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Applied Chemistry for Engineering, Vol.22, No.3, 296-300, June, 2011
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열병합 발전소용 목질계 바이오매스의 연소 특성에 관한 연구
A Study on Combustion Characteristics of Wood Biomass for Cogeneration Plant
류정석, 김기석1, 박수진1, †
  • 한국동서발전
  • 1인하대학교 화학과
Jeong-Seok Ryu, Ki-Seok Kim1, and Soo-Jin Park1, †
  • Engineering Solution, Technical Solution Team, Korea East-West Power, Seoul 135-791, Korea
  • 1Department of Chemistry, Inha University, Incheon 402-751, Korea
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초록
본 연구에서는 열병합 발전소의 원료로서 목질계 바이오매스로 임목 부산물, 폐목재, 야자수 부산물, 야자수 껍질의 연소 특성을 조사하기 위하여 열중량 분석기를 이용하여 연소 실험을 수행하였다. 목질계 바이오매스의 비교군으로는 일반적인 석탄을 사용하였다. 열중량 분석기 결과로부터, 목질계 바이오매스의 연소는 석탄과 비교하여 낮은 온도인 280 ℃에서 420 ℃ 구간에서 가장 활발한 연소반응을 보였음을 확인 할 수 있었다. 열중량분석에 의하여 측정된 활성화 에너지에 있어서 임목 부산물은 석탄 및 기타 목질계 바이오매스와 비교하여 가장 낮은 활성화 에너지 값을 나타내었으며, 또한 목질계 바이오매스의 경우 석탄과 비교하여 연소반응속도가 크게 증가함을 확인 할 수 있었다. 이는 목질계 바이오매스의 높은 연소개시 속도를 보이는 것을 나타내며, 이러한 결과는 석탄과 비교하여 낮은 비등점의 휘발분을 많이 포함하는 목질계 바이오매스의 특성에 기인하는 것으로 판단된다.
In this work, various wood biomasses were used to determine the combustion characteristics for the fuel of cogeneration plant. Combustion characteristics of four types, i.e., (i) forest products, (ii) recycled wood, (iii) empty fruit bunch, and (iv) palm kernel shell, were examined via thermal gravimetric analyzer (TGA) in air atmosphere and coal was used as a comparison group. From the TGA results, the combustion of the wood biomass was occurred in the range of 280 to 420 ℃, which was lower than that of coal. Forest product showed the lowest activation energ(0.4kJ/mol) compared to that of other wood biomasses (about 6 to 14 kJ/mol) and coal (64 kJ/mol). In addition, the reaction rate constant of the wood biomass was lower than that of coal. These results indicate the higher combustion initiation rate of wood biomass due to the high content of volatile matter, which had a low boiling point.
Keywords:wood biomass;forest product;coal;combustion reaction
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