기포 유동층 반응기에서 굴참나무의 열분해반응 특성 연구 (Pyrolysis of Quercus Variabilis in a Bubbling Fluidized Bed Reactor)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 54권 / 5호 / 687 ~ 692페이지
· 저자명 : 임동현, 심재욱, 김승수, 김진수

초록

바이오매스는 대체 에너지원으로서 재생가능하고 전 세계적으로 고르게 분포하고 있으며, 친환경적이고 탄소중립적이어서 많은 관심을 받고 있다. 굴참나무를 대상으로 바이오에너지 생산의 효용성을 알아보기 위해 기포 유동층 반응기를 이용하여 급속 열분해반응 특성 연구를 수행하였다. 반응 온도에 변화에 따른 생성물의 수율 변화를 확인하기 위해 400~550 ℃의 온도범위에서 급속 열분해반응 실험을 진행하였고, 이때 바이오-오일의 수율은 36.98~39.14 wt%, 가스의 수율은 33.40~36.96 wt%의 값을 나타내었다. 바이오-오일의 발열량은 500 ℃, 3.0×Umf 조건에서 20.18 MJ/kg을나타내었다. 생성된 열분해 가스의 주 생성물은 CO2, CO 및 CH4이며 CO2의 선택성이 37.16~50.94 mol%로 가장 높았다. 바이오-오일은 푸르푸랄, 페놀과 이들의 유도체인 1-hydroxy-2-propanone, 2-methoxy-phenol, 1,2-benzendiol, 2,6- dimethoxy-phenol에 대한 높은 선택성을 가지고 있었다.

영어초록

Biomass has been concerned as one of the alternative energy resources because it is renewable, abundant worldwide, eco-friendly, and carbon neutral. Quercus variabilis has been studied to understand pyrolysis reaction characteristics, and to evaluate the efficiency of bio-energy production from fast pyrolysis. Quercus variabilis were fast pyrolyzed in a bubbling fluidized bed reactor at various reaction conditions. The effects of pyrolysis temperature between 400 ℃ and 550 ℃ on product yields were investigated. The yield of bio-oil was changed between 36.98 wt% and 39.14 wt%, and those of gas yield was 33.40 and 36.96 wt% with increasing reaction temperature. The higher heating value (HHV) of bio-oil at 500 ℃ (3.0×Umf) was 20.18 MJ/kg. The gas compositions were similar for all reaction conditions such as CO, CO2 and CH4, and CO2 selectivity was the highest (37.16~50.94 mol%). The bio-oil has high selectivities for furfural, phenol and their derivatives such as 1-hydroxy-2-propanone, 2-methoxy-phenol, 1,2-benzendiol, 2,6-dimethoxy-phenol.

참고자료

· 없음