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영어

This study compared and analyzed the behavior characteristics on particle size distribution of a nanosize condensable species by injection condition of liquid adsorbents (TMDS (Tetramethyl Di-Siloxane) and TEOS (Tetraethyl orthosilicate)) as silica precursor) to remove condensable nanosized species as using pyroligneous liquor generated during carbonization process of biomass as precursor of condensable gaseous species. When using liquid adsorbents to remove the condensable nanosized species by growth mechanism of particles, we could be controlled properly particles size such as amount of adsorbent injection, adsorbents type (TMDS, TEOS), heating temperature (room temperature, 60, 80, 100, 135oC), residence time (0.35, 0.68, 1.23, 1.78 s). In case of the same condition for liquid adsorbents injection (such as heating temperature 60oC, residence time 1.78 s) and MFC flux 50 ml/min), we found that GMD (geometric mean diameter) of grown particle size was 314.53 nm for TMDS and 2.71 times larger than 116.83 nm for TEOS. Especially, when injecting TMDS as a silica precursor, we found that it was necessary to consider physical and chemical properties such as heating temperature, boiling point, density (specific gravity) and molecular weight. In case of TMDS injection such as the heating temperature 60oC (about 85% of the boiling point) and the residence time 1.78 s or more, we found that the condensable nanosized species could be effectively controlled to be about 0.3 μm by particles formation and growth mechanism.

한국어

본 연구에서는 바이오매스의 탄화공정 시 발생되는 목초액을 응축성 가스상 물질의 전구물질로 이용하여 발생되는 응 축성 나노크기의 물질을 제거하기 위하여 액체상흡착제(실리카 전구물질로써 TMDS와 TEOS)의 주입조건에 따른 나노 크기의 응축성물질의 입경분포 변화특성을 비교분석하였다. 응축성 나노크기 물질을 입자화시켜 제거하기 위하여 액체 상흡착제(TMDS, TEOS), 가열온도(실온, 60, 80, 100, 135oC) 및 체류시간(0.35, 0.68, 1.23, 1.78 s) 등을 변화시키면서 입자화 크기의 특성을 관찰하였다. 액체상흡착제 주입시 가열온도 60oC, 체류시간 1.78 s, MFC 주입유량 50 ml/min으로 동일할 때에는 입자화 크기가 TMDS의 경우 314.53 nm로써 TEOS의 경우 116.83 nm 보다 약 2.71배 크게 나타남을 알 수 있었다. 특히, 실리카 전구물질인 TMDS를 도입시 끓는점, 밀도(비중), 분자량 등의 물리화학적 특성을 고려하여 가열 온도 약 60oC(끓는점의 약 85%)로 가열하여 주입하고, 체류시간 1.78 s 이상으로 하면, 입자 성장 메카니즘에 의해 발생 되는 응축성 물질을 약 0.3 μm 수준까지 입자화시켜 보다 효과적으로 제어가능할 것으로 판단되었다.