| 요약 |
본원발명은 순산소연소 에너지 회수장치와 순환유동층 급속열분해 장치를 이용한 바이오 오일 제조시스템에 관한 것으로 상세하게는 바이오매스가 급속 열분해되어 생산된 가스를 응축시켜 바이오 오일을 만드는 바이오 오일 제조 시스템에 있어서, 공급관을 통해 내부의 바이오매스를 공급하는 바이오매스 공급장치와, 상기 바이오매스 공급장치로 공급된 바이오매스가 유동매질로 인해 급속 열분해시키는 급속열분해 반응기와, 상기 급속열분해 반응기로부터 상기 바이오매스의 열분해 가스를 전달받아 열분해 가스에 함유된 촤를 회수하는 원심력 집진장치과, 상기 원심력 집진장치에서 촤가 제거된 열분해 가스로부터 바이오 오일을 응축시키는 바이오오일 응축기와, 상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스로부터 분진 및 오일미스트를 포집하여 바이오 오일과 함께 회수하는 전기집진기 및, 상기 원심력 집진장치로부터 회수된 촤를 순산소 연소하여 상기 급속열분해 반응기로 가열된 유동매질을 순환시키는 순산소연소 에너지 회수장치와 고농도 CO2를 비응축가스와 혼합하여 유동화가스로 공급하는 CO2농도 조절장치로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본원발명은 순산소연소 에너지 회수장치와 순환유동층 급속열분해 장치를 이용한 바이오 오일 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 바이오매스가 급속 열분해되어 생산된 가스를 응축시켜 바이오 오일을 만드는 바이오 오일 제조방법에 있어서, (a) 급속열분해 반응기에 바이오매스 공급장치로부터 바이오매스가 공급되는 단계와, (b) 상기 급속열분해 반응기의 내외부가 가열되면서 유동매질로 인해 바이오매스가 급속 열분해되는 단계와, (c) 상기 급속 열분해 과정에서 발생되는 열분해 가스로부터 원심력 집진장치가 이용되어 촤가 제거되고, 상기 원심력 집진장치로부터 회수된 촤를 순산소연소 에너지 회수장치에서 연소하여 상기 급속열분해 반응기로 가열된 유동매질 및 고농도 CO2를 유동화가스로 공급하는 단계와, (d) 상기 촤가 제거된 열분해 가스가 바이오오일 응축기로 공급되어 응축 공정을 통해 바이오 오일이 추출되는 단계 및, (e) 상기 바이오오일 응축기로부터 바이오 오일로 응축되지 않는 열분해 가스가 전기집진기로 전달된 후 분진 및 오일미스트를 포집하는 방법으로 바이오 오일이 추가로 추출되는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다. 순산소연소 에너지 회수장치를 통하여 바이오오일 생산공정에 방해요인이 되는 촤를 연소시켜 제거함으로써 반응기 내 2차반응을 억제하여 바이오오일의 수율을 높일 수 있다. 또한, 순산소연소 에너지 회수장치로부터 발생되는 열을 순환되는 유동매질 가열에 사용함으로써 유동매질 가열에 사용되는 열 에너지를 절약할 수 있다. 또한 생성되는 CO2를 포집하여 CCS가 가능하며 순산소 연소를 통해 NOx 등의 공해물질을 저감할 수 있다. 또한 순산소연소 에너지 회수장치로부터 생성되는 고농도 CO2를 비응축가스와 혼합하여 급속열분해 반응기에 공급하여 유동화가스로 이용하므로 신규 가스 공급량을 줄일 수 있고 이로 인하여 바이오오일 제조 시스템의 운전비용을 절감할 수 있다. 또한, 고농도 CO2 농도 조절장치를 통하여 유동화가스 내 평균분자량을 조절할 수 있고 이를 통하여 유동영역을 변화시킬 수 있다. 유동영역의 변화는 기체-고체간의 혼합과 열전달에 영향을 미치기 때문에 결과적으로 급속열분해 반응을 상황에따라 조절할 수 있다. 또한, 상기 고농도 CO2 농도 조절장치를 통하여 유동화가스 내 가스 농도분포를 조절할 수 있다. 급속열분해 반응은 유동화가스의 조성에 따라 반응의 효율이 상승 또는 저하 될 수 있으므로 유동화 가스내 농도 분포를 조절하여 최종적으로 열분해반응을 조절할 수 있다.
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