Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association (유기물자원화)

Korea Organic Resources Recycling Association (유기성자원학회)
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Evaluation of Hydrothermal Carbonization Characteristics for Solid Fuel Conversion of Cow Manure

우분의 고형연료화를 위한 수열탄화 특성 평가

  • Seong Kuk Han (Bio-resource center, Institute for Advanced Engineering) ;
  • Moonil Kim (Dept. of Civil & Environmental System Engineering, Hanyang University)
  • 한성국 (고등기술연구원) ;
  • 김문일 (한양대학교 에리카캠퍼스 건설환경시스템공학과)
  • Received : 2023.05.29
  • Accepted : 2023.06.11
  • Published : 2023.06.30
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Abstract

As of 2020, 139,753 tons/day of livestock manure is generated. Most of the livestock manure is made of compost(75.3%) and Liquor(11.7%) and is spread on farmland. The compost and Liquor of these livestock manure are the main causes of water pollution. Therefore, it is necessary to convert livestock manure into energy. For this reason, hydrothermal carbonization technology was applied to evaluate the physical and chemical properties. Among livestock manure, cow manure was used. Through hydrothermal carbonization, it was confirmed that the HHV (Kcal/kg) of 3,101 kcal/kg of raw material rises to more than about 3,800 kcal/kg at 220℃ or higher. This result was judged to be influenced by carbonization through a clear trend of decrease in O/C and H/C ratios. As a result, the value of Bio-SRF was evaluated through hydrothermal carbonization of cow manure, and All other items except for chlorine showed satisfactory results.

가축분뇨는 2020년 기준 139,753톤/일 발생하였다. 가축분뇨의 대부분은 퇴비(75.3%)와 술(11.7%)로 이루어지며 농지에 살포된다. 이러한 많은 가축분뇨의 퇴·액비는 수질오염을 일으키는 주요 원인이 된다. 따라서 가축분뇨를 자원화에서 에너지화로의 전환이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 이유로 수열 탄화 기술을 적용하여 물리적, 화학적 특성을 평가하여 우분의 고형연료에 대한 특성을 평가하였다. 가축분뇨 중 우분을 사용하였으며, 수열탄화를 통해 원료 3,101 kcal/kg의 LHV(Kcal/kg)가 220℃ 이상에서 약 3,800 kcal/kg 이상으로 상승함을 확인하였다. 이 결과는 O/C와 H/C 비율이 감소하는 뚜렷한 경향을 통해 탄화의 영향을 받은 것으로 판단된다. 연구 결과 우분의 수열 탄화를 통해 Bio-SRF의 가치를 평가하였으며, 염소를 제외한 나머지 항목은 모두 만족스러운 결과를 보였다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구 과제입니다. (No. 20183010092750)

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