신재생 연료 연소 시스템

Renewable Fuel Combustion

Renewable Energy, 2011/01/01~2011/10/31(KIER, MKE)

PE & PP 우리나라의 에너지 소비량 중에서 신재생 에너지가 차지하는 비율은 어느 정도 될까요? 2009년 통계로1.4%, 세계최저수준이라고 합니다. 우리나라에서 사용되는 신재생에너지의 60%이상은 폐기물의 소각열입니다. 그렇게 생각하면 풍력, 태양광, 수력등은 참 비율이 작은 상태이죠. 저는 그 중에 폐플라스틱에 주목했었고 (석유 제품이라 열량이 높기도 하고 폐기물 중에 많은 비율을 차지하기도 하구요) 그 중에서도 탄소랑 수소로만 이루어진 폴리에틸렌과 폴리프로필렌에 주목했고 이러한 플라스틱들을 열분해 가스화 및 그러한 기능의 예연소기가 포함된 버너, 그 버너를 장착한 보일러 등을 이전에 근무했던 한국에너지기술연구원에서 연구했었습니다.

Bio Mass 최근에는 폐플라스틱보다 목재 펠릿에 조금 더 주목하고 있습니다. 일단 광합성을 통해 생성되는 신재생 연료입니다. 게다가 지구온난화예방에도 유리하다고 합니다. 신기하죠? 나무를 태우면 당연히 이산화탄소가 나올텐데. 그런데 나무를 썩게 놓아 두어서 발생하는 메탄이 이산화탄소보다 훨씬 강한 온실가스라 태우는 것이 유리하다고 합니다. 목재가 연소되는 과정은 의외로 복잡해서 해석하기가 매우 힘든데 현재는 목재의 연소 과정을 해석하기 위한 수치해석 기법 개발에 관한 연구를 진행하고 있습니다.

연소 시스템 폐기물이나 목재같은 고체연료는 기름이나 가스와는 다른 형태로 태우게 됩니다. 석탄 난로처럼 석쇠위에 올려 놓고 태우는 화격자 방식, 모래와 섞고 바람을 불어넣어 태우는 유동층 방식, 원통을 회전하면서 태우는 Kiln방식 등이 있는데 모두 해석이 까다롭고 기기 자체도 잘 설계되어야 오염물질의 발생도 줄일 수 있습니다. 연소를 통해 발생한 열을 효과적으로 활용하기 위한 열전달도 매우 중요하구요. 제가 연구하는 내용은 연소의 안정성, 원하는 부하로의 연소 제어 그리고 시스템을 구축하였을 때의 열전달 등에 초점이 맞추어져 있습니다.