O2-02 : 우분과 견목 바이오매스 폐기물 파일럿 유동층 가스화 기술

전 세계적으로 특성화된 산업 구조는 각각 다른 종류의 폐기물 생산을 야기 시킨다. 그러므로 각기 다른 방식으로 폐기물을 처리 해야만 한다. 미국의 Texas에서는 대규모 젖소 농장이 위치 해 있고 많은 양의 우분이 배출되고, 온실가스 배출에 큰 영향을 미치고 있다. 주로 혐기성 소화조에서 바이오가스 생산을 한 후 40%이상의 찌꺼기는 매립하는 형태로 우분은 처리되고 있다. 또한 미국의 젖소 농장에서는 우유 생산량을 극대화하기 위해 약 30% 이상의 농장에서 모래를 바닥제로 사용하고 있고 이는 열적변환 기술에 악조건임에 틀림없다. 그러므로 농장에서 우분이 생산된 시점부터 열적변환 기술에 적용 가능한 연료를 확보하기 위해서는 전처리 공정이 필수적이다. 이러한 이슈를 통해 본 연구에서는 전처리 공정을 통한 열적변환에 적합한 연료를 생산하였다. 폐기물 기준 1MW급 파일럿 규모의 유동층 반응기를 이용하여 합성 가스를 생산하고 그 합성가스를 30kW급 LNG 보일러를 이용하여 발전하는 공정 시스템을 개발 하였다. Texas 북부에서는 50,000 마리 이상의 젖소 농장들이 밀집해 있다. 폐기물의 운송료를 줄이기 위하여 이동식 가스화 장치를 고안하였고 현장에서 생산되는 우분을 즉시 처리하여 합성가스 발전까지 이루어지는 연구를 수행하였다. 미국 남부의 Alabama에는 전통적으로 종이와 펄프를 생산하는 공업지역이 활성화 되어 있고 대량의 견목폐기물이 쏟아지고 있다. 이에 견목을 이용한 가압 가스화를 진행하였고, 합성가스, 타르, 오염가스, 바이오차에 대한 총괄적인 분석을 진행하였다. 가압 가스화를 통해 생산된 합성가스는 최종적으로 케미컬을 만드는 것이 목표였다. 가스화 장치의 가압상태는 가스화 효율을 증대 시킬 뿐 아니라 케미컬을 만드는 전체 공정 효율도 높일 것으로 기대하였다.