood-based, algae biomass, such as fouling, slagging, high temperature corrosion, clinker generation during boiler operation, reactor wall, heat exchanger, etc. The ash-induced components that cause adverse effects on the heat-transfer surface are removed by physical and chemical methods, and after removal, the solid phase components are used for burning or mixing with solid fuel.The liquid components containing ash-induced components are treated with acid, alkali, and hot water. Removed ash-induced components in biomass under low temperature conditions by linking RED generator with water treatment and dehydration including ionic components discharged by using methods including membrane filtration, ion exchange, flocculation, adsorption and centrifugation To provide a production and power generation system.

이를 위하여 본 발명에서는 공급된 원료의 회분유발성분이 최대로 분리되도록 저온의 촉매로 처리하는 반응기본체; 상기 반응기본체에 저온 촉매수를 공급하는 pH조정조; 상기 반응기본체에 세척수를 공급하는 세척수저장조; 및 상기 반응기본체에 원료를 주입하는 원료주입장치;를 포함하며, 상기 반응기본체에서 배출되는 탈수 및/또는 세척수가 통과하는 탈수유로; 상기 탈수 유로는 유동수가 이동하는 양이온 유로와 음이온 유로 사이 이동하며, 상기 탈수와 유동수의 농도차이에 의한 전위차로 전기를 생산하는 RED발전장치;를 포함하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템을 포함할 수 있다.To this end, in the present invention, the reaction base body treated with a low temperature catalyst so as to separate the ash-induced components of the supplied raw material to the maximum; PH adjusting tank for supplying a low temperature catalyst water to the reaction base; Washing water storage tank for supplying the washing water to the reaction base; And a raw material injection device for injecting raw materials into the reaction base, wherein the dehydration flow passage through which the dehydration and / or wash water discharged from the reaction base passes; The dehydration flow path is moved between the cation flow path and the anion flow path through which the flow water flows, the RED generator for generating electricity by the potential difference due to the concentration difference between the dehydration and flow water; Fuel production and power generation systems without components.

또한, 상기 RED발전장치는 상기 양이온 유로와 상기 탈수 유로 사이에 형성된 양이온 교환막과 상기 음이온 유로와 상기 탈수 유로 사이에 형성된 음이온 교환막을 포함할 수 있다.In addition, the RED generator may include a cation exchange membrane formed between the cation flow path and the dehydration flow path and an anion exchange membrane formed between the anion flow path and the dehydration flow path.

또한, 상기 탈수유로와 상기 RED발전장치 전단에는 상기 탈수내 입자상 물질을 제거하기 위한 필터유닛;을 포함할 수 있다.The dewatering flow path and the front end of the RED generator may include a filter unit for removing particulate matter in the dewatering.

또한, 상기 양이온 교환막과 이격되어 대향 배치된 양이온 전극과 상기 음이온 교환막과 이격되어 대향 배치된 음이온 전극를 포함될 수 있다.In addition, a cation electrode spaced apart from the cation exchange membrane may be disposed and an anion electrode spaced apart from the anion exchange membrane.

또한, 상기 탈수유로에 공급되는 상기 탈수와 상기 양이온 유로 및 상기 음이온 유로에 공급되는 상기 유동수는 교번하여 공급될 수 있다.In addition, the dehydration supplied to the dehydration passage and the flow water supplied to the cation passage and the anion passage may be alternately supplied.

또한, 상기 탈수유로를 통해 공급되는 탈수는 상기 바이오매스내 회분유발성분을 포함한 탈수일 수 있다.In addition, the dehydration supplied through the dehydration passage may be dehydration including the ash-derived component in the biomass.

또한, 상기 탈수유로와 유동수유로는 2 이상의 유로쌍으로 형성될 수 있으며, 상기 탈수와 유동수가 각각 병렬로 공급될 수 있다.In addition, the dehydration flow path and the flow water flow path may be formed by two or more flow path pairs, and the dehydration and flow water may be supplied in parallel, respectively.

또한, 상기 탈수유로와 유동수유로는 2 이상의 유로쌍으로 형성될 수 있으며, 상기 탈수와 유동수가 각각 직렬로 공급될 수 있다.In addition, the dehydration flow path and the flow water flow path may be formed by two or more flow path pairs, and the dehydration and flow water may be supplied in series, respectively.

또한, 상기 탈수유로와 유동수유로는 2 이상의 유로쌍으로 형성될 수 있으며, 탈수와 유동수가 각각 벌집(honey comb)구조로 공급될 수 있다.In addition, the dehydration flow path and the flow water flow path may be formed by two or more flow path pairs, and the dehydration and flow water may be supplied in a honey comb structure, respectively.

또한, 상기 RED발전장치에 공급되는 탈수와 상기 유동수는 대향류 또는 평행류로 공급될 수 있다.In addition, dehydration and the flow water supplied to the RED power generation device may be supplied in a counterflow or parallel flow.

또한, 상기 반응기본체에 공급되는 상기 저온 촉매수 및/또는 상기 세척수와 상기 원료의 질량비는 1.05:1 내지 10:1일 수 있다.In addition, the mass ratio of the low temperature catalyst water and / or the wash water and the raw material supplied to the reaction base may be 1.05: 1 to 10: 1.

또한, 상기 RED발전장치에서 배출된 탈수 및/또는 유동수내 금속이온을 분리하는 금속이온분리장치;를 포함할 수 있다.In addition, a metal ion separation device for separating the metal ions in the dewatered and / or flowing water discharged from the RED power generation device; may include.

또한, 이차전지 소재로 활용하기 위한 상기 금속이온을 이용할 수 있다.In addition, the metal ion for use as a secondary battery material can be used.

본 발명의 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템에 따르면, 산이나 알칼리 등의 촉매의 저온 반응조건을 통하여 초본계 또는 목질계 바이오매스로부터 회분유발성분 등을 효과적이면서 쉽게 추출 분리할 수 있어 보일러내 바이오매스 전소 및/또는 혼소를 위한 원료를 선택적으로 확보할 수 있다. According to the fuel production and power generation system removing the ash-induced components in the biomass under low temperature conditions in connection with the RED of the present invention, ash-induced components and the like are extracted from herbal or wood-based biomass through low-temperature reaction conditions of catalysts such as acids and alkalis. Effective and easy extraction and separation allows the selective acquisition of raw materials for biomass burning and / or mixing in the boiler.

또한, 발명에서 저온조건에서 산, 알칼리 처리함으로써 폐수처리공정이 단순화 및 비용 절감에 기여하며 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 탄소계 성분의 용출을 최대한 배제할 수 있는 효과가 있다.In addition, the acid and alkali treatment in the low temperature conditions in the present invention contributes to the simplification and cost reduction of the wastewater treatment process and has the effect of maximizing the dissolution of carbon-based components such as cellulose, hemicellulose, lignin.

또한, 바이오매스에 포함된 알칼리 및 알칼리토 금속, 할로겐족 원소 등의 회분유발성분을 효과적으로 제거하여 발전연료에 적용 시 연소시스템 운전 중 발생할 수 있는 클링커, 파울링 및 알칼리 부식 문제를 효과적으로 저감할 수 있다.In addition, by effectively removing ash-induced components such as alkali and alkaline earth metals and halogen group elements included in the biomass, it can effectively reduce the clinker, fouling and alkali corrosion problems that may occur during operation of the combustion system when applied to the power generation fuel. .

또한, 상기 액상성분(xylose가 대부분인 당)은 기존에 확보한 기술인 저등급 석탄에 함침 후 탄화시키는 하이브리드석탄 공정을 통하여 기존 발전소에 통상 3.5wt%이하의 바이오매스만을 투입 혼소 하는 중요한 원인인 별도의 바이오매스 미분화장치를 구비하지 않고 기존 석탄 미분화설비를 이용하여도 되는 효과가 있다. In addition, the liquid component (sugar mainly containing xylose) is an important cause of mixing and mixing only less than 3.5wt% of biomass into an existing power plant through a hybrid coal process in which carbon is impregnated after being impregnated with low-grade coal, which is a conventional technology. There is an effect that can use the existing coal atomization equipment without the biomass atomization device.

또한, 회분유발성분이 제거된 바이오매스의 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 이용하여 성형연료 및 반탄화연료를 생산하므로 유동층 및 미분화 연소로 및 가스화로에 연소 및 가스화 후 바이오매스에 기인하는 회분으로부터 예상되는 클링커 파울링 및 고온부식의 문제를 근원적으로 배제할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the production of molded fuel and semi-carbonized fuel using cellulose, hemicellulose, and lignin of biomass from which ash-induced components have been removed, it is expected from the ash resulting from biomass after combustion and gasification in fluidized bed and micronized combustion furnace and gasifier. There is an effect that can fundamentally exclude the problems of clinker fouling and high temperature corrosion.

또한, 탈수내의 이온성분과 유동수의 농도차를 이용한 RED를 적용하여 전기를 생산할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that can be produced by applying the RED using the concentration difference between the ion component and the flow water in the dewatering.

또한, 이온교환 수지 및/또는 멤브레인필터링 공정을 적용하여 바이오매스의 액상성분 중의 회분유발성분을 효과적으로 분리함으로써 처리수를 재활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, by applying the ion exchange resin and / or membrane filtering process, there is an effect that can effectively recycle the ash-induced components in the liquid component of the biomass to recycle the treated water.

또한, 연료성분내의 질소 성분을 제거함으로써 연소 중 발생하는 Fuel NOx를 저감하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of reducing the fuel NOx generated during combustion by removing the nitrogen component in the fuel component.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RED를 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 전 후의 원료의 성분 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 전 후의 원료의 미네랄 성분 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 알칼리액 처리 조건에서 pH 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 알칼리액 처리 조건에서 온도 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 알칼리액 처리 조건에서 체류시간 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 산성액 처리 조건에서 pH 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 산성액 처리 조건에서 온도 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 산성액 처리 조건에서 체류시간 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 전 후의 바이오매스 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 연소가능한 탄소 화합물분의 잔존량을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 작동 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 펌핑속도에 따른 컬럼에서의 용액의 체류시간이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 탈수 유닛에서 배출된 혼합 바이오 용액이 양이온교환수지 컬럼을 통과하여 나오는 시간에 따른 양이온 농도 결과이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 탈수 유닛에서 배출된 혼합 바이오 용액이 음이온교환수지 컬럼을 통과하여 나오는 시간에 따른 음이온 농도 결과이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 단위공급원료 당 투입된 저온촉매수와의 BTW를 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 RED연계 연료 생산 및 발전 시스템 개념도를 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 RED연계 연료 생산 및 발전 시스템의 RED 구성도를 나타낸 것이다.
1 is a flow chart illustrating a fuel production system for a boiler removes ash-induced components linked to RED according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the changes in the composition of the raw material before and after the fuel production system for boilers removed ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the change in the mineral component of the raw material before and after the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the ash removal rate according to the pH change in the alkaline liquid treatment conditions of the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the ash removal rate according to the temperature change in the alkaline liquid treatment conditions of the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the ash removal rate according to the change of residence time in the alkaline liquid treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows the ash removal rate according to the pH change in the acidic liquid treatment conditions of the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the ash removal rate according to the temperature change in the acidic liquid treatment conditions of the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows the ash removal rate according to the residence time change in the acid solution treatment conditions of the boiler fuel production system to remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 shows a biomass SEM picture before and after the fuel production system for boilers removed ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph showing the remaining amount of biomass combustible carbon compound powder according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating an operation of a fuel production system for a boiler in which ash-induced components are removed in connection with a dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a residence time of a solution in a column according to a pumping speed of a fuel production system for a boiler in which ash-induced components are removed in connection with a dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.
14 is a cation concentration result of the mixed bio solution discharged from the dehydration unit of the fuel production system for the boiler removing the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention through the cation exchange resin column; to be.
15 is an anion concentration result of the mixed bio solution discharged from the dehydration unit of the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components linked to the dehydration washing process according to an embodiment of the present invention through the anion exchange resin column to be.
FIG. 16 illustrates BTW with a low temperature catalyst added per unit feedstock according to an embodiment of the present invention.
17 shows a conceptual diagram of a RED-linked fuel production and power generation system according to an embodiment of the present invention.
18 is a diagram illustrating a RED configuration of a RED-linked fuel production and power generation system according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the exemplary embodiments described herein are merely exemplary embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present disclosure, and thus, various equivalents and modifications may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that it can.

또한 본 발명에서 사용되는 연료는 보일러용 연료에 사용되는 석탄은 이탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄 또는 무연탄 등 이 기술분야에서 인식되는 저등급 석탄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 것을 의미한다.In addition, the fuel used in the present invention means any one or more selected from among the low-grade coal recognized in the art, such as coal used in the fuel for the boiler is peat, lignite, sub-bituminous coal, bituminous coal or anthracite coal.

또한 상기 원료는 바이오매스일 수 있다. 상기 바이오 매스 원료로는 목질계와 초본계를 사용할 수 있다. 목질계로는 나무 블럭, 우드칩, 통나무, 나무 가지, 나무 부스러기, 낙엽, 목판, 톱밥, 리그닌, 자일란, 리그노셀룰로오스, 야자나무, PKS(palm kernel shell), 야자섬유질, EFB(empty fruit bunches), FFB(fresh fruit bunches), 야자잎, 야자제분찌꺼기 등을 이용할 수 있다. 초본계로는 옥수수대, 볏짚, 수수대, 사탕수수대, 곡물(쌀, 수수, 커피 등) 허스크, 사탕무잎, 바가스, 기장, 아티초크, 당밀, 아마, 대마, 양마, 면줄기, 담배줄기, 전분질계인 옥수수, 감자, 카사바, 밀, 보리, 라이밀, 기타 전분계 가공 잔재물, 과실류인 아보카도, 자트로파 및 이들의 가공 잔재물 등의 바이오 매스가 사용될 수 있다.In addition, the raw material may be biomass. As the biomass raw material, wood based and herbal based may be used. Woods include wood blocks, wood chips, logs, tree branches, wood chips, leaves, woodcuts, sawdust, lignin, xylan, lignocellulose, palm trees, palm kernel shell (PKS), palm fibres, and empty fruit bunches (EFB). , FFB (fresh fruit bunches), palm leaves, palm mill residues, etc. may be used. Herbs include corn stalks, rice straw, sorghum, sugar cane, grains (rice, sorghum, coffee, etc.), husks, beets, vargas, millet, artichoke, molasses, flax, hemp, horses, cotton stalks, tobacco stems, Biomass, such as corn, potatoes, cassava, wheat, barley, lymil, other starch-based processed residues, fruit avocados, jatropha, and processed residues thereof, may be used.

바이오 매스 원료로는 조류(algae)를 사용할 수 있다. 조류로는 녹조류(Green algae), 남조류(Cyanobacteria), 규조류(Diatom), 홍조류, Chlorella, Spirulina, Dunaliella, Porphyridium, Phaeodactylum 등이 사용될 수 있다.Algae may be used as a biomass raw material. Green algae, Cyanobacteria, Diatoms, Diatoms, Red algae, Chlorella, Spirulina, Dunaliella, Porphyridium, Phaeodactylum may be used as the algae.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a fuel production system removing the ash-induced components in the biomass of low temperature conditions in conjunction with the dehydration washing process according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템을 나타낸 흐름도이다.1 is a flow chart showing a fuel production system removing the ash-induced components in the biomass at low temperature conditions associated with a dehydration washing process according to an embodiment of the present invention.

공급된 원료의 회분유발성분이 최대로 분리되도록 저온의 촉매로 처리하는 반응기본체(100); 상기 반응기본체에 저온 촉매수를 공급하는 pH조정조(400); 상기 반응기본체에 세척수를 공급하는 세척수저장조(500); 및 상기 반응기본체에 원료를 주입하는 원료주입장치(700);를 포함하는 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템일 수 있다.Reaction base 100 for treating with a low temperature catalyst so as to separate the ash-induced components of the supplied raw material to the maximum; PH adjusting tank 400 for supplying a low temperature catalyst water to the reaction base; Washing water storage tank 500 for supplying the washing water to the reaction base; It may be a fuel production system removing the ash-induced components in the biomass of low temperature conditions linked to the dehydration washing process including a; and a raw material injection device 700 for injecting the raw material to the reaction base.

상기 반응기 본체는 반응기보온재(101);을 포함할 수 있다. 상기 보온재는 보온효과를 갖을 수 있다면 그 재질에 한정되지 않는다. The reactor body may include a reactor heat insulating material (101). The heat insulating material is not limited to the material as long as it can have a heat insulating effect.

상기 반응기보온재는 유리솜, 고무발포, PE폼, 퍼라이트(Perlite), 우레탄 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다. The reactor insulation may be any one or two or more of glass wool, rubber foam, PE foam, Perlite, urethane.

바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k], 질량비 흡수율 3%이하, 5 내지 10 [ng/m2·s·Pa]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다.Preferably, it may be a Hiplex of 0.05 [g / cm 3 ] and 0.035 [W / m · k]. More preferably, it may be a Hiplex having 0.05 [g / cm 3 ], 0.035 [W / m · k], mass ratio absorption of 3% or less, and 5 to 10 [ng / m 2 · s · Pa].

상기 조건을 벗어난다면 보온효과를 얻을 수 없다.If it is out of the above conditions, a thermal insulation effect cannot be obtained.

상기 저온의 촉매는 독립적 또는 물과 혼합되어 공급될 수 있다. The low temperature catalyst can be supplied independently or in admixture with water.

상기 촉매는 가온촉매수유입구(110)으로 공급될 수 있다. The catalyst may be supplied to the warm catalyst water inlet 110.

상기 세척수는 세척수유입구(120)으로 유입될 수 있다. 상기 세척수는 상기 촉매에 혼합 공급될 수 있다.The washing water may be introduced into the washing water inlet 120. The wash water may be mixed and supplied to the catalyst.

상기 반응기본체는 온도조절을 위하여 반응승온기(130)을 포함할 수 있다. 상기 반응승온기는 상기 반응기본체의 온도를 제어할 수 있다면 반응승온기의 형태는 제한되지 않음은 자명하다. 상기 반응승온기는 1 내지 5℃/min 의 승온속도를 가질 수 있다. The reaction main body may include a reaction warmer 130 for temperature control. It is obvious that the type of the reaction warmer is not limited as long as it can control the temperature of the reaction body. The reaction warmer may have a temperature increase rate of 1 to 5 ℃ / min.

상기 조건을 벗어난다면 승온효과를 얻을 수 없다.If the above condition is exceeded, a temperature increase effect cannot be obtained.

추가적으로 벤트부(140)을 통하여 상기 반응기본체의 내압 조건을 유지하기 위한 벤트가 수행될 수 있다. Additionally, the vent for maintaining the internal pressure condition of the reaction base may be performed through the vent 140.

상기 반응기본체의 압력조건을 유지하기 위하여 고압기체발생기(150)을 포함할 수 있다.It may include a high-pressure gas generator 150 to maintain the pressure conditions of the reaction base.

상기 고압기체발생기를 통하여 발생된 고압기체는 탈수플레스부로 공급되기 위한 고압기체제1주입부가 형성될 수 있으며, 상기 반응기본체에는 고압기체제2주입부가 형성될 수 있다. The high pressure gas generated through the high pressure gas generator may be formed with a first high-pressure gas injection unit for supplying to the dehydration place, and a second high-pressure gas injection unit may be formed at the reaction base.

상기 고압기체 조건은 1 내지 5 m3/min * 1 내지 10Kg/cm2일 수 있다. 상기 조건을 벗어나면 충분한 압력조건을 얻을 수 없다.The high pressure gas conditions may be 1 to 5 m 3 / min * 1 to 10 Kg / cm 2 . Outside of the above conditions, sufficient pressure conditions cannot be obtained.

상기 고압기체제2주입부로 공급되는 고압기체는 폭기를 위한 효과도 있다. 상기 고압기체는 공기, 산소, 질소, 헬륨 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다. The high pressure gas supplied to the second high pressure gas injection unit also has an effect for aeration. The high pressure gas may be any one or two or more of air, oxygen, nitrogen, and helium.

상기 연료의 금속이온제거 반응, 탈수 및 세척공정이후 연료를 배출하기 위한 고체 연료배출부를 통하여 배출될 수 있다.After the metal ion removal reaction, dehydration and washing process of the fuel may be discharged through a solid fuel discharge unit for discharging the fuel.

상기 pH조정조는 상기 반응기본체에 공급하기 위한 촉매를 공급하기 위한 장치이다. 상기 pH조정조는 상기 촉매와 혼합을 위한 물을 공급하기 위한 처리수공급부(210)을 포함할 수 있다. 상기 pH조정조에 촉매를 공급하기 위한 촉매저장조(430)가 형성될 수 있으며 상기 촉매를 상기 pH조정조에 공급할 수 있다. 촉매공급부(420)이 형성될 수 있다. 상기 원료의 탈수 및/또는 세척수로부터 유기산을 형성하기 위한 유기산저장조(440)이 추가로 형성될 수 있다. 상기 유기산저장조는 상기 원료로부터 분리된 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 중 어느 하나 또는 2 이상의 촉매와의 과반응 통하여 생성될 수 있다. 상기 pH조정조는 내부 촉매 혼합특성을 위하여 교반기(401)이 형성될 수 있다. 상기 교반기는 상기 pH조정조의 용량이 100L일 때, 100 내지 500rpm으로 교반회전할 수 있으며, 바람직하게는 350rpm일 수 있다. 상기 pH조정조는 온도조절을 위하여 승온기(403)을 포함할 수 있다. 상기 승온기는 상기 반응기본체의 온도를 제어할 수 있다면 승온기의 형태는 제한되지 않음은 자명하다. 상기 반응승온기는 1 내지 5℃/min 의 승온속도를 가질 수 있다. The pH adjusting tank is a device for supplying a catalyst for supplying the reaction base. The pH adjusting tank may include a treatment water supply unit 210 for supplying water for mixing with the catalyst. A catalyst storage tank 430 may be formed to supply the catalyst to the pH adjusting tank, and the catalyst may be supplied to the pH adjusting tank. Catalyst supply unit 420 may be formed. An organic acid storage tank 440 for forming an organic acid from dehydration and / or wash water of the raw material may be further formed. The organic acid storage tank may be generated through overreaction with any one or two or more catalysts of cellulose, hemicellulose, lignin separated from the raw material. The pH adjustment tank may be formed with a stirrer 401 for the internal catalyst mixing characteristics. The stirrer may be rotated by stirring at 100 to 500rpm, when the capacity of the pH adjusting tank is 100L, preferably 350rpm. The pH adjustment tank may include a temperature increaser 403 for temperature control. If the temperature increaser can control the temperature of the reaction body is obvious that the form of the temperature increaser is not limited. The reaction warmer may have a temperature increase rate of 1 to 5 ℃ / min.

상기 조건을 벗어난다면 승온효과를 얻을 수 없다.If the above condition is exceeded, a temperature increase effect cannot be obtained.

상기 pH조정조는 보온재(402);을 포함할 수 있다. 상기 보온재는 보온효과를 갖을 수 있다면 그 재질에 한정되지 않는다. The pH adjustment tank may include a heat insulating material (402). The heat insulating material is not limited to the material as long as it can have a heat insulating effect.

상기 보온재는 유리솜, 고무발포, PE폼, 퍼라이트(Perlite), 우레탄 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다. The insulation may be any one or two or more of glass wool, rubber foam, PE foam, Perlite, urethane.

바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k], 질량비 흡수율 3%이하, 5 내지 10 [ng/m2·s·Pa]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다.Preferably, it may be a Hiplex of 0.05 [g / cm 3 ] and 0.035 [W / m · k]. More preferably, it may be a Hiplex having 0.05 [g / cm 3 ], 0.035 [W / m · k], mass ratio absorption of 3% or less, and 5 to 10 [ng / m 2 · s · Pa].

상기 조건을 벗어난다면 보온효과를 얻을 수 없다.If it is out of the above conditions, a thermal insulation effect cannot be obtained.

상기 pH조정조에 추가적으로 물을 공급하기 위한 처리수공급부(410)가 형성될 수 있다.A treatment water supply unit 410 may be formed to additionally supply water to the pH adjustment tank.

상기 촉매를 상기 반응기본체로 공급하기 위한 가온촉매수배출부(460)가 형성될 수 있다. A warm catalyst water discharge part 460 for supplying the catalyst to the reaction base may be formed.

상기 잉여 생성된 촉매수를 배출하기 위한 pH조정조드레인부(470)가 형성될 수 있다.A pH adjusting tank drain portion 470 for discharging the excess catalyst water may be formed.

상기 세척수저장조에 물을 공급하기 위한 세척수공급부(510)가 형성될 수 있다. 상기 세척수저장조에 상기 반응기본체에서 세척을 통해 배출되는 세척수를 공급하기 위한 2차탈수공급부(520)가 형성될 수 있다. 상기 세척수저장조에서 생성된 세척수를 상기 반응기본체에 공급하기 위한 세척수배출부(530)이 형성될 수 있다. 상기 세척수저장조의 잉여 세척수를 배출하기 위한 세척수드레인부(540)이 형성될 수 있다. A washing water supply unit 510 for supplying water to the washing water storage tank may be formed. A secondary dehydration supply unit 520 may be formed in the washing water storage tank to supply the washing water discharged through the washing from the reaction body. A washing water discharge part 530 may be formed to supply the washing water generated in the washing water storage tank to the reaction body. A washing water drain unit 540 for discharging excess washing water of the washing water storage tank may be formed.

상기 반응기본체, 상기 pH조정조, 상기 세척수저장조에는 액체 수위를 확인할 수 있는 수위 측정게이지가 추가로 형성될 수 있다.The reaction body, the pH adjustment tank, the washing water storage tank may be further formed with a level gauge to check the liquid level.

상기 원료유입장치는 상기 바이오매스를 소정 크기의 원료로 형성하는 분쇄유닛; 상기 원료를 저장하는 호퍼; 상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 후단에 정량 공급하는 원료공급피더;를 포함할 수 있다. The raw material inlet device is a grinding unit for forming the biomass into a raw material of a predetermined size; A hopper for storing the raw material; It may include; a raw material supply feeder for quantitatively supplying the raw material stored in the hopper to the rear end.

상기 바이오매스는 1세대 바이오매스, 2세대 바이오매스, 3세대 바이오매스 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다.The biomass may be any one or two or more of a first generation biomass, a second generation biomass, and a third generation biomass.

바람직하게는 억새, EFB(Empty Fruit Bunches), 케나프, 옥수수대, 왕겨, 대나부 중 어느 하나 2 이상 일 수 있다.Preferably it may be two or more of any one of silver grass, EFB (Empty Fruit Bunches), kenaf, corn stalk, rice husk, wild boar.

상기 소정 크기는 500mm이하 일 수 있다. The predetermined size may be 500 mm or less.

바람직하게는 10μm 내지 300mm이하 일 수 있다.Preferably it may be less than 10μm to 300mm.

더욱 바람직하게는 20mm 내지 50mm이하 일 수 있다. More preferably, it may be less than 20mm to 50mm.

상기 입자 사이즈를 벗어날 경우, 분쇄비용이 과다하게 소요되거나, 회분유발성분의 제거 효율이 낮아질 수 있다.If it is out of the particle size, the grinding cost is excessively consumed, or the removal efficiency of the ash-induced components may be lowered.

상기 분쇄유닛은 파쇄(crushing) 및/또는 분쇄(grinding)를 수행할 수 있다. 상기 분쇄유닛은 압축, 충격, 마찰, 전단, 굽힘 중 어느 하나 이상의 물리 특성을 이용할 수 있으며 절단 등 바이오매스의 크기를 줄이는 동시에 표면적을 넓히는 목적을 달성할 수 있다면 그 방법에 제한이 되지 않는다.The grinding unit may perform crushing and / or grinding. The grinding unit may use any one or more of physical properties such as compression, impact, friction, shear, bending, and can be used as long as it can achieve the purpose of reducing the size of the biomass such as cutting and widening the surface area.

상기 분쇄유닛은 죠크러셔(Jaw crusher), 자이레토리크러셔(Gyratory crusher), 롤크러셔(Roll crusher), 에지러너(Edge runner), 햄머크러셔(Hammer crusher), 볼밀(Ball mill), 제트밀(Jet mill), 디스크크러셔(Disk crusher) 중 어느 하나 일 수 있다. The crushing unit is a jaw crusher, a gyre crusher, a roll crusher, an edge runner, a hammer crusher, a ball mill, a jet mill mill, a disk crusher may be any one.

상기 원료공급피더는 후단에 정량적으로 상기 원료를 공급할 수 있는 장치라면 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 스크류피더, 락호퍼가 있다.The raw material supply feeder is not particularly limited as long as it is a device capable of supplying the raw material quantitatively at the rear end. Preferably there is a screw feeder, a lock hopper.

상기 회분유발성분이란 연소반응에 사용되는 바이오매스에 포함된 무기물 성분 중 반응 후단의 반응기 벽면, 열교환기, 후단 배가스 처리 설비의 표면에 물리, 화학적으로 부착되어 파울링, 슬래깅, 부식, 크링커 생성등을 유발하는 회분유발성분을 의미한다.The ash-induced component is physically and chemically attached to the surface of the reactor wall, the heat exchanger, and the exhaust gas treatment equipment at the rear stage of the reaction among the inorganic components included in the biomass used in the combustion reaction to generate fouling, slagging, corrosion, and clinker. It means a ash-induced component causing the back.

상기 회분유발성분은 알칼리, 알칼리토 금속, 할로겐족 원소일 수 있다.The ash-inducing component may be an alkali, an alkaline earth metal, or a halogen group element.

바람직하게는 나트륨, 칼륨, 염소일 수 있다. Preferably sodium, potassium, chlorine.

상기 소정 온도의 열수처리를 위한 주입수의 온도는 30℃ 내지 500℃일 수 있다. 바람직하게는 120℃ 내지 300℃일 수 있으며 더욱 바람직하게는 30℃ 내지 99℃일 수 있다. 상기 소정 온도의 열수처리를 위한 저온촉매수의 온도는 40℃ 내지 60℃일 수 있다. The temperature of the injection water for the hydrothermal treatment of the predetermined temperature may be 30 ℃ to 500 ℃. Preferably it may be from 120 ° C to 300 ° C and more preferably from 30 ° C to 99 ° C. The temperature of the low temperature catalyst water for the hydrothermal treatment of the predetermined temperature may be 40 ℃ to 60 ℃.

상기 온도조건을 벗어나면 상기 원료중에 회분유발성분이 충분히 분리되지 않는다. 상기 온도조건은 원료에 따라 변화될 수 있다. If the temperature is out of the condition, the ash-inducing component is not sufficiently separated in the raw material. The temperature condition may vary depending on the raw material.

상기 공급원료가 상기 반응기본체내에 체류하는 시간은 10분 내지 10시간일 수 있다. 바람직하게는 체류하는 시간은 20분 내지 2시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 체류하는 시간은 30분 내지 1시간일 수 있다. 상기 체류하는 시간을 벗어나면 상기 원료중에 회분유발성분이 충분히 분리되지 않는다. The residence time of the feedstock in the reaction body may be 10 minutes to 10 hours. Preferably the residence time may be 20 minutes to 2 hours, more preferably the residence time may be 30 minutes to 1 hour. If the residence time is exceeded, the ash-inducing component is not sufficiently separated in the raw material.

상기 체류하는 시간조건은 원료에 따라 변화될 수 있다. The retention time condition may vary depending on the raw material.

상기 연료처리장치는 상기 소정 온도의 열수처리를 통하여 상기 연료는 탄화 또는 반탄화 될 수 있다.The fuel treatment device may be carbonized or semi-carbonized through the hydrothermal treatment of the predetermined temperature.

상기 연료가 탄화 또는 반탄화되면서 단위 연료당 발열량은 상승할 수 있다. As the fuel is carbonized or semi-carbonized, the calorific value per unit fuel may increase.

상기 탄화 또는 반탄화 연료의 발열량은 저위발열량 기준 3,500kcal/kg 내지 4,500kcal/kg일 수 있다. The calorific value of the carbonized or semi-carbonized fuel may be 3,500 kcal / kg to 4,500 kcal / kg based on the low calorific value.

상기 온도 및 시간조건을 벗어나면 제거성분의 효율이 낮아지거나 공정 비용이 많이 소요된다. Outside the temperature and time conditions, the efficiency of the removal component is lowered or the process cost is high.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 단위공급원료 당 투입된느 저온촉매수와의 BTW를 나타낸 것이다. FIG. 16 illustrates BTW with a low temperature catalyst added per unit feedstock according to an embodiment of the present invention.

상기 단위공급원료 당 투입되는 저온촉매수양은 바이오매스의 종류에 따라 달라지며, BTW(Biomass to Water, kg/kg)으로 정의될 수 있다. 바람직하게는 각각의 바이오매스에 대해 억새는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.11 내지 0.13, 더욱 바람직하게는 0.125, 케나프는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.14 내지 0.18, 더욱 바람직하게는 0.1667, 옥수수대는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.11 내지 0.13, 더욱 바람직하게는 0.125, 네피어글라스는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.14 내지 0.18, 더욱 바람직하게는 0.1667, EFB는 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.15 내지 0.25, 더욱 바람직하게는 0.2, PKS는 0.3 내지 0.9, 바람직하게는 0.45 내지 0.75, 더욱 바람직하게는 0.6667, 케슈넛 쉘은 0.3 내지 0.9, 바람직하게는 0.45 내지 0.75, 더욱 바람직하게는 0.5, 커피허스크는 0.2 내지 0.6, 바람직하게는 0.35 내지 0.45, 더욱 바람직하게는 0.4, 우드펠릿는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.14 내지 0.18, 더욱 바람직하게는 0.1667, 소나무는 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.15 내지 0.25, 더욱 바람직하게는 0.2, 임목부산물은 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.15 내지 0.25, 더욱 바람직하게는 0.2 일 수 있으며, 매우 바람직하게는 각각의 바이오매스에 대해 ± 10 % 범위까지 허용될 수 있다.The amount of cold catalyst added per unit feedstock depends on the type of biomass and may be defined as BTW (Biomass to Water, kg / kg). Preferably, for each biomass, silver grass is 0.05 to 0.2, preferably 0.11 to 0.13, more preferably 0.125, kenaf is 0.05 to 0.2, preferably 0.14 to 0.18, more preferably 0.1667, corn cob 0.05 to 0.2, preferably 0.11 to 0.13, more preferably 0.125, Napier glass is 0.05 to 0.2, preferably 0.14 to 0.18, more preferably 0.1667, EFB is 0.1 to 0.4, preferably 0.15 to 0.25 , More preferably 0.2, PKS is 0.3 to 0.9, preferably 0.45 to 0.75, more preferably 0.6667, the cashew nut shell is 0.3 to 0.9, preferably 0.45 to 0.75, more preferably 0.5, coffee husk 0.2 to 0.6, preferably 0.35 to 0.45, more preferably 0.4, wood pellets are 0.05 to 0.2, preferably 0.14 to 0.18, more preferably 0.1667, pine is 0.1 to 0.4, preferably Crab can be from 0.15 to 0.25, more preferably 0.2, woody byproducts can be from 0.1 to 0.4, preferably from 0.15 to 0.25, more preferably from 0.2, very preferably up to ± 10% for each biomass May be acceptable.

상기 BTW비를 벗어나게 되면 유발성분의 분리 효율이 낮아지게 된다.When it is out of the BTW ratio, the separation efficiency of the trigger component is lowered.

상기 반응기본체의 전단 또는 후단에 분리 효율 조절을 위한 물, 산성용액, 염기성용액을 주입할 수 있다. Water, acidic solution and basic solution for controlling separation efficiency may be injected at the front or rear end of the reaction base.

상기 물은 온수, 열수, 증기일 수 있다.The water may be hot water, hot water, steam.

상기 산성용액은 아세트산, 질산, 염산, 황산, 불산, 개미산 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다.The acidic solution may be any one or two or more of acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, formic acid.

상기 혼소 조건은 기존 화석연료 대비 1wt% 내지 50wt%일 수 있다. 바람직하게는 3wt% 내지 40wt%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 5wt% 내지 30wt%일 수 있다.The mixing condition may be 1wt% to 50wt% compared to the existing fossil fuel. Preferably it may be 3wt% to 40wt%, more preferably 5wt% to 30wt%.

상기 반응기본체에서 배출되는 액상성분에 상기 회분유발성분이 포함될 수 있다. The ash-inducing component may be included in the liquid component discharged from the reaction body.

상기 액상성분은 소량의 유기화합물 및 회분유발성분을 포함하는 수용액일 수 있다. 상기 유기화합물은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 바람직하게는 상기 액상성분은 헤미셀룰로오스, 유기산, 푸르푸랄, 5-hydroxymethylfufural (5-HMF) 및 무기물을 포함할 수 있다.The liquid component may be an aqueous solution containing a small amount of organic compounds and ash-induced components. The organic compound may include carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, and sulfur as main components. Preferably, the liquid component may include hemicellulose, organic acid, furfural, 5-hydroxymethylfufural (5-HMF), and an inorganic substance.

상기 반응기본체에서 배출되는 고상성분은 상기 회분유발성분이 분리된 가연성 성분을 포함될 수 있다.The solid component discharged from the reaction base may include a combustible component from which the ash-inducing component is separated.

상기 가연성 성분은 유기화합물일 수 있다. 상기 가연성 성분은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 상기 가연성 성분은 상기 단위 질량당 원료의 탄소, 수소, 질소, 산소, 황에서 탄소 분율은 증가하고, 수소, 질소, 산소, 황 성분은 감소하는 것에 특징이 있다.The combustible component may be an organic compound. The combustible component may be composed of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur components as main components. The combustible component is characterized in that the carbon fraction in the carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur of the raw material per unit mass increases, and the hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur component decreases.

상기 액상성분의 pH는 6이하일 수 있다. PH of the liquid component may be 6 or less.

더욱 바람직하게는 pH는 2.5에서 4이하일 수 있다. More preferably the pH may be 2.5 to 4 or less.

상기 액상성분의 pH 최적 조건은 3일 수 있다. The pH optimum condition of the liquid component may be three.

상기 액상성분의 pH는 상기 원료내의 유기산에 의해 pH가 낮아지는 것에 기술적 특징이 있다. 상기 유기산으로는 acetic acid, formic acid, levulinic acid, 5-HMF, Furfural, propanoic acid, 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid 등이 있다. 상기 유기산은 하나에서 하나 이상이 서로 혼합된 형태일 수 있다. 바람직하게, pH3.11을 유지하기 위한 유기산의 농도는 formic acid 10 wt%, acetic acid 43.81 wt%, levulinic acid 4.58 wt%, 5-HMF 0.91 wt%, furfural 40.04 wt% 가 될 수 있다. 더욱 바람직하게, 해당 유기산의 농도가 pH3.11을 유지하기 위해서 물과 서로 혼합된 형태를 포함한다.The pH of the liquid component has a technical feature that the pH is lowered by the organic acid in the raw material. The organic acid may include acetic acid, formic acid, levulinic acid, 5-HMF, furfural, propanoic acid, 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid, and the like. The organic acid may be in the form of one or more mixed with each other. Preferably, the concentration of the organic acid to maintain pH 3.11 may be 10 wt% of formic acid, 43.81 wt% of acetic acid, 4.58 wt% of levulinic acid, 0.91 wt% of 5-HMF, and 40.04 wt% of furfural. More preferably, the concentration of the corresponding organic acid comprises a form mixed with water to maintain pH 3.11.

추가적으로 회분유발성분 분리유닛의 반응성 향상을 위해 산액인 acetic acid(C2H4O2), formic acid(HCOOH), propanoic acid(CH3CH2COOH), 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic acid, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 과초산(C2H4O3), 초산(CH3COOH), 옥살산(C2H2O4) 중 어느 하나 이상을 추가로 투입할 수 있다. In addition, acetic acid (C 2 H 4 O 2 ), formic acid (HCOOH), propanoic acid (CH 3 CH 2 COOH), 4-hydroxy-butanoic acid, 2-butenoic Acid, sulfuric acid (H2SO4), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO3), phosphoric acid (H3PO4), peracetic acid (C2H4O3), acetic acid (CH3COOH), oxalic acid (C2H2O4) may be further added.

상기 산액의 첨가량은 전체 투입 열수량 대비 10wt% 이상 일 수 있다.The addition amount of the acid solution may be 10wt% or more relative to the total amount of hot water input.

상기 산액의 첨가에 의한 pH는 바람직하게는 4이하 일 수 있다.The pH by the addition of the acid solution may preferably be 4 or less.

더욱 바람직하게는 pH는 2.5에서 4이하일 수 있다.More preferably the pH may be 2.5 to 4 or less.

상기 액상성분 중 유기화합물을 분리한 pH가 낮은 수용액은 상기 반응기본체로 재순환 시키는 것을 포함할 수 있다. An aqueous solution having a low pH at which the organic compound is separated from the liquid component may include recycling to the reaction base.

상기 액상성분 중 유기화합물을 제거하기 위해 원심분리, 응집, 흡착, 여과막, 이온교환수지 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있다.In order to remove the organic compound in the liquid component, any one or more of centrifugation, aggregation, adsorption, filtration membrane, ion exchange resin may be applied.

상기 반응기본체에서 반응후 배출되는 원료의 고상성분은 유기화합물일 수 있다. 상기 가연성 성분은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 상기 가연성 성분은 상기 단위 질량당 원료의 탄소, 수소, 질소, 산소, 황에서 탄소 분율은 증가하고, 수소, 질소, 산소, 황 성분은 감소하는 것에 특징이 있다.The solid phase component of the raw material discharged after the reaction from the reaction base may be an organic compound. The combustible component may be composed of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur components as main components. The combustible component is characterized in that the carbon fraction in the carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur of the raw material per unit mass increases, and the hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur component decreases.

상기 반응기본체에서 탈수 및/또는 세척을 통해 배출되는 탈수 및/또는 세척수성분은 소량의 유기화합물 및 무기물을 포함하는 수용액일 수 있다. 상기 유기화합물은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분을 주요 구성성분으로 할 수 있다. 바람직하게는 상기 유기화합물은 리그닌일 수 있다. 바람직하게는 상기 무기물은 Al, Si, P, Ca, Ti, Mn, Fe 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The dehydration and / or wash water component discharged through dehydration and / or washing in the reaction base may be an aqueous solution containing a small amount of an organic compound and an inorganic substance. The organic compound may include carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, and sulfur as main components. Preferably the organic compound may be lignin. Preferably, the inorganic material may include any one or more of Al, Si, P, Ca, Ti, Mn, Fe.

상기 연료처리장치는 상기 고상성분을 적용하여 성형연료를 제조하기 위한 성형연료유닛;을 추가로 포함할 수 있다.The fuel processing apparatus may further include a molded fuel unit for manufacturing a molded fuel by applying the solid phase component.

상기 액상성분의 이온성분 분리를 위해 멤브레인필터 유닛을 추가로 포함할 수 있다. A membrane filter unit may be further included to separate the ionic components of the liquid component.

상기 멤브레인필터유닛은 마이크로필터, 울트라필터, 나노필터, 역삼투막 중 어느 하나 또는 2이상일 수 있다. 또한, 상기 멤브레인필터유닛의 전단 또는 후단에 pH, 농도조절을 위한 물, 산성용액, 염기성용액을 주입할 수 있다. 또한, 상기 멤브레인필터유닛 전단 또는 후단에 수분증발, 원심분리, 석출, 침전, 응집, 흡착 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 액상성분내 고체성분을 분리할 수 있다. 상기 액상성분내 헤미셀룰로오스는 정제분리하여 식이섬유 대용으로 사용할 수 있다.The membrane filter unit may be any one or two or more of a micro filter, an ultra filter, a nano filter, and a reverse osmosis membrane. In addition, it is possible to inject water, acidic solution, basic solution for pH, concentration control to the front or rear of the membrane filter unit. In addition, the solid component in the liquid component may be separated by any one or more methods of water evaporation, centrifugation, precipitation, precipitation, aggregation, and adsorption at the front or rear ends of the membrane filter unit. Hemicellulose in the liquid component can be used as a substitute for dietary fiber by purification.

상기 탈수내 입자상 물질을 제거하기 위한 필터유닛을 추가로 포함할 수 있다. It may further include a filter unit for removing the particulate matter in the dehydration.

상기 필터유닛은 부직포, 유리섬유, 마이크로필터, 울트라필터, 나노필터 중 하나 이상으로 구성될 수 있다.The filter unit may be composed of one or more of a nonwoven fabric, glass fiber, micro filter, ultra filter, nano filter.

상기 반응기본체는 탈수 및/또는 세척이 수행될 수 있다.The reaction base may be dewatered and / or washed.

상기 보일러내 바이오매스 전소 및/또는 혼소를 위한 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템에서 생산된 연료일 수 있다.The fuel may be a fuel produced in a fuel production system in which ash-induced components for biomass burning and / or mixing in the boiler are removed.

또한, 상기 바이오매스는 리그노셀룰로오스 기반의 초본, 목질계 바이오매스를 의미하며 상기 바이오매스에 속하는 물질이라면 제한을 두지 않는다. 또한 제1세대 또는 3세대 바이오매스도 적용 가능함은 자명하다. In addition, the biomass refers to herbal, wood-based biomass based on lignocellulosic, and is not limited if the material belongs to the biomass. It is also apparent that the first generation or third generation biomass can also be applied.

상기 반응에 참여하는 산으로는 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 과초산(C2H4O3), 초산(CH3COOH), 옥살산(C2H2O4) 등이 있을 수 있다. 상기 산은 기재된 산으로 한정되는 것이 아니며 헤미셀룰로오스와 셀룰로오스의 분해하는 산이라면 어느 것이든 사 상기 반응에 참여하는 염기로는 sodium hydroxide, calcium hydroxide, 우레아 등이 있을 수 있다. 상기 염기는 기재된 염기로 한정되는 것이 아니며 반응특성을 증진시키는 염기라면 어느 것이든 사용 가능하다. Acids participating in the reaction include sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), peracetic acid (C 2 H 4 O 3 ), acetic acid (CH 3 COOH), oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ), and the like. The acid is not limited to the described acid, and any base that participates in the reaction may be sodium hydroxide, calcium hydroxide, urea, etc., as long as any acid decomposes hemicellulose and cellulose. The base is not limited to the base described, and any base may be used as long as it enhances the reaction characteristics.

상기 반응에 참여하는 이온성 액체로는 이미다졸리움계 화합물로 1-에틸아크릴레이트-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-ethylacrylate-3- methylimidazolium chloride), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-buthyl- 3-methylimidazolium chloride), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트(1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트(1-butyl-3-methylimidazolium hexafluoro phosphate), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 트리플루오로메탄술포네이트(1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트(1-ethyl-3-methylimidazolium acetate), 1-벤질-3-메틸이미다졸리움 클로라이드(1-benzyl-3-methylimidazoliumchloride), 1,3-디메틸이미다졸리움메틸 술페이트(1,3-dimethylimidazoliummethyl sulfate), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트 등이 있을 수 있으며, 에틸메틸이미다졸리엄 클로라이드([EMIM]Cl), 에틸메틸이미다졸리엄 브로민([EMIM]Br), 에틸메틸이미다졸리엄 요오드([EMIM]I), 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움, 1-에틸 이미다졸리움 니트레이트, 1-에틸 이미다졸리움 브로마이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-이미다졸리움 클로라이드, 1,2,3-트리메틸 이미다졸리움 메틸 설페이트, 1-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 하이드로겐설페이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 하이드로겐설페이트, 메틸이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 아세테이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 아세테이트, Tris-2(하이드록시 에틸) 메틸암모늄 메틸설페이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 에틸설페이트, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 메탄설포네이트, 메틸-트리-n-부틸암모늄 메틸설페이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 클로라이드, 1-에틸-3-메틸 이미다졸리움 티오시아네이트, 1-부틸-3-메틸 이미다졸리움 티오시아네이트, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨클로라이드, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨나이트레이트, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨아세테이트, 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨테트라플로로보레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨클로라이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨나이트레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨아세테이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨테트라플로로보레이트, 1-알리-3-메틸이미다졸륨클로라이드, 1-알리-3-메틸이미다졸륨나이트레이트, 1-알리-3-메틸이미다졸륨아세테이트, 1-알리-3-메틸이미다졸륨테트라플로로보레이트가 있을 수 있다. 상기 이온성 액체는 기재된 이온성 액체로 한정되는 것이 아니며, 반응특성을 증진시키는 것이라면 어느 것이든 사용 가능하다.The ionic liquid participating in the reaction is an imidazolium compound, 1-ethylacrylate-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methylimidazolium 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride Phosphate (1-butyl-3-methylimidazolium hexafluoro phosphate), 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate, 1-ethyl-3-methylimidazolium 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, 1-benzyl-3-methylimidazolium chloride, 1,3-dimethylimidazolium methyl sulfate sulfate), 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1- Yl-3-methylimidazolium acetate, and the like, ethylmethylimidazolium chloride ([EMIM] Cl), ethylmethylimidazolium bromine ([EMIM] Br), ethylmethylimidazolium Iodine ([EMIM] I), 1-ethyl-3-methyl imidazolium, 1-ethyl imidazolium nitrate, 1-ethyl imidazolium bromide, 1-ethyl-3-methyl imidazolium chloride, 1- Ethyl-imidazolium chloride, 1,2,3-trimethyl imidazolium methyl sulfate, 1-methyl imidazolium chloride, 1-butyl-3-methyl imidazolium, 1-butyl-3-methyl imidazolium tetra Chloroaluminate, 1-ethyl-3-methyl imidazolium tetrachloroaluminate, 1-ethyl-3-methyl imidazolium hydrogensulfate, 1-butyl-3-methyl imidazolium hydrogensulfate, methylimida Zolium chloride, 1-ethyl-3-methyl imidazolium acetate, 1-butyl-3-meth Tyl imidazolium acetate, Tris-2 (hydroxy ethyl) methylammonium methyl sulfate, 1-ethyl-3-methyl imidazolium ethyl sulfate, 1-ethyl-3-methyl imidazolium methanesulfonate, methyl-tri- n-butylammonium methylsulfate, 1-butyl-3-methyl imidazolium chloride, 1-ethyl-3-methyl imidazolium chloride, 1-ethyl-3-methyl imidazolium thiocyanate, 1-butyl-3 -Methyl imidazolium thiocyanate, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methylimidazolium nitrate, 1-butyl-3-methylimidazolium acetate, 1-butyl- 3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-ethyl-3-methylimidazolium nitrate, 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, 1- Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ali-3-methylimidazolium chloride, 1-ali-3-methyl Imidazolium nitrate, 1-methyl-3-Ali are imidazolium acetate, 1-methyl-3-Ali may be a borate as imidazolium tetra flow. The ionic liquid is not limited to the ionic liquid described, and any one can be used as long as it enhances the reaction characteristics.

상기 반응기본체에 투입되는 효소, 산, 알칼리, 이온성 액체 중 어느 하나 또는 2 이상이 투입되는 양은 반응조건에 따라 투입되지 않을 수도 있다.The amount of one or two or more of enzymes, acids, alkalis and ionic liquids introduced into the reaction base may not be added depending on the reaction conditions.

또한, 상기 반응기본체을 통해 상기 고상성분이 고온고압 반응에 참여하면서 푸르푸랄(furfural)등의 화합물이 생성될 수 있다.In addition, a compound such as furfural may be produced while the solid phase participates in the high temperature and high pressure reaction through the reaction base.

상기 반응기본체의 압력조건은 1~150atm일 수 있으며, 바람직하게는 1~100atm일 수 있으며 더욱 바람직하게는 1~50atm일 수 있다. 상기 반응기본체는 원료에 따라 압력조건이 변화할 수 있다. The pressure condition of the reaction base may be 1 ~ 150atm, preferably 1 ~ 100atm may be more preferably 1 ~ 50atm. The reaction base may be changed in pressure conditions depending on the raw material.

상기 압력조건을 벗어나면 적절한 원료내 금속이온이 분리될 수 없다.Outside of the above pressure conditions, metal ions in the appropriate raw materials cannot be separated.

이러한 회분유발성분이 제거된 연료는 유동층, 화격자, 미분화 보일러 및 가스화기 등에 사용할 수 있으며, 연소 및 가스화 과정 중 연료중 금속원소를 포함하는 무기질 성분에 기인하는 클링커 파울링 등의 막힘현상 및 알칼리계 금속에 기인하는 부식현상을 근원적을 배제할 수 있다. Such ash-induced fuels can be used in fluidized beds, grates, micronized boilers and gasifiers, and blockages such as clinker fouling due to inorganic components including metal elements in the fuel during combustion and gasification, and alkali systems. Corrosion caused by metals can be ruled out.

또한, 상기 반응기본체에서 배출되는 저온의 알칼리 및/또는 산성 탈수의 금속이온성분을 분리하는 금속이온분리장치(600);을 포함할 수 있다.In addition, the metal ion separation device 600 for separating the low-temperature alkali and / or acidic dehydration metal ion component discharged from the reaction base; may include.

또한, 상기 반응기본체에서의 저온 조건은 물의 증발잠열 손실을 배제하기 위한 100℃ 미만일 수 있다. 저온 조건은 물의 증발잠열 손실을 배제하기 위한 40℃ 내지 80℃ 일 수 있다. 저온조건은 60℃일 수 있다.In addition, the low temperature conditions in the reaction base may be less than 100 ℃ to exclude the latent heat loss of water. Low temperature conditions may be 40 ° C. to 80 ° C. to exclude latent heat loss of water. Low temperature conditions may be 60 ℃.

또한, 상기 반응기본체에 공급되는 산성액은 별도의 바이오매스의 소킹(Soaking)처리를 통하여 생성된 유기산을 이용할 수 있다.In addition, the acid solution supplied to the reaction base may use the organic acid generated through the soaking treatment of a separate biomass.

또한, 상기 금속이온분리장치는 이온 교환 수지, 이온교환막 및/또는 막을 이용하여 이온성분을 분리할 수 있고, 탈수에 포함된 이온을 제거 분리할 수 있다면 특별히 제한하지 않는다. 일 예로 상기 이온교환 수지는 Ba2+, Pb2+, Sr2+, Ca2+, Ni2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+, Tl+, Ag+, Cs+, Rb+, K+, NH4+, Na+, Li+ 중 어느 하나 또는 2 이상의 양이온을 선택적으로 분리할 수 있는 양이온교환수지 일 수 있다. In addition, the metal ion separation apparatus is not particularly limited as long as it can separate the ionic components using an ion exchange resin, an ion exchange membrane and / or a membrane, and can remove and separate the ions contained in the dehydration. For example, the ion exchange resin is Ba 2+ , Pb 2+ , Sr 2+ , Ca 2+ , Ni 2+ , Cd 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Tl + , Ag + , Cs + , Rb + It may be a cation exchange resin capable of selectively separating any one or two or more cations of K + , NH 4 + , Na + , Li + .

또한 상기 이온교환 수지는 Citrate, SO4 2-, Oxalate, I-, NO3 -, CrO4 2-, Br-, SCN-, Cl-, Formate, Acetate, F-, OH- 중 어느 하나 또는 2 이상의 음이온을 선택적으로 분리할 수 있는 음이온교환수지 일 수 있다. In addition, the ion exchange resin is Citrate, SO 4 2-, Oxalate, I -, NO 3 -, CrO 4 2-, Br -, SCN -, Cl -, Formate, Acetate, F -, OH - or any one of 2 It may be an anion exchange resin capable of selectively separating the above anions.

여기서, 상기 음이온교환수지와 양이온교환수지는 넓은 pH 영역에서 사용이 가능하도록 강산성 양이온교환수지 또는 강염기성 음이온교환수지를 사용하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to use a strong acid cation exchange resin or a strong base anion exchange resin so that the anion exchange resin and the cation exchange resin can be used in a wide pH range.

상기 금속이온분리장치는 제1양이온교환모듈(601), 제1음이온교환모듈(602), 제2양이온교환모듈(603), 제2음이온교환모듈(604)이 포함될 수 있다. 상기 이온교환모듈은 양이온 및 음이온교환모듈을 병렬로 복수로 형성할 수 있다. 상기 이온교환모듈은 부분적 또는 전체 모두 작동될 수 있다. 상기 이온교환모듈에 탈수를 공급하기 위한 펌프가 형성될 수 있다. The metal ion separation device may include a first cation exchange module 601, a first anion exchange module 602, a second cation exchange module 603, and a second anion exchange module 604. The ion exchange module may form a plurality of cation and anion exchange module in parallel. The ion exchange module can be operated in part or in whole. A pump for supplying dehydration to the ion exchange module may be formed.

상기 이온교환모듈의 양이온 및 음이온교환수지를 통과한 탈수는 상기 pH조정조로 공급될 수 있다. 양이온 및 음이온교환수지에서 분리된 이온액은 음이온수저장조(620) 및 양이온수저장조(630)로 공급될 수 있다. Dehydration passing through the cation and anion exchange resin of the ion exchange module may be supplied to the pH adjustment tank. The ionic liquid separated from the cation and anion exchange resin may be supplied to the anion water storage tank 620 and the cation water storage tank 630.

상기 반응기본체에서 배출되는 탈수가 상기 금속이온분리장치에 공급되지 전에 저장될 수 있는 탈수저장조(610)이 형성될 수 있다. A dehydration storage tank 610 may be formed that may be stored before the dehydration discharged from the reaction body is supplied to the metal ion separation device.

상기 막은 탈수 중에 포함되어 있는 양이온 및/또는 음이온 물질을 분리할 수 있는 나노여과막, 역삼투막 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다.The membrane may be any one or two or more of a nanofiltration membrane, a reverse osmosis membrane capable of separating the cation and / or anionic substances contained in the dehydration.

(금속이온분리 실험)(Metal Ion Separation Experiment)

탈수 중의 금속이온 분리 실험을 위하여 컬럼(지름 5cm, 길이 24cm, 체적 471cm3)의 아래에 수지의 누출을 방지하기 위해 글라스 울을 넣은 뒤, 그 위에 대상으로 하는 이온교환수지 일정량 (양이온교환수지 402g, 음이온교환수지 346g)을 채운 뒤 그 위에 다시 글라스 울로 채운다. For the experiment of separating metal ions in dehydration, glass wool is placed under a column (diameter 5 cm, length 24 cm, volume 471 cm 3) to prevent resin leakage, and a predetermined amount of ion exchange resin (cation exchange resin 402 g, Fill with 346g) of anion exchange resin and fill it with glass wool again.

모사용액을 펌프로 50rpm, 30rpm, 10rpm의 속도로 컬럼에 보내주고, 컬럼을 통과하여 나오는 용액을 샘플링 하였고 일정 시간 뒤에 샘플링 된 용액을 일정 량 취하여 분석을 진행함으로서 각 이온의 농도를 측정하였다.The mother solution was pumped to a column at a rate of 50rpm, 30rpm, 10rpm, the solution was sampled through the column, and a certain amount of the sampled solution was taken after a certain time to measure the concentration of each ion.

펌핑속도에 따른 컬럼에서의 용액의 체류시간은 그림 13과 같다. 상기 금속이온분리장치에서 배출된 탈수액의 금속이온농도를 ICP로 분석하였다.The residence time of the solution in the column according to the pumping speed is shown in Figure 13. The metal ion concentration of the dehydration liquid discharged from the metal ion separator was analyzed by ICP.

탈수 유닛에서 배출된 혼합 바이오 용액이 양이온교환수지 컬럼을 통과하여 나오는 시간에 따른 K+, Na+, Mg2+ 양이온의 농도 변화는 도 14에 나타내었다. 탈수 유닛에서 배출된 혼합 바이오 용액이 양이온교환수지 컬럼을 통과하여 나오는 시간에 따른 K+, Na+, Mg2+ 양이온의 농도 변화를 나타내며, K+이온의 경우, 초기 457.092ppm의 농도에서 3분 뒤 6.474ppm으로 농도가 급격히 감소하였으며, 9분 뒤 6.833ppm을 보이고 서서히 감소하여 55분에서 5.809ppm의 값을 보였다. Mg2+이온의 경우, 초기 57.114ppm의 농도에서 3분 뒤 1.636ppm으로 농도가 급격히 감소하였으며, 9분 뒤 0.454ppm을 보이고 서서히 감소하여 55분에서 0.079ppm 값을 보였다. Na+이온의 경우, 초기 32.687ppm의 농도에서 3분 뒤 180.224ppm으로 농도가 급격히 증가하였으며, 9분 뒤 139.157ppm을 보이고, 22분에 75.739ppm을 보인 후 거의 일정한 값을 보였다. K+, Mg2+ 이온은 양이온교환수지 컬럼 통과 3min 후 대부분의 이온이 제거됨을 알 수 있다.The concentration change of K + , Na + , Mg 2+ cations with time when the mixed bio solution discharged from the dehydration unit is passed through the cation exchange resin column is shown in FIG. 14. The mixed bio solution discharged from the dehydration unit shows the change in concentration of K + , Na + and Mg 2+ cations over time passing through the cation exchange resin column, and for K + ions, 3 minutes at the initial concentration of 457.092 ppm The concentration sharply decreased to 6.474ppm afterwards, and after 6.8 minutes, it showed 6.833ppm and gradually decreased to 55809ppm at 55min. In the case of Mg 2+ ion, the concentration sharply decreased to 1.636ppm after 3 minutes at the initial concentration of 57.114ppm, followed by 0.454ppm after 9 minutes and gradually decreased to 0.079ppm at 55min. In the case of Na + ions, the concentration rapidly increased to 180.224ppm after 3 minutes at the initial concentration of 32.687ppm, 139.157ppm after 9 minutes, and showed a constant value after 75.739ppm at 22 minutes. It can be seen that K + and Mg 2+ ions are removed most of the ions after 3 minutes through the cation exchange resin column.

펌핑속도에 따른 컬럼에서의 용액 체류시간을 고려한 음이온의 시간에 따른 분리결과는 그림 15와 같다. 상기 금속이온분리장치에서 배출된 탈수액의 금속이온농도를 ICP로 분석하였다.The separation results according to the time of anion considering the solution residence time in the column according to the pumping speed are shown in Figure 15. The metal ion concentration of the dehydration liquid discharged from the metal ion separator was analyzed by ICP.

Cl-이온의 경우, 초기 1051.60ppm의 농도에서 3분 뒤 183.18ppm으로 농도가 급격히 감소하였으며, 9분 뒤 169.07ppm을 보이고, 22분 뒤 147.85ppm으로 거의 일정한 값을 보였으며 Cl- 음이온은 음이온교환수지 컬럼 통과 22min 후 대부분의 이온이 제거됨을 알 수 있다. Cl-이온의 경우, 초기 0 mg/g에서 3분 뒤 1.26 mg/g으로 흡착량이 급격히 증가하였으며, 9분 뒤부터 1.28 mg/g을 보이고, 22분 뒤 1.31 mg/g으로 거의 일정한 값을 보여 음이온교환수지의 1시간동안 Cl-이온의 흡착량은 약 5.0 mg/g의 값을 보임을 알 수 있었다.Cl - if of the ion, the concentration was in a concentration of 3 minutes after the initial 183.18ppm 1051.60ppm rapidly decreased, showing 169.07ppm after 9 minutes, and showed an almost constant value of 22 minutes after 147.85ppm Cl - anion is an anion exchange It can be seen that most of the ions are removed after 22 min through the resin column. In the case of Cl - ion, the adsorption amount increased rapidly from the initial 0 mg / g to 1.26 mg / g after 3 minutes, 1.28 mg / g after 9 minutes, and almost constant value of 1.31 mg / g after 22 minutes. It was found that the adsorption amount of Cl ions for about 1 hour in the anion exchange resin was about 5.0 mg / g.

한편, 상기 금속이온분리장치로부터 배출되는 이온수는 회분유발성분을 포함한 각종 입자상 물질이 함유될 수 있고, 이러한 물질들은 양이온교환수지 또는 음이온교환수지의 이온교환능력을 저하시키고, 게다가 이온교환수지 사이의 공극을 폐쇄시킨다. 또 나노여과막 또는 역삼투막을 사용하는 양이온 또는 음이온을 제거하고자 하는 경우, 상기한 입자상 물질로 인해 투과성능이 급격히 저하될 수 있으므로 적절한 전처리 유닛을 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the ionized water discharged from the metal ion separation device may contain a variety of particulate matter, including ash-induced components, these materials reduce the ion exchange capacity of the cation exchange resin or anion exchange resin, and also between the ion exchange resin Close the voids. In addition, when it is desired to remove a cation or anion using a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane, the permeation performance may be drastically reduced due to the above-mentioned particulate matter.

일예로 상기 전처리 유닛은 응집 및/또는 침전공정을 도입하거나, 또는 비교적 기공이 큰 한외여과막이나 정밀여과막으로 입자상 물질을 사전에 제거한 후 이온교환수지, 나노여과막 또는 역삼투막에 공급할 수 있다.For example, the pretreatment unit may introduce a coagulation and / or precipitation process, or may remove the particulate matter in advance with a relatively large pore ultrafiltration membrane or microfiltration membrane and then supply the ion exchange resin, nanofiltration membrane, or reverse osmosis membrane.

또한, 상기 금속이온분리장치에서 이온성분이 분리된 탈수는 상기 반응기본체로 리사이클될 수 있다.In addition, dehydration from which the ionic component is separated in the metal ion separation device may be recycled to the reaction base.

또한, 상기 바이오매스는 입경이 10 ㎛ ~ 1000 ㎜ 일 수 있다. 바람직하게는 10 ㎛ ~ 100 ㎜일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ ~ 10 ㎜일 수 있다. 상기 조건을 벗어나면 원료내 금속이온 분리효율이 저하될 수 있다.In addition, the biomass may have a particle diameter of 10 μm to 1000 mm. Preferably it may be 10 μm to 100 mm, more preferably 10 μm to 10 mm. Deviation from the above conditions may reduce the efficiency of metal ion separation in the raw material.

또한, 상기 금속이온분리장치 후단에는 배출유닛이 추가로 포함될 수 있다.In addition, a discharge unit may be further included at the rear end of the metal ion separation device.

폐수처리유닛에는 이온교환수지, 분리막, 응집, 흡착 등이 포함될 수 있음은 자명하다. 사익 폐수처리유닛으로부터 제거 분리된 이온물질들은 위탁처리 등을 통해 매립 또는 소각하고, 이들 물질이 제거된 처리수는 수계(하천, 강 등)로 방류하는 배출유닛이 추가로 포함될 수 있다. 상기 배출유닛은 펌프 일 수 있다. It is apparent that the wastewater treatment unit may include an ion exchange resin, a separator, agglomeration, adsorption, and the like. Ionic materials removed and removed from the harvested wastewater treatment unit may be landfilled or incinerated through consignment treatment, and the treated water from which these substances have been removed may further include a discharge unit for discharging to the water system (river, river, etc.). The discharge unit may be a pump.

(촉매 반응 실시예)(Catalyst Reaction Example)

바이오매스 원시료를 105℃ 오븐에 건조시켜서 수분을 제거한다. 건조된 시료(예 EFB) 일부에 물을 넣어서 점도 5000cP이하로 유지한다. 상기 조건은 EFB의 경우, EFB 대 물의 중량비 1대 3이다. 상기 수용액에 NaOH 1wt%을 투입한다. 상기 처리액을 반응기에 넣고 60℃ 온도에서 10분 유지시킵니다. 교반기는 rpm 10 내지 1000으로 교반한다. 상기 60℃는 분당 2℃ 승온조건으로 반응시간은 40분이다. The biomass feedstock is dried in an oven at 105 ° C. to remove moisture. A portion of the dried sample (e.g., EFB) is added with water to maintain a viscosity of 5000 cP or less. The conditions are for EFB, the weight ratio of EFB to water is one to three. 1 wt% of NaOH is added to the aqueous solution. Place the treatment liquid in the reactor and hold at 60 ° C for 10 minutes. The stirrer is stirred at 10 to 1000 rpm. The reaction time is 60 minutes at 60 ℃ temperature conditions 2 ℃ per minute.

반응 후, 처리액을 1um 필터를 이용해서 고액 분리를 진행한다. 회수된 고체는 105℃ 오븐에서 건조한다. 상기 오븐에서 회수한 시료 1wt% 대 acetic acid 수용액 3wt%의 비율 (처리액과 acetic acid의 비율은 1:1)로 교반한다. After the reaction, the treated liquid is subjected to solid-liquid separation using a 1um filter. The recovered solid is dried in a 105 ° C. oven. Stir at a ratio of 1 wt% of the sample recovered from the oven to 3 wt% of acetic acid aqueous solution (the ratio of the treatment solution and acetic acid is 1: 1).

상기 처리액을 상기 반응기에 넣고 60℃, 10분 유지시킨다. 상기 과정을 통해서 처리액에 포함된 Na 이온을 상기 반응기에서 acetic acid을 제거한다. The treatment solution is placed in the reactor and maintained at 60 ° C. for 10 minutes. Na ions contained in the treatment solution through the above process to remove acetic acid in the reactor.

상기 반응이 종료된 처리액을 1um 필터로 고액분리한다. 잔여물은 증류수로 세척한다. The treatment solution in which the reaction is completed is separated into a solid solution by a 1um filter. The residue is washed with distilled water.

최종적으로 105℃ 오븐에서 건조시켜 바이오매스내 회분유발성분이 금속성분이 제거된 바이오매스내 휘발유발성분을 제거한 바이오매스가 배출된다. Finally, the biomass is removed by drying in an oven at 105 ℃ to remove the gasoline-induced components in the biomass in which the ash-induced components in the biomass is removed.

상기 분리된 금속이온을 적용하여 이차전지, 연료전지, 슈퍼캐퍼시터에 적용할 수 있다. The separated metal ions may be applied to secondary batteries, fuel cells, and supercapacitors.

바람직하게는 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템과 연계한 상기 분리된 금속이온을 이용한 ESS(Energy Storage System)시스템을 구성할 수 있다. Preferably, the ESS (Energy Storage System) system using the separated metal ions in conjunction with a fuel production system in which ash-induced components are removed from the biomass under low temperature conditions in connection with a dehydration washing process may be configured.

상기 ESS시스템은 이차전지, 연료전지, 슈퍼캐퍼시터, 흐름전지(Flow battery) 중 어느 하나 이상의 형태 일 수 있다.The ESS system may be any one or more of secondary batteries, fuel cells, supercapacitors, and flow batteries.

바람직하게는 이온용액의 전위차를 이용하는 발전장치 일 수 있다. Preferably it may be a power generation device using the potential difference of the ion solution.

더욱 바람직하게는 RED발전장치 일 수 있다. More preferably, it may be a RED generator.

특히, 상기 유동수로써 순수, 담수, 기수, 염수, 또는 알코올과 물의 혼합매와 같은 수계 용매와 헥산 등의 지방족 탄화수소류 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메틸나프탈렌 등의 방향족 탄화수소류 ; 퀴놀린, 피리딘 등의 복소고리 화합물 ;아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류 ; 아세트산메틸, 아크릴산메틸 등의 에스테르류 ; 디에틸렌트리아민, N,N-디메틸아미노프로필아민 등의 아민류 ; 디에틸에테르, 프로필렌옥사이드, 테트라히드로푸란 (THF) 등의 에테르류 : N-메틸피롤리돈 (NMP), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류 ; 헥사메틸포스팔아미드, 디메틸술폭사이드 등의 비프로톤성 극성 용매와 같은 유기계 용매 중에서 선택된 하나 이상인 것을 사용하는 것이 가능하다.In particular, aliphatic hydrocarbons such as hexane and an aqueous solvent such as pure water, fresh water, brackish water, brine, or a mixed medium of alcohol and water as the flowing water; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and methylnaphthalene; Heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; Amines such as diethylenetriamine and N, N-dimethylaminopropylamine; Ethers such as diethyl ether, propylene oxide and tetrahydrofuran (THF): amides such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide and dimethylacetamide; It is possible to use one or more selected from organic solvents such as aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethyl sulfoxide.

상기 유동액은 NaCl, H2SO4, HCl, NaOH, KOH, Na2NO3등 수용성 전해질액과 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC), 디에틸카보네이트(Diethyl Carbonate, DEC), 테트라하이드로푸란(Tetrahydrofuran, THF)와 같은 유기성 전해질액을 포함할 수 있다.The fluid is a water-soluble electrolyte solution such as NaCl, H 2 SO 4 , HCl, NaOH, KOH, Na 2 NO 3 , Propylene Carbonate (PC), Diethyl Carbonate (DEC), Tetrahydrofuran (Tetrahydrofuran) And an organic electrolyte solution such as THF).

상기 양이온 전극과 음이온 전극 및 상기 양이온 교환막과 상기 음이온 교환막은 종래 유동상 전극 시스템(전지, 축전지 등)에 사용되어 오고 있는 것들이라면 어느 것이나 다 사용가능하며, 당해 기술분야에 속하는 통상의 전문가가 그 사용목적 및 조건에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.The cation electrode and the anion electrode, the cation exchange membrane and the anion exchange membrane may be any of those that have been used in the conventional fluidized bed electrode system (battery, storage battery, etc.), and those skilled in the art It can be selected according to the purpose of use and conditions.

상기 RED발전장치는 양이온 전극과 음이온 전극 사이에 형성된 공간이, 양이온 교환막과 음이온 교환막에 의해 구분된다. 즉, 상기 발전장치는 상기 양이온 교환막과 상기 양이온 전극 사이의 양이온 유로, 상기 음이온 교환막과 상기 음이온 전극 사이의 음이온 유로, 및 상기 양이온 교환막과 상기 음이온 교환막 사이의 탈수유로를 포함한다.In the RED generator, a space formed between a cation electrode and an anion electrode is divided by a cation exchange membrane and an anion exchange membrane. That is, the power generation apparatus includes a cation flow path between the cation exchange membrane and the cation electrode, an anion flow path between the anion exchange membrane and the anion electrode, and a dehydration flow path between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.

그리고 상기 RED발전장치에는 전기에너지를 측정하는 계측기가 연결돼서, 현재 상기 농도차에 의한 RED발전장치의 이온발전셀에서 생성된 전위차를 계측할 수 있다.In addition, the RED generator is connected to a measuring instrument for measuring electrical energy, it is possible to measure the potential difference generated in the ion generator cell of the RED generator by the current concentration difference.

따라서, 상기 RED발전장치에 상대적으로 농도가 높은 탈수와 상대적으로 농도가 낮은 유동수를 보내면, 농도가 낮은 유동액가 흐르는 양이온 전극와 음이온 전극으로 상기 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 각각 양이온과 음이온이 이동하게 되고, 이동된 양이온과 음이온에 의해서 전위차가 발생하게 된다.Therefore, if the RED generator is sent to a relatively high concentration of dehydration and a relatively low concentration of flow water, cations and anions are moved through the cation exchange membrane and the anion exchange membrane to the cation electrode and the anion electrode, respectively, through which the low concentration fluid flows. However, the potential difference is caused by the transferred cations and anions.

반대로, 상기 RED발전장치에 상대적으로 농도가 낮은 탈수와 상대적으로 농도가 높은 유동수를 보내면, 농도가 높은 양이온 유로와 음이온 유로로부터 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 각각 양이온과 음이온이 흡수액 측으로 이동하게 되고 이 결과 전위차가 발생하게 된다.On the contrary, when the RED generator has a relatively low concentration of dehydration and a relatively high concentration of flowing water, cations and anions are moved from the high concentration cation channel and the anion channel to the absorbent side through the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, respectively. As a result, a potential difference occurs.

상기 금속이온은 알칼리, 알칼리토 금속이온일 수 있으며, 바람직하게는 리튬, 나트륨, 칼륨 일 수 있으며 더욱 바람직하게는 칼륨일 수 있다.The metal ions may be alkali, alkaline earth metal ions, preferably lithium, sodium, potassium, more preferably potassium.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 전 후의 원료의 성분 변화를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the changes in the components of the raw material before and after the fuel production system for boilers removed ash component according to an embodiment of the present invention.

원료로 고려중인 바이오매스는 초본계, 목본계, 조류(Algae) 등이 있으며, 그 중 도 2에는 초본계 바이오매스인 억새, 옥수수대와 목본계인 소나무를 이용한 연료특성 분석결과를 나타내었다. 본 공정을 거쳐서 만들어진 회분 유발성분이 제거된 바이오매스는 dry basis 기준 77~97% 이상의 제거효율을 보였으며, 평균적으로 약 10%정도의 발열량 향상 효과를 가져왔다. 또한, 추가적으로 연료 자체의 Fuel NOx 생성물질과 SOx 생성 물질인 N과 S의 수치가 약 80%정도 저감된 것을 볼 수 있다. 석탄에 비해 바이오매스 연료가 가진 낮은 발열량이나 회분에 의한 영향을 본 전처리 공정을 통해 개선이 가능하다.Biomass under consideration as a raw material is herbaceous, woody, algae (Algae), etc. Among them, Figure 2 shows the fuel characteristics analysis results using the herbaceous biomass such as silver grass, corn stalk and wood-based pine. The biomass from the ash-induced components removed through this process showed removal efficiency over 77 ~ 97% on a dry basis, and averaged about 10% heat generation. In addition, the fuel NOx and SOx generating materials N and S of the fuel itself can be seen to be reduced by about 80%. Compared to coal, the low calorific value of ash and the effect of ash can be improved through this pretreatment process.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 전 후의 원료의 미네랄 성분 변화를 나타낸 것이다.Figure 3 shows the change in the mineral component of the raw material before and after the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components according to an embodiment of the present invention.

도 3은 회분 유발성분이 제거된 연료의 회분특성을 나타내었다. Melting point가 349 ℃로 가장 낮게 형성되어 있는 K2O의 경우 제거효율이 99% 이상에 달하고 있으며, 1,132 ℃의 melting point을 가진 Na2O의 경우 제거효율이 95%에 달하고 있다. 이처럼 회분 유발성분을 제거함으로써 보일러 튜브나 벽면에 생성되는 슬래깅, 파울링, 클링커 등의 생성 유발물질을 사전에 차단하고 안정적인 보일러 가동율 유지가 가능하다. (일반적인 바이오매스 전소보일러의 경우 가동율 70% 미만)3 shows the ash characteristics of the fuel from which ash-induced components have been removed. K 2 O, which has the lowest melting point of 349 ℃, has a removal efficiency of more than 99%, and Na 2 O having a melting point of 1,132 ℃ has a removal efficiency of 95%. As such, by removing the ash-inducing component, it is possible to block generation substances such as slagging, fouling, and clinker generated in the boiler tube or wall in advance, and maintain a stable boiler operation rate. (Less than 70% utilization rate for typical biomass burner boilers)

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 알칼리액 처리 조건에서 pH 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the ash removal rate according to the pH change in the alkaline liquid treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash ash component according to an embodiment of the present invention.

도 4는 알카리영역에서의 회분추출율과 가연성물질인 ALB의 회수율을 나타낸 그래프이다. 본 특허에서 개발하고자 하는 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료는 고체물질인 가연성물질을 최대한 유지하면서 회분유발성분만 제거하는 것을 특징으로 잡고 있다. pH 13.4 이상의 영역에서는 회분유발성분의 제거효율이 감소함과 동시에 ALB의 수율도 감소함을 알 수 있다. 이에, 가장 극대화 조건인 pH 13.3 ~ 13.4 영역에서의 회분추출이 이루어져야한다.4 is a graph showing the ash extraction rate and the recovery rate of the flammable material ALB in the alkaline region. Fuel to remove the ash-induced components in the biomass to be developed in this patent is characterized in that to remove only the ash-induced components while maintaining the flammable material as a solid material. In the region above pH 13.4, the removal efficiency of ash-induced components decreases and the yield of ALB decreases. Therefore, ash extraction should be made in the region of pH 13.3 ~ 13.4, which is the most maximal condition.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 알칼리액 처리 조건에서 온도 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.Figure 5 shows the ash removal rate according to the temperature change in the alkaline liquid treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash ash component according to an embodiment of the present invention.

도 5는 앞선 도 4의 실험결과를 바탕으로 pH 13.4 조건에서 온도의 영향을 고려한 것이다. 온도가 증가함에 따라 대체적으로 회분 추출율은 증가하는 것을 알 수 있으며, 80 ℃ 영역에서 가장 극대화된 수치를 볼 수 있다. 하지만 가연성 물질인 ALB의 수율이 낮게 형성되어 있기 때문에 회분 추출율과 가연성 물질 회수율이 좋은 55~65 ℃ 영역이 적정 온도 범위라 할 수 있다.FIG. 5 considers the influence of temperature in a pH 13.4 condition based on the experimental results of FIG. 4. As the temperature increases, the ash extraction rate generally increases, and the maximum value can be seen in the 80 ℃ range. However, since the yield of ALB, which is a combustible material, is low, a suitable temperature range is 55-65 ° C. where the ash extraction rate and the flammability recovery rate are good.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 알칼리액 처리 조건에서 체류시간 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.Figure 6 shows the ash removal rate according to the change of residence time in the alkaline liquid treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash ash component according to an embodiment of the present invention.

도 6은 pH 13.4, 온도 60 ℃의 영역에서 체류시간에 따른 영향을 고려한 것이다. 체류시간 10분의 영향에서 회분 추출율이 가장 극대화를 보이고 있으며, 시간이 경과됨에 따라 비슷한 성능을 유지하는 것을 알 수 있다. 회수율의 경우 시간이 지남에 따라 점점 감소하기 때문에 알카리 영역에서의 체류시간은 10분 이상의 시간은 무의미한 조건이라 할 수 있다.Figure 6 considers the effect of residence time in the region of pH 13.4, temperature 60 ℃. The extraction rate of ash is maximized under the influence of residence time of 10 minutes, and it can be seen that similar performance is maintained over time. Since the recovery rate gradually decreases over time, the residence time in the alkaline region is a meaningless condition for more than 10 minutes.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 산성액 처리 조건에서 pH 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.Figure 7 shows the ash removal rate according to the pH change in the acidic liquid treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash ash component according to an embodiment of the present invention.

도 7은 산성영역에서의 회분추출율과 가연성물질인 ALB의 회수율을 나타낸 그래프이다. 본 특허에서 개발하고자 하는 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료는 고체물질인 가연성물질을 최대한 유지하면서 회분유발성분만 제거하는 것을 특징으로 잡고 있다. pH가 1.7로 증가하면서 회분 유발성분의 제거효율이 증가하나 1.8 이상이 되면 다시 감소하는 경향을 보이고 있다 이에, 가장 극대화 조건인 pH 1.7 ~ 1.8 영역에서의 회분추출이 이루어져야 한다.7 is a graph showing the ash extraction rate and the recovery rate of the flammable material ALB in the acidic region. Fuel to remove the ash-induced components in the biomass to be developed in this patent is characterized in that to remove only the ash-induced components while maintaining the flammable material as a solid material. As the pH is increased to 1.7, the removal efficiency of ash-induced components increases, but when it is more than 1.8, it tends to decrease again. Therefore, ash extraction should be made in the pH 1.7 to 1.8 range, which is the most maximal condition.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 산성액 처리 조건에서 온도 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.Figure 8 shows the ash removal rate according to the temperature change in the acidic liquid treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash ash component according to an embodiment of the present invention.

도 8은 앞선 도 7의 실험결과를 바탕으로 pH 1.76 조건에서 온도의 영향을 고려한 것이다. 온도가 증가함에 따라 회분 추출율은 증가하나 60 ℃ 이상의 온도조건에서는 회분 추출율이 감소함을 알 수 있다. 이에, 최적 온도 조건은 50~60 ℃ 영역이 적정 범위라 할 수 있다.FIG. 8 considers the influence of temperature under the pH 1.76 condition based on the experimental results of FIG. 7. As the temperature increases, the ash extraction rate increases, but it can be seen that the ash extraction rate decreases at a temperature higher than 60 ° C. Thus, the optimum temperature conditions may be said to be an appropriate range of 50 ~ 60 ℃ region.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템의 산성액 처리 조건에서 체류시간 변화에 따른 회분 제거율을 나타낸 것이다.Figure 9 shows the ash removal rate according to the change in residence time in the acid solution treatment conditions of the fuel production system for boilers removed ash induction component according to an embodiment of the present invention.

도 9는 pH 1.76, 온도 60 ℃의 영역에서 체류시간에 따른 영향을 고려한 것이다. 체류시간 10분의 영향에서 회분 추출율이 가장 극대화를 보이고 있으며, 시간이 경과됨에 따라 비슷한 성능을 유지하는 것을 알 수 있다. 회수율의 경우 시간이 지남에 따라 점점 감소하기 때문에 산성 영역에서의 체류시간은 10분 이상의 시간은 무의미한 조건이라 할 수 있다.9 considers the effect of residence time in the region of pH 1.76, temperature 60 ℃. The extraction rate of ash is maximized under the influence of residence time of 10 minutes, and it can be seen that similar performance is maintained over time. Since the recovery rate gradually decreases with time, the residence time in the acidic region is a meaningless condition for more than 10 minutes.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 회분유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 전 후의 바이오매스 SEM 사진을 나타낸 것이다.Figure 10 shows a biomass SEM picture before and after the fuel production system for the boiler remove the ash-induced components according to an embodiment of the present invention.

도 10은 처리하지 않은 원 시료(억새)와 회분유발성분을 제거한 억새시료를 SEM을 이용하여 표면 구조 변화를 비교하였다. 원 시료의 경우 표면에 불규칙한 불순물 형태의 미네랄 성분이 다량 포함된 것을 볼 수 있으나, 회분유발성분을 제거한 시료의 경우 깨끗한 상태의 표면 형상을 볼 수 있다. 시료 자체의 구조적인 변화는 일으키지 않으면서, 미네랄성분만을 선택적으로 제거하기에는 본 공정 구성이 가장 적절하다고 볼 수 있다.FIG. 10 compares the surface structure changes of SEM samples of untreated raw samples (pampulae) and pampas grass samples from which ash-induced components are removed. In the case of the original sample, it can be seen that the surface contains a large amount of mineral components in the form of irregular impurities, but in the case of the sample from which ash-induced components are removed, the surface shape of the clean state can be seen. It can be said that this process configuration is most appropriate to selectively remove only mineral components without causing structural change of the sample itself.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 연소가능한 탄소 화합물분의 잔존량을 나타낸 그래프이다. 11 is a graph showing the remaining amount of biomass combustible carbon compound powder according to an embodiment of the present invention.

도 11은 기존 바이오에탄올 공정의 전처리를 통한 바이오매스 처리의 경우, 약 20wt%정도의 탄소분만이 잔존하는 것으로 나타났으며, 본 발명의 일실시예에 따른 산 및/또는 염기 처리의 경우, 약 80 wt%이상의 탄소분이 잔존하는 것을 확인할 수 있다.FIG. 11 shows that only about 20 wt% of carbon content remains in the case of biomass treatment through pretreatment of the existing bioethanol process, and in the case of acid and / or base treatment according to an embodiment of the present invention, about It can be confirmed that more than 80 wt% of carbon content remains.

도 12는 탈수 세척공정을 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 시스템의 작동 순서이다. 12 is an operation sequence of the fuel production system removing the ash-induced components in the biomass of low temperature conditions associated with the dehydration washing process.

상기 반응기 본체의 운전 절차는 1. 상기 반응기본체의 하부로 탈수이송장치가 80~160 kg/cm2의 유압조건으로 상기 반응기본체로 상승한다. 이후 2. 상기 원료주입장치를 통하여 바이오매스인 원료가 상기 반응기본체로 공급된다. 이후 3. 상기 pH조정조를 통하여 저온의 촉매수가 공급된다. 이때 저온의 촉매수/바이오매스의 질량비율은 1 내지 10일 수 있다. 이후 4. 상기 반응기본체에 상기 고압기체발생기를 통하여 공기가 공급되어 폭기 교반이 수행될 수 있다. 상기 공기 압력은 3~5 kg/cm2에 0.1~1 m3/min의 공기 유량일 수 있다. 이후 5. 소정의 반응시간 후 소정의 시간을 통하여 상기 고압기체발생기를 통하여 바이오매스를 여과시킬 수 있다. 상기 공기 압력은 3~5 kg/cm2에 0.5~2 m3/min의 공기 유량일 수 있다. 이후 6. 탈수가압장치의 프레스가 80~160 kg/cm2의 유압조건으로 상기 반응기본체로 이동할 수 있다. 이후 탈수를 진행하기 위하여 상기 고압기체발생기를 통하여 고압 공기를 인입하면서 프레스 가압을 수행하여 탈수를 진행한다. 이후 7. 가압프레스가 상부로 이동하여 탈수를 종료한다. Operation procedure of the reactor body 1. The dehydration transfer device to the lower portion of the reaction body is raised to the reaction body under a hydraulic condition of 80 ~ 160 kg / cm2. Thereafter, 2. The biomass raw material is supplied to the reaction base through the raw material injection device. 3. The low temperature catalyst water is then supplied through the pH adjustment tank. In this case, the mass ratio of the catalyst water / biomass at low temperature may be 1 to 10. 4. Since air is supplied to the reaction base through the high pressure gas generator, aeration agitation may be performed. The air pressure may be an air flow rate of 0.1 ~ 1 m3 / min in 3 ~ 5 kg / cm2. 5. The biomass may be filtered through the high pressure gas generator through a predetermined time after a predetermined reaction time. The air pressure may be an air flow rate of 0.5 to 2 m3 / min to 3 to 5 kg / cm2. 6. The press of the dehydration device can be moved to the reaction base under hydraulic conditions of 80 ~ 160 kg / cm2. Thereafter, dehydration is performed by performing pressurization while introducing high pressure air through the high pressure gas generator to proceed with dehydration. 7. The pressurized press moves to the top to finish dehydration.

이후 8. 상기 바이오매스를 세척하기 위하여 상기 반응기본체에 상기 세척수저장조로부터 세척수가 투입될 수 있다. 이후 9. 상기 4. 내지 7.의 과정이 반복될 수 있다. 이후 10. 상기 탈수이송장치가 아래로 이동한 후 바이오매스 원료가 배출되어 상기 연료이송장치(810)을 통하여 연료처리장치(800)으로 전달될 수 있다. 8. After the washing water from the wash water storage tank may be added to the reaction base to wash the biomass. 9. After the process of 4. to 7. may be repeated. 10. After the dehydration and transfer device moves down, the biomass raw material may be discharged and transferred to the fuel processor 800 through the fuel transfer device 810.

1: 탈회분 반응기
100: 반응기본체
101: 반응기보온재
110: 가온촉매수유입부
120: 세척수유입부
130: 반응승온기
140: 벤트부
150: 고압기체발생기
151: 고압기체제1주입부
152: 고압기체제2주입부
160: 고체연료배출부
200: 탈수가압장치
210: 탈수프레스
300: 탈수이송장치
310: 이송프레스
320: 제2탈수배출부
330: 제1탈수배출부
340: 금속이온센서
400: pH조정조
401: 교반기
402: 보온재
403: 승온기
410: 처리수공급부
420: 촉매공급부
430: 촉매저장조
440: 유기산저장조
450: 1차μ수공급부
460: 가온촉매수배출부
470: pH조정조드레인부
500: 세척수저장조
510: 세척수공급부
520: 2차탈수공급부
530: 세척수배출부
540: 세척수드레인부
600: 금속이온분리장치
601: 제1양이온교환모듈
602: 제1음이온교환모듈
603: 제2양이온교환모듈
604: 제2음이온교환모듈
610: 탈수저장조
620: 음이온수저장조
630: 양이온수저장조
640: 탈수펌프
650: 금속이온센서
700: 원료주입장치
800: 연료처리장치
810: 연료이송장치
900: RED발전장치
901: 탈수액/세척액
902: 탈수 유로
903: 유동수
904a: 양이온 유로
904b: 음이온 유로
905: 양이온교환막
906: 음이온교환막
907: 양이온전극
908: 음이온전극
909: 재생 촉매수
910: 탈이온액
911: 필터유닛
912: 유동수유로
1000: ESS
1: deash reactor
100: reaction base
101: reactor insulation
110: warming catalyst inlet
120: washing water inlet
130: reaction warmer
140: vent part
150: high pressure gas generator
151: high pressure gas injection unit
152: high pressure gas injection unit 2
160: solid fuel discharge unit
200: dehydrating pressure device
210: dewatering press
300: dehydration transfer device
310: transfer press
320: second dewatering discharge unit
330: first dewatering discharge unit
340: metal ion sensor
400: pH adjusting tank
401 stirrer
402: insulation
403: a temperature riser
410: treatment water supply unit
420: catalyst supply unit
430 catalyst storage tank
440: organic acid storage tank
450: 1st μ water supply
460: warm catalyst water discharge part
470: pH adjustment tank drain portion
500: wash water storage tank
510: washing water supply unit
520: secondary dewatering supply unit
530: washing water discharge unit
540: washing water drain portion
600: metal ion separator
601: first cation exchange module
602: first negative ion exchange module
603: second cation exchange module
604: second anion exchange module
610: dehydration storage tank
620: anion water storage tank
630: cation water storage tank
640: dewatering pump
650: metal ion sensor
700: raw material injection device
800: fuel processor
810: fuel feeder
900: RED generator
901 dehydration / washing liquid
902: dehydration euro
903: Flowing water
904a: cation flow path
904b: anion flow path
905 cation exchange membrane
906: anion exchange membrane
907 cation electrode
908: anion electrode
909: regenerated catalyst water
910 deionized liquid
911: filter unit
912: flow channel
1000: ESS

Claims (13)

공급된 원료의 회분유발성분이 최대로 분리되도록 저온의 촉매로 처리하는 반응기본체;
상기 반응기본체에 저온 촉매수를 공급하는 pH조정조;
상기 반응기본체에 세척수를 공급하는 세척수저장조; 및
상기 반응기본체에 원료를 주입하는 원료주입장치;를 포함하며,
상기 반응기본체에서 배출되는 탈수 및/또는 세척수가 통과하는 탈수유로;
상기 탈수 유로는 유동수가 이동하는 양이온 유로와 음이온 유로 사이 이동하며,
상기 탈수와 유동수의 농도차이에 의한 전위차로 전기를 생산하는 RED발전장치;를 포함하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
Reaction base body treated with a low temperature catalyst so as to separate the ash-induced components of the supplied raw material to the maximum;
PH adjusting tank for supplying a low temperature catalyst water to the reaction base;
Washing water storage tank for supplying the washing water to the reaction base; And
Includes; raw material injection device for injecting the raw material into the reaction base,
A dehydration passage through which dehydration and / or washing water are discharged from the reaction base;
The dehydration flow path is moved between the cation flow path and the anion flow path through which the flow water moves,
And a RED generator for generating electricity with a potential difference due to a difference in concentration between the dehydration and the flow of water. Fuel production and power generation system removing ash-induced components in biomass under low temperature conditions in conjunction with RED.
제1항에 있어서,
상기 RED발전장치는 상기 양이온 유로와 상기 탈수 유로 사이에 형성된 양이온 교환막과 상기 음이온 유로와 상기 탈수 유로 사이에 형성된 음이온 교환막을 포함하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
The RED generator is a fuel production and removal of the ash-induced components in the low-temperature biomass in conjunction with the RED including a cation exchange membrane formed between the cation flow path and the dehydration flow path and an anion exchange membrane formed between the anion flow path and the dehydration flow path and Power generation system.
제1항에 있어서,
상기 탈수유로와 상기 RED발전장치 전단에는 상기 탈수내 입자상 물질을 제거하기 위한 필터유닛;을 포함하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
And a filter unit for removing particulate matter in the dehydration in front of the dehydration flow path and the RED generator. The fuel production and power generation system of removing ash-induced components in biomass under low temperature conditions in conjunction with RED.
제2항에 있어서,
상기 양이온 교환막과 이격되어 대향 배치된 양이온 전극과 상기 음이온 교환막과 이격되어 대향 배치된 음이온 전극를 포함하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 2,
A fuel production and power generation system removing ash-induced components in biomass at low temperature in connection with a RED comprising a cation electrode spaced apart from the cation exchange membrane and an anion electrode spaced apart from the anion exchange membrane.
제1항에 있어서,
상기 탈수유로에 공급되는 상기 탈수와 상기 양이온 유로 및 상기 음이온 유로에 공급되는 상기 유동수는 교번하여 공급될 수 있는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
And the dehydration supplied to the dehydration flow path and the flow water supplied to the cation flow path and the anion flow path remove ash ash generation components in biomass under low temperature conditions in connection with RED which may be alternately supplied.
제1항에 있어서,
상기 탈수유로를 통해 공급되는 탈수는 상기 바이오매스내 회분유발성분을 포함한 탈수인 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
The dehydration supplied through the dehydration flow path is a fuel production and power generation system removing the ash-induced components in the biomass of low-temperature conditions in conjunction with RED, which is a dehydration including the ash-induced components in the biomass.
제1항에 있어서,
상기 탈수유로와 유동수유로는 2 이상의 유로쌍으로 형성될 수 있으며, 상기 탈수와 유동수가 각각 병렬로 공급되는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
The dewatering flow path and the flowing water flow path may be formed by two or more flow path pairs, the fuel production and power generation system to remove the ash-induced components in the low-temperature biomass associated with the RED supplied in parallel with the dehydration and the flow water, respectively.
제5항에 있어서,
상기 탈수유로와 유동수유로는 2 이상의 유로쌍으로 형성될 수 있으며, 상기 탈수와 유동수가 각각 직렬로 공급되는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 5,
The dewatering flow path and the flowing water flow path may be formed of two or more flow path pairs, the fuel production and power generation system to remove the ash-induced components in the low-temperature biomass associated with the RED supplied in series with the dewatering and the flowing water, respectively.
제1항에 있어서,
상기 탈수유로와 유동수유로는 2 이상의 유로쌍으로 형성될 수 있으며, 탈수와 유동수가 각각 벌집(honey comb)구조로 공급되는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
The dehydration flow path and the flow water flow path may be formed by two or more flow path pairs, and the fuel production and power generation system removing the ash-induced components in the biomass under low temperature conditions in connection with the RED supplied with the dehydration and flow water in a honey comb structure, respectively. .
제1항에 있어서,
상기 RED발전장치에 공급되는 탈수와 상기 유동수는 대향류 또는 평행류로 공급되는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
The dehydration and the flow water supplied to the RED power generation device is a fuel production and power generation system removing the ash-induced components in the biomass of low temperature conditions in connection with the RED supplied in the counter flow or parallel flow.
제1항에 있어서,
상기 반응기본체에 공급되는 상기 저온 촉매수 및/또는 상기 세척수와 상기 원료의 질량비는 1.05:1 내지 10:1인 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
And a mass ratio of the low temperature catalyst water and / or the wash water and the raw material to be supplied to the reaction base is 1.05: 1 to 10: 1.
제1항에 있어서,
상기 RED발전장치에서 배출된 탈수 및/또는 유동수내 금속이온을 분리하는 금속이온분리장치;를 포함하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.
The method of claim 1,
And a metal ion separation device for separating metal ions in the dewatered and / or flowed water discharged from the RED generator. The fuel production and power generation system removing ash-induced components in biomass under low temperature conditions in connection with RED.
제12항에 있어서,
이차전지 소재로 활용하기 위한 상기 금속이온을 이용하는 RED를 연계한 저온조건의 바이오매스내 회분유발성분을 제거한 연료 생산 및 발전 시스템.

The method of claim 12,
A fuel production and power generation system that removes ash-induced components in biomass under low temperature conditions in connection with RED using the metal ions for use as secondary battery materials.

KR1020180052756A 2018-05-08 2018-05-08 De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis KR102063831B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052756A KR102063831B1 (en) 2018-05-08 2018-05-08 De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052756A KR102063831B1 (en) 2018-05-08 2018-05-08 De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190128503A true KR20190128503A (en) 2019-11-18
KR102063831B1 KR102063831B1 (en) 2020-01-14

Family

ID=68728028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180052756A KR102063831B1 (en) 2018-05-08 2018-05-08 De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102063831B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102358649B1 (en) * 2021-05-04 2022-02-08 베스트글로벌에너지 주식회사 pellet manufacturing method

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688509B2 (en) 1988-03-28 1997-12-10 日清製粉株式会社 Extraction and purification method of hemicellulose
JPH11240902A (en) 1998-02-25 1999-09-07 Fuji Oil Co Ltd Production of water soluble hemicellulose
KR100413384B1 (en) 2000-10-24 2004-01-03 주식회사 삼양제넥스 Method for preparing soluble dietary fiber from corn hull
KR100872358B1 (en) 2007-07-30 2008-12-05 한국생산기술연구원 Dehydration method and apparatus for centrifugal condensation high pressure rotary screw press for reducing industrial sludge moisture content
KR101345113B1 (en) * 2010-06-09 2013-12-26 파라블 리미티드 Method of ash removal from a biomass
KR101541994B1 (en) * 2014-02-03 2015-08-04 한국에너지기술연구원 Apparatus and process for carbon dioxide capture related to generate electricity
KR101557704B1 (en) 2014-06-16 2015-10-06 주식회사 기술과창조 Experimental equipment for salinity gradient electric generating
KR20160033303A (en) * 2014-09-17 2016-03-28 한국에너지기술연구원 Apparatus and method producing electricity and oil using coal
KR20160054352A (en) * 2014-11-06 2016-05-16 (주)다솜뜰 Method for preparing film radiating far infrared rays
JP2016125030A (en) 2015-01-08 2016-07-11 株式会社日立製作所 Plant biofuel improving method, system and producing method
KR20180023075A (en) * 2016-08-23 2018-03-07 한국에너지기술연구원 Improvement on Co-firing of Biomass with Coal Biomass Blending ratio, Manufacturing Method and System of Boiler-Torrefaction Fuel Production thereof
KR101838293B1 (en) * 2016-08-23 2018-04-27 한국에너지기술연구원 De-sticky material in feedstock, Manufacturing Method and System of Boiler-Fuel Production thereof

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688509B2 (en) 1988-03-28 1997-12-10 日清製粉株式会社 Extraction and purification method of hemicellulose
JPH11240902A (en) 1998-02-25 1999-09-07 Fuji Oil Co Ltd Production of water soluble hemicellulose
KR100413384B1 (en) 2000-10-24 2004-01-03 주식회사 삼양제넥스 Method for preparing soluble dietary fiber from corn hull
KR100872358B1 (en) 2007-07-30 2008-12-05 한국생산기술연구원 Dehydration method and apparatus for centrifugal condensation high pressure rotary screw press for reducing industrial sludge moisture content
KR101345113B1 (en) * 2010-06-09 2013-12-26 파라블 리미티드 Method of ash removal from a biomass
KR101541994B1 (en) * 2014-02-03 2015-08-04 한국에너지기술연구원 Apparatus and process for carbon dioxide capture related to generate electricity
KR101557704B1 (en) 2014-06-16 2015-10-06 주식회사 기술과창조 Experimental equipment for salinity gradient electric generating
KR20160033303A (en) * 2014-09-17 2016-03-28 한국에너지기술연구원 Apparatus and method producing electricity and oil using coal
KR20160054352A (en) * 2014-11-06 2016-05-16 (주)다솜뜰 Method for preparing film radiating far infrared rays
JP2016125030A (en) 2015-01-08 2016-07-11 株式会社日立製作所 Plant biofuel improving method, system and producing method
KR20180023075A (en) * 2016-08-23 2018-03-07 한국에너지기술연구원 Improvement on Co-firing of Biomass with Coal Biomass Blending ratio, Manufacturing Method and System of Boiler-Torrefaction Fuel Production thereof
KR101838293B1 (en) * 2016-08-23 2018-04-27 한국에너지기술연구원 De-sticky material in feedstock, Manufacturing Method and System of Boiler-Fuel Production thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102358649B1 (en) * 2021-05-04 2022-02-08 베스트글로벌에너지 주식회사 pellet manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102063831B1 (en) 2020-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102063831B1 (en) De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis
KR102028442B1 (en) Improvement on Co-firing of Biomass with Coal Biomass Blending ratio, Manufacturing Method and System of Boiler-Torrefaction Fuel Production thereof
Liu et al. Biomass treatment strategies for thermochemical conversion
Karthikeyan et al. Low-rank coal drying technologies—current status and new developments
KR101879862B1 (en) De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production thereof
Chen et al. Preparation and characterization of activated carbon from hydrochar by phosphoric acid activation and its adsorption performance in prehydrolysis liquor
US20130295628A1 (en) Processes for producing energy-dense biomass and sugars or sugar derivatives, by integrated hydrolysis and torrefaction
US9315750B2 (en) Processes for producing biomass pellets and sugars
CN102361963A (en) Process for producing high quality bio-oil in high yield
JP2011514403A (en) Complete liquefaction of lignocellulosic agricultural waste to form liquid biofuels
CN103814000A (en) Process for recovering salt during lignocellulosic conversion process
KR101945186B1 (en) De-mineralized Biomass, Manufacturing Method and System of Multi-fuel Production thereof
KR101838293B1 (en) De-sticky material in feedstock, Manufacturing Method and System of Boiler-Fuel Production thereof
US20150167969A1 (en) Processes utilizing fermentation vinasse for producing energy-dense biomass and biomass sugars
KR102054845B1 (en) De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production Connected with Dehydration and Washing
JP2004209462A (en) Drying method of plant-derived biomass, and production method of biomass fuel
CN105461758A (en) A method of increasing a humic acid extraction ratio from brown coal
JP6860195B2 (en) Method of reforming plant-based biomass
CN101885977A (en) Method for extracting cedar oil and co-producing active carbon from China fir sawdust
Djandja et al. Catalytic hydrothermal carbonization of wet organic solid waste: A review
KR20160081027A (en) Hydrophobic surfaces coal mixed fuel containing lignin and manufacturing method thereof
KR101964623B1 (en) Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass
WO2015134314A1 (en) Processes utilizing fermentation vinasse for producing energy-dense biomass and biomass sugars
CN109337727A (en) Derived from sludge fuel process and product based on carbon skeleton auxiliary pyrohydrolysis
CN103911195A (en) Method for preparing high-concentration coal water slurry by using low rank coal

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant