바이오매스 가스화를 위한 보조 장비

바이오매스 가스화 가스(BGG)는 바이오매스 가스화 가스 또는 바이오매스 가스라고도 하며, 농업 및 임업 폐기물, 식용버섯 잔여물, 도시 쓰레기, 가축 분뇨 등의 바이오매스 자원을 수거, 파쇄, 압착, 성형한 후 가스화기에서 고온 열분해 또는 가스화 분해하여 생산된 가연성 가스를 말합니다.

바이오매스 가스에는 목재 가스(나무 칩, 톱밥, 관목, 면화 줄기 등을 기화하여 생성), 과일 껍질 가스(야자 껍질, 땅콩 껍질 등을 기화하여 생성), 짚 가스, 벼 껍질 가스, 쓰레기 가스 등이 포함됩니다. 주로 수소(H₂), 일산화탄소(CO) 및 질소(N)와 같은 기타 성분(N₂), 이산화탄소(코오롱₂), 물, 타르, 입자상 물질. 바이오매스 가스화 기술은 농업 및 임업 폐기물과 기타 바이오매스 자원을 효율적이고 깨끗한 에너지로 전환할 수 있으며, 이는 중요한 환경 보호 및 경제적 가치를 가지고 있습니다.

바이오매스 가스화 기술은 고체 바이오매스를 깨끗하고 편리한 가연성 가스(즉, 바이오매스 가스)로 전환하는 기술이며, 그 공정과 관련 장비는 바이오매스 에너지의 효율적인 활용을 달성하는 데 매우 중요합니다. 다음은 바이오매스 가스화 기술 공정과 관련 장비에 대한 자세한 소개입니다.

건조 과정:

가스화기에 들어간 후, 바이오매스 원료는 열 작용으로 표면 수분을 침전시킵니다. 이 단계는 주로 200-300도에서 수행되며, 이는 가스화기에 들어간 후 원료의 예비 처리입니다.

열분해 반응:

온도가 300도 이상으로 상승하면 바이오매스는 열분해 반응을 시작합니다. 300-400도에서 바이오매스는 휘발성 성분의 약 70%를 방출할 수 있으며, 여기에는 주로 수증기, 수소, 일산화탄소, 메탄, 타르 및 기타 탄화수소가 포함됩니다.

산화 반응:

열분해 후 남은 숯은 도입된 가스화 매체(예: 공기, 산소)와 반응하여 건조, 열분해 및 후속 환원 반응을 지원하기 위해 많은 양의 열을 방출합니다. 이 단계에서 온도는 1000-1200도에 도달할 수 있으며, 이는 가스화 프로세스 동안 열의 주요 원천입니다.

환원 반응:

산소가 없는 경우 산화층의 연소 생성물과 수증기는 환원층의 숯과 반응하여 수소와 일산화탄소와 같은 가연성 가스를 생성합니다. 이러한 가스는 휘발성 성분과 함께 최종 가연성 가스를 형성합니다.

바이오매스 가스화 기술에 관련된 장비는 주로 가스화기와 그 보조 장비를 포함합니다. 가스화기는 바이오매스 가스화 반응의 주요 장비이며, 작동 모드에 따라 고정층 가스화기, 유동층 가스화기, 회전층 가스화기로 나눌 수 있습니다.

고정층 가스화기는 현재 가장 성숙한 바이오매스 가스화 기술입니다. 주요 원리는 바이오매스 원료를 가스화기에 넣고, 유입되는 산소량과 반응 온도를 제어하여 일련의 화학 반응을 일으켜 궁극적으로 가스를 생성하는 것입니다. 고정층 가스화기는 상향 흡입, 하향 흡입, 횡흡입 등의 유형으로 나눌 수 있습니다.

장점: 가스화 효율이 높고, 가스화 안정성이 강하며, 운영 비용이 낮습니다.

단점: 규모가 작으므로 에너지 변환 효율을 개선해야 합니다.

유동층 가스화기는 침대에서 모래 또는 석영 모래 입자의 용융 효과를 활용하여 바이오매스 원료를 고온에서 가스로 분해합니다. 그 특징은 생물학적 재료의 높은 활용률, 높은 가스화 효율 및 낮은 산소 요구량입니다.

장점: 생물학적 원료의 이용률이 높고 가스화 효율이 높습니다.

단점: 유동화층 온도 제어가 어렵고 가스 스크러빙 시스템의 운영 및 유지 보수 비용이 높습니다.

회전식 층 가스화기와 같은 각 장치의 작동 원리와 장단점은 다양하지만, 모두 바이오매스 가스화의 효율성과 안정성을 개선하는 것을 목표로 합니다.

또한 바이오매스 가스화 시스템에는 저장 사일로, 공급 및 수송 장비, 공급 스크류 피더, 팬, 자동 제어 장비와 같은 보조 장비가 포함되어 있으며, 이러한 장비가 함께 작동하여 바이오매스 가스화의 전체 프로세스를 완료합니다.

 

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