| 초록 |
전 세계적으로 왕겨는 매년 9천 400만 톤 이상 발생하고 있다. 왕겨의 자원가치가 상승함에 따라, 왕겨는 가스화, 열병합 발전, 보일러 등의 연료나, 왕겨의 무기물 성분을 이용한 리튬이온전지, 실리콘 음극소재, 나노 실리카 등의 재료로서 재조명 받고 있다. 본 연구에서는 1kg/h급 lab-scale의 기포 유동층 가스화기(0.067 m I.D ✕ 1.55 m Height)를 이용하여 온도조건(600-900℃)과 공기비(0.15-0.3)에 따른 가스화 반응특성을 조사하였다. 반응온도와 공기비가 증가할수록 H2와 CO의 수율은 감소하였으며, 반응온도 상승에 따른 CH4의 수율 증가와 공기비 상승이 CO2의 수율증가에 기여함을 확인하였다. 더불어 반응온도와 공기비의 증가에 따른 고위 발열량, 냉가스 효율, 타르 발생량이 감소하는 경향성을 확인하였다. 이를 바탕으로 5kg/h급 pilot-scale의 내부 순환 유동층 가스화기(0.3 m I.D ✕ 1.2 m Height)를 제작하여 시운전 및 운전특성을 살펴보았으며, 고체 순환특성 및 생성 가스분석을 수행하였다. 시운전을 통하여, 예열 버너를 사용하여 반응기의 온도는 1시간여 만에 왕겨의 착화온도인 500℃에 도달함을 확인 하였으며, 실제로 가스화가 일어나는 Annulus 영역에서 생성가스 측정 결과, CO2는 평균 8 vol%, CO는 0.5 vol% 가 측정되었다. 이를 바탕으로 반응기의 수정 및 운전 조건 변화를 통하여 안정적인 가스화 반응이 일어남을 확인하였다. |
