바이오매스 촉매 탄화 및 반탄화 바이오매스의 비등온 연소 반응 특성

바이오매스의 탄화 반응에서 촉매의 영향을 살펴보기 위하여 열중량분석기에서 탄화 반응 실험을 하였다. 사용된 바이오매스는 대나무와 소나무이었고, 사용 촉매는 K, Zn 금속화합물이었다. 질소 분위기에서 상온에서 850 ℃까지 승온속도 1~10 ℃/min에서 탄화 실험이 행하여졌다. 또한 석탄과의 혼소를 위한 바이오매스 반탄화 공정에서의 촉매의 영향 실험이 가열속도 5 ℃/min, 반탄화 온도 220, 250, 280 ℃에서 30분간 등온 조건을 유지하면서 행하여졌다. 반탄화시료에 대한 비등온 연소반응 특성 실험이 200~850 ℃ 구간에서 행하여졌다. 바이오매스가 탄화 되기 시작하는 탄화개시 온도(Ti)와 최대탄화속도가 나타나는 온도(T max )는 촉매량이 증가할수록 낮아졌다. 400 ℃까지 열분해 되지 않고 남은 잔여 촤 성분은 촉매량이 증가할수록 증가되는 경향성을 보였다. 따라서 촉매 첨가 시 탄화에너지를 감소시키고 생성 촤의 발열량을 개선할 수 있다. 반탄화 조건에서 K촉매가 담지 된 경우 무촉매 바이오매스의 최적조건인 250 ℃보다 낮은 220 ℃까지 반탄화 조건을 완화시킬 수 있었다. K촉매 함유 반탄화 바이오매스의 연소반응에서 활성화에너지는 25.1~27.0 kJ/mol 범위로 무촉매 바이오매스 46.5~58.7 kJ/mol보다 낮게 나타났다.