20m3/일급 무동력 모듈형 바이오가스 정제설비 설계 및 제작에 관한 연구

• 영문명: Design and Implementation of Module Type Biogas Purification System
• 발행기관: 유기성자원학회
• 저자명: 김지은 김현기 강광남
• 간행물 정보: 『유기성자원학회 학술발표대회논문집』2022년도 춘계학술대회 발표집, 128~128쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.05.27

국문 초록

동남아시아 국가에서는 가정용 취사연료원으로 사용하기 위한 소형 혐기성소화조를 설치하여공급하고 있다. 그러나 취사연료원으로 보급되고 있는 바이오가스는 전처리 공정없이 공급되어 바이오가스 내 H2S 등 유독가스 함유로 인해 인체 위해요인이 발생되는 문제가 있다. 이러한 이유로 취사용 스토브나 전력용으로 사용중인 바이오가스는 on-site 소규모 전처리 기술이 요구되어 소형화, 가격정쟁력, 고내구성, 운전안정성 및 교체 용이성 등이 필수적인 컴팩트한 소형 바이오가스 정제설비모듈화 기술이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 예비연구를 통해 개발한 바이오가스 정제장치를20m3/일 규모로 scale-up하고 컴팩트한 모듈화된 바이오가스 정제 시스템을 설계 및 제작하였다. 설비 검증을 위해 전자유량계 등 동력시스템으로 운전되었으나, 별도의 에어순간유량계 등을 설치하여무동력 상태에서도 운전이 가능하도록 설계하였다. 설계 모델은 물질수지를 도출하고 CAE 수치해석을 진행하여 성능인자 평가 및 최적화하는 단계를 거쳤다. 이를 기반으로 제작된 정제장치는 테스트베드 내 파일롯 운전을 통해 그 성능을 검증 및 최적화하였다. 그 결과, 최대 99.82%의 바이오가스정제 효율을 나타내었고 약 90일간 메디아의 정제 기능이 유지되었음을 확인하였다. 이를 기반으로실제 동남아시아 현장 적용 가능성에 관한 고찰이 이루어졌으며, 지속적인 연구를 통해 전력공급 등이 원활하지 않은 동남아시아 현지 여건 등을 반영하여 100% 무동력 장치로만 이루어진 더 컴팩트한 바이오가스 정제 장치를 개발할 예정이다.

키워드

바이오가스 정제 모듈형 정제장치 무동력 분산형 에너지원 취사연료원