열중량 분석 기법을 통한 RDF의 열분해 특성 조사 (Study on the Pyrolysis Kinetics of RDF(Refuse Derived Fuel) with Thermogravimetric Analysis)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 47권 / 6호 / 676 ~ 682페이지
· 저자명 : 김동원, 이종민, 김재성

초록

본 연구에서는 국내 원주에서 생산되고 있는 RDF의 열분해 특성을 조사하기 위해 열중량 분석기(TGA)를 이용하
여 비등온 실험(10, 20, 30 ℃/min)을 수행하여 분석하였다. 다양한 성분의 물질을 함유한 RDF는 승온 속도에 따라 차
이가 있으나, 대체로 350~700 ℃ 사이에서 열분해 및 연소되었으며, 최대 열분해 반응속도를 나타내는 온도는 석탄의
그것에 비해 매우 빠름을 알 수 있었다. Friedman 및 Flynn-Wall-Ozawa의 방법을 이용하여 평균한 활성화에너지 값은
각각 14.44, 18.40 ㎉/㏖이었으며, Friedman의 방법을 통해 반응 차수는 1.219, 빈도인자 3.02×105(s−1)의 값을 얻었
다. 또한 Coats Redfern의 방법을 통해 앞서 계산한 활성화에너지 값과의 유사성을 비교하여 고체상의 연소반응 메커
니즘을 판단할 경우, 개별 입자들 사이에서 하나의 핵에서 핵화되는 반응인 1차 화학 반응(F1)이 가장 유사한 반응 메
커니즘으로 판단되었다.

영어초록

Devolatilization of the Refuse Derived Fuel(RDF) which is produced at WonJu in Korea was characterized
in air atmosphere with variation of heating rate(10, 20 and 30 ℃/min) in TGA. The results of TG Analysis have
shown that the pyrolysis and char combustion of the RDF occurred in the range of 350~700 ℃ depending on the heating
rate. Activation energy of the RDF which was determined by using Friedman and Ozawa-Flynn-Wall method was in
the range of 14.44~18.40 ㎉/㏖. Also, reaction order(n) and pre-exponential factors(A) were 1.219 and 3.02×105 by
using Friedman method, respectively. In order to find out the devolatilization mechanism of the RDF, twelve solid-state
mechanisms defined by Coats Redfern Method were tested. The results of the Coats Redfern Method have shown that
chemical reaction is the effective mechanism by comparison with the value of the activation energy which was derived
from the Friedman and Flynn-Wall-Ozawa method and correlation coefficient from twelve solid-state mechanisms of
Coats Redfern Method. The solid state decomposition mechanism of the RDF was found to be a decelerated F1 type,
random nucleation with one nucleus on the individual particle.

참고자료

· 없음