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2024년도 (사)한국산림공학회 추계학술대회 구두발표 초록

소규모 열병합 발전용 목재칩 연료의 열풍건조에 따른 함수율 변화 모니터링 연구

원문정보

Monitoring on Moisture Content Changes during Hot Air Drying of Wood Chip Fuel for Small-Scale CHP

조현민, 오재헌, 이승재, 이영석, 김태형, 권준형, 한상균

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초록

한국어

최근 우리나라 농ž산촌에서 미이용 산림자원의 순환 및 지역 난방비용 절감을 위해 소규모 열병합 발전 설비를 활용한 산림에너지자립마을의 조성이 이루어지고 있으며, 소규모 열 공급 시스템에서 비 교적 경제적인 것으로 알려진 가스피케이션 열병합 설비의 도입이 고려되고 있다. 가스피케이션은 설 비의 특성상 안정적인 운용을 위해 15% 미만으로 건조된 목재칩 연료가 투입되어야 하기 때문에, 일 반적으로 목재칩 열풍 건조 시설이 함께 도입되고 있다. 하지만, 열풍건조 시설에서는 건조를 위해 파일 형태로 쌓인 목재칩의 위치에 따라 건조 속도가 달라 목표함수율 도달 시점을 정확히 파악하는 데 어려움이 있으며, 이로 인해 연료의 비건조 또는 과건조가 발생하여 운영적ž경제적 손실로 이어질 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 열풍건조 시설에서 목재칩 연료의 적정 건조 시간을 도출하고자 충 북 괴산군 산림에너지자립마을에 설치된 열풍건조 시설(L-ENZ 150)에서 함수율 약 36%의 목재칩 14 ton을 총 72시간 동안 건조하며 2시간 간격으로 파일 내 위치별 함수율 변화를 조사 및 분석하였다. 연구 결과, 목재칩 파일의 바닥으로부터 10cm, 30cm, 60cm 높이에 있는 시료 순으로 목표함수율인 15% 미만에 도달하였으며, 건조 시간은 각각 20시간, 36시간, 62시간이 소요되었다. 건조 효율은 파일 을 60cm로 쌓았을 때 약 0.11 ton/hr으로 가장 높았으며, 62시간 동안 약 7 ton의 연료를 건조할 수 있는 것으로 나타났다. 현재 괴산에 설치된 68kWel 규모의 소형 가스피케이션은 62시간동안 약 3.6 ton의 연료를 소비하기 때문에 열풍건조 시설을 활용하여 최적의 건조 계획의 수립 및 연료 공급이 가능할 것으로 판단된다. 단, 열풍건조기의 특성상 외부 공기의 온도에 따라 건조 성능이 달라지기 때문에 겨울철 기온에서의 활용은 제한적일 것으로 판단되며, 그에 따라 여름철 가동시간을 높여 건 조된 목재칩을 저장해두고 사용하는 방식으로 운영하는 것이 효율적일 것으로 사료된다.

저자정보

  • 조현민 Hyun-Min Cho. 강원대학교 산림과학부
  • 오재헌 Jae-Heun Oh. 국립산림과학원 산림기술경영연구소
  • 이승재 Sueng-Jae Lee. (주)나무와에너지
  • 이영석 Yeong-Seok Lee. 강원대학교 산림과학부
  • 김태형 Tae-Hyeong Kim. 강원대학교 산림과학부
  • 권준형 Jun-Hyeong Kwon. 강원대학교 산림과학부
  • 한상균 Sang-Kyun Han. 강원대학교 산림과학부

참고문헌

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