High-pressure Compaction of Sawdust of Hyunsasi-poplar (Populus alba ${\times}$ P. glandulosa) for Densified Fuel

고밀화에 의한 현사시 톱밥의 고형연료화

Recently, densified pellet fuel from wood biomass is widely used at North America and Europe as a regenerable and clean carbon neutral bioenergy. High-pressure compaction of sawdust of Hyunsasi-poplar (Populus alba ${\times}$ P. glandulosa) to form a densified fuel was studied. Calorific and elemental analysis were carried out to assess Hyunsasi-poplar clones as fuels. Hot-press process was adopted for compaction of sawdust and compaction was performed under temperature from 100 to 180$^{\circ}C$, at pressure of 250 to 1000 kgf/$\textrm{cm}^2$, and for 2.5 to 10 minutes. Densified fuels were evaluated by its oven-dry density and fines after 5-minute shaking test. The target density and fines of densified fuels were over 1.2 g/$\textrm{cm}^2$ and below 0.5%, respectively. When the press-temperature is over 160$^{\circ}C$, densified fuels with density eve. 1.2 g/$\textrm{cm}^2$ and with fines below 0.5% can be produced. And the pressure over 750 kgf/$\textrm{cm}^2$ was effective for this production. It was found that the optimum press condition for preparation of densified fuel was 180$^{\circ}C$ -1000 kgf/$\textrm{cm}^2$ minutes.

최근 들어 북미와 유럽에서는 고밀화한 목질펠릿연료가 재생가능하며 카본뉴트럴한 바이오매스 에너지로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 현사시 톱밥의 고밀화를 통한 고형연료화에 관하여 연구하였다. 현사시 품종의 연료적 가치를 평가하기 위하여 열량 및 원소 분석을 수행하였다. 고밀화를 위하여 열압공정을 채택하였으며, 압밀화는 100∼180℃, 250∼1000 kgf/㎠, 2.5∼10분의 조건으로 행하였다. 고밀화연료의 특성은 밀도와 미세분 발생량으로 평가하였다. 목표치로서 고밀화연료의 전건밀도는 1.2 g/㎠ 이상, 5분간 진탕 후의 미세분 발생량은 0.5% 이하로 설정하였다. 목표 밀도와 목표미세분을 만족하기 위해서는 160℃ 이상의 압체온도가 요구되었다. 이 때의 압체압력은 750 kgf/㎠ 이상이 효과적이었다 180℃에서 1000 kgf/㎠으로 5분 이상의 압체가 고밀화연료 제조에 가장 적절한 조건으로 밝혀졌다.