| 초록 |
기포 유동층 반응기는 고체혼합 및 열전달이 우수하여 급속열분해 반응기로 적합하나, 구조적으로 바이오매스의 열분해시 생성되는 char 입자의 효과적인 제거가 어렵다. Char 입자는 열분해 생성물의 2차 열분해를 유도하는 촉매로 작용할 뿐만 아니라 반응기내에 쌓이게 되면 연속공정이 불가능하다. 따라서 기포 유동층 반응기내에 쌓이는 char 입자를 신속하게 배출하기 위해서는 반응기의 설계 및 운전조건이 중요하다. 기체가 유입되는 유동층 반응기에서는 기포의 발생에 의하여 기체와 고체 입자의 혼합이 일어나게 된다. 따라서 열분해 반응기 내 char 입자의 효과적인 분리를 위해서는 초기에 기체를 반응기 내부로 고르게 분산시켜주는 분산판의 설계가 중요하다. 본 연구에서는 유동층 반응기 내 기포 생성에 영향을 주는 분산판 노즐의 개수 및 배열을 설계인자로 선정하여 전산해석을 수행하였으며, 반응기 내 기체-고체 다상유동 해석은 Computational Particle Fluid Dynamic(CPFD) 해석 기법을 사용하였다. 그리고 실험 결과와 전산해석 결과를 압력강하 및 입자의 mixing index 측면에서 비교/평가하여 신뢰성 있는 전산해석 방법을 확립하였다. 전산해석은 실제 급속열분해 공정 조건을 적용하여 수행하였으며, 분산판 노즐의 개수 및 배열에 따라 생성되는 기포의 크기 및 frequency를 도출하여 유동층 급속열분해 반응기 내 char입자의 혼합 및 분리 특성을 고찰하였다. |
