가축 분뇨 혼합물의 반탄화 특성 연구

반탄화 기술은 취급과 저장이 용이하며, 높은 에너지 밀도를 갖는 고형 연료를 생산하는 기술로 낮은 발열량과 높은 함수율을 갖는 바이오매스의 연료화 기술로 국내외에서 연구되어 왔다. 일반적인 반탄화 기술은 원료를 저온 환원분위기에서 일정시간 동안 열처리하는 기술을 말한다. 본 연구에서는 반탄화 기술을 가축 분뇨(우분, 돈분, 톱밥)에 적용하여 고형연료로써 사용하기 위한 기초 실험을 실시하였다. 가축 분뇨는 우분, 돈분, 톱밥을 50 : 25 : 25 로 혼합한 뒤 자연 건조하여 실험에 사용하였다. 가축 분뇨 혼합물의 온도에 따른 반탄화 특성을 파악하기 위해 Rotary Kiln 반응기를 이용하여 250℃, 300℃, 350℃에서 체류시간 별 실험을 수행하였다. 가축 분뇨 혼합물의 연료로써의 품질을 평가하기 위해 원소분석, 삼성분 분석, 발열량 분석을 실시하였다. 혼합 가축 분뇨의 반탄화 온도에 따른 반탄화 특성을 비교하기 위해 250℃, 300℃, 350℃에서 15분의 체류시간동안 반탄화한 반탄화물을 비교해 보았다. 반탄화물의 발열량은 300℃까지 증가하다가 350℃에서 감소하였다. 공업분석 결과 휘발분의 비율은 반응 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 고정탄소의 비율은 휘발분과는 반대로 증가하는 경향을 나타내었다. 반탄화물의 수율은 250℃에서 77.5%, 300℃에서 59.7%, 350℃ 50.2%로 나타났다. 250℃와 300℃에서 체류시간을 달리하여 가축 분뇨 혼합물의 반탄화 특성을 분석한 결과, 250℃에서 체류시간을 증가시켰을 때 휘발분의 비율은 큰 변화가 없었으나 고정탄소의 비율이 증가하는 경향을 나타내었으며, 300℃의 경우 휘발분은 감소하고 고정탄소는 증가하는 경향을 나타내었다. 250℃와 300℃에서 체류시간에 의한 수율의 변화는 크게 나타나지 않는 것으로 나타났다.