바이오매스 구성성분 중 리그닌의 전환에 관한 연구

목질계 바이오매스의 구성성분 중 건조중량으로 약 $18{\sim}33%$를 차지하고있는 리그닌은, 기본적 단위물질이 가솔린의 성분물질과 화학적으로 유사한 구조를 형성하고 있기 때문에, 분해하여 저분자물질로 전환시킨다면 연료 또는 연료첨가제로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 실험실용 관형반응기를 사용하여 반응온도 $250{\sim}450^{\circ}C$, 반응시간 $20{\sim}80$분의 범위에서 용매상 열분해 ${\cdot}$ 액화반응을 수행하였으며 리그닌의 열분해 ${\cdot}$ 액화반응특성을 조사하기 위하여 전환율을 측정하였는데 아세톤을 열분해 용매로 사용한 경우 가장 높은 전환율은 $350^{\circ}C$, 50분의 55.5%로 측정되었으며, 타르의 발생량은 $250^{\circ}C$의 경우 $260{\sim}350mg/g\;{\cdot}\;lignin$으로 가장 높게 나타났다. 타르성분을 제거한 후 전환율을 측정한 경우 가장 높은 전환율은 $300^{\circ}C$, 30분의 76.88%로 측정되어 열분해시 일차적으로 생성되는 타르의 분해도에 따라 전환율 값이 좌우되며 생성물의 조성과 생성량이 좌우됨을 확인할 수 있었다.

Lignin is usable as fuels and heavy oil additives if depolymerized to monomer unit, because the chemical structures are similar to high octane materials found in gasoline. In this study, the solvent-phase thermal cracking(solvolysis) of lignin was performed at the various temperature and time in a laboratory tubular reactor. Conversion yield was measured for the properties of thermal cracking and liquefaction reaction of lignin. Highest conversion yield when acetone was used as thermal cracking solvent was 55.5% at $350^{\circ}C$, 50minutes and highest tar generation were $260{\sim}350mg/g\;{\cdot}\;lignin$ at $250^{\circ}C$, and highest conversion yield after tar removal was 76.88% at $300^{\circ}C$, 30minutes. Conversion yield, product compositions and amounts were determined by tar degradation yield.