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중유및발전용바이오중유의품질특성
지주요항목에대해서도분석하였다.발전용바이오중유는신규도입된중
주로Palmitic acid(C16:0), Stearic Acid(C18:0), Oleic Acid(C18:1), Linoleic
12,000
유대체연료로서오랜기간품질이최적화되어있는중유대비다양한항목
Acid(C18:2) 등과 같이 탄소수 16개에서 18개의 지방산 3분자와 글리세롤이
발전용바이오중유
11,500
중유
총발열량
품질항목
(B-C)
순발열량
A
B
C
11,000
에대해엄격하게품질관리되고있으므로발전용바이오중유100부피%까
결합되어 있으므로, C중유와 비교했을 때 바이오중유는 1,700~1,750cm
-1

발열량(kcal/kg)
인화점(℃)
164.0
182.0
252.0
174.0
10,500
지「석유및석유대체연료사업법」상의C중유품질기준을모두만족하였다.
이에 영역에서 C=O 피크가 나타났다. 발전용 바이오중유의 혼합량이 증가
동점도(40℃,㎟/s)
147.20
21.43
81.31
25.24
10,000
연료의 분무특성과 관계있는 동점도는 발전용 바이오중유 혼합량이 증가
할수록피크강도도선형적으로증가하므로석유제품중의발전용바이오중
동점도(50℃,㎟/s)
86.67
15.72
72.17
16.36
9,500
잔류탄소분(무게%)
5.43
0.11
0.86
0.86
할수록 감소하였다. C중유와 바이오중유 원액의 동점도 차이가 커
9,000
유정량·정성분석이가능할것으로판단된다.
황분(무게%)
0.218
0.005
0.006
0.018
8,500
서,바이오중유를30%만혼합하여도동점도는절반이하로급감하였다.C중
회분(무게%)
0.007
0.039
0.003
0.020
8,000
유의 경우, 송유 시에는 50~60℃로 가열하여 200~800㎟/s, 분무 시에는
10
20
30
50
70
100
동판부식(50℃,3h)
1a
1a
1a
1a
4.결론
발전용 바이오중유 혼합비율
유동점(℃)
25.0
12.5
7.5
0.0
80℃ 이상으로 가열하여 20~40㎟/s의 동점도를 유지하여 발전용으로 사
밀도(15℃,kg/㎥)
932.7
908.9
947.7
915.2
발전용바이오중유혼합비율에따른발열량변화
용하고있다.기존발전설비의변경없이발전용바이오중유를사용하기위
수분(무게%)
0.188
0.162
0.190
0.193
해서는 적정 분무점도 범위인 20~40㎟/s가 유지 되도록 혼합비율과 연료
본 연구에서는 신재생에너지 공급 의무화제도(RPS)와 관련하여 의무공급량
전산가(mgKOH/g)
1.0
22.7
1.4
23.2
Na
9
27
15
13
2
온도를조절해야한다.
이행방안으로시범보급중인발전용바이오중유원액및C중유혼합연료에
알카리금속
B-C
1
Ca
8
12
1
2
(mg/kg)
전산가와 요오드가는 발전용 바이오중유 혼합량이 증가할수록 증가하였다.
대하여 중유 대체연료로서의 품질특성을 평가하였다. 발전용 바이오중유는
2
K
11
8
2
6
1
Power bio-fuel oil(10%)
전산가가 증가할수록 연료 중의 산성 성분이 저장탱크 및 연료라인의 금속
팜유계열 유지 및 부산물, 동·식물성유지, 바이오디젤 또는 공정 부산물 등
요오드가(g/100g)
38
63
99
94
2
질소(무게%)
0.12
0.01
0.05
0.03
및 고무재질에 부식을 유발시킬 위험이 커지며, 요오드가가 증가할수록 연
의 다양한 원료를 사용하며 그 함량에 따라 물성이 변하므로 품질기준에 맞
Power bio-fuel oil(20%)
1
바나듐(mg/kg)
3.052
0.058
0.148
0.152
료 중에 이중결합을 포함한 불포화 지방산의 함량이 높으므로 쉽게 산화되
는원료의혼합이중요하다.동·식물성유지로부터생산된발전용바이오중
2
발열량(kcal/kg)
10,630
9,470
9,290
9,460
흡광도
Power bio-fuel oil(30%)
1
어 전산가를 향상시키고 검질 등의 산화 생성물을 형성시켜 연료흐름을 저
유는C중유대비황분및질소함량이매우낮아황산화물(SOx)과질소산화물
물과침전물(부피%)
0.035
0.085
0.010
0.100
2
실리콘+알루미늄+철(mg/kg)
30
83
3
146
Power bio-fuel oil(50%)
(NOx)등배출가스저감효과가클것으로생각되지만,전산가가높고점도는
1
발전용바이오중유혼합비율에따른품질특성
인(mg/kg)
20
6
10
5
2
낮으며산소함량이높아발열량도낮기때문에기존C중유연소설비에그대
Power bio-fuel oil(70%)
C
85.85
77.31
78.04
78.25
1
원소함량
발전용
발전용바이오중유혼합비율
로적용할경우펌핑불량및분무패턴변경등이우려된다.따라서발전용바
H
12.46
12.30
11.78
12.12
2
품질특성
C중유
바이오중유
(무게%)
10%
20%
30%
50%
70%
Power bio-fuel oil(100%)
1
O
0.84
9.76
10.21
9.49
(A)
이오중유원액및혼합연료를기존C중유연소설비에적용할경우버너팁이
인화점(℃)
164.0
166.0 168.0 170.0
172.0
176.0
182.0
3,200
3,000
2,800
2,600
2,400
2,200
2,000
1,800
1,600
나연료펌프등일부설비의개조나연료유량등분무조건최적화,금속재질
에따라다양한데,팜산유(PAO)나캐슈넛껍질오일(CNSL), 바이오디젤피
동점도(40℃,㎟/s)
147.20
116.90 95.49 67.86 48.08 32.54
21.43
파수(cm-1
)
에대한부식성검토가필요할것으로판단된다.
동점도(50℃,㎟/s)
86.67
65.79 52.22 42.59 29.30
21.01
15.72
치(Biodiesel pitch)와 같은 저가의 유지들은 별도의 금속분 제거 공정 없
발전용바이오중유혼합비율에따른IR스펙트럼
물과침전물(부피%)
0.06
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.30
이 생산되거나 제조 공정상에서 금속분들이 혼합될 수 있기 때문에 원료
황(무게%)
0.218
0.204 0.181
0.160
0.115
0.072
0.005
참고문헌
물질로사용한경우(A,C)의금속분함량이다소높게측정되었다.연료중
유동점(℃)
31.0
30.0
28.0
26.0
23.0
16.0
12.0
해 할 수 있다. 따라서 기존 중유 설비에 발전용 바이오중유 혼합연료를
밀도(15℃,kg/㎥)
932.7
921.2
919.7
918.7
915.7
912.0
908.9
의알칼리금속및토금속성분들은회분(ash)등을생성시켜연소기관내에
[1]J.K.Kim,E.S,YimandC.S.Jung,Studyoncomparisonofglobalbiofuels
안정적으로 사용하기 위해서는 적정 수준의 전산가 및 요오드가 관리가
수분(무게%)
0.035
0.038 0.048 0.069 0.091 0.123
0.146
mandatespolicyintransportsector,New&RenewableEnergy,7,18(2011).
침전물(deposit)을 형성시키거나 탈질설비 중 선택적 촉매환원장치(SCR,
전산가(mgKOH/g)
1.0
6.4
9.9
11.6
14.2
17.2
22.7
필요하다.
[2]J.H.Ha,“Demonstrationprojectofbio-fueloilinpowerplant–CurrentStatus
Selective Catalytic Reduction)의촉매를피독시킨다.
요오드가(g/100g)
38
39
42
46
52
56
63
원소분석 결과를 살펴보면, 발전용 바이오중유 혼합량이 증가할수록 카
andproblem”,KPetroManagine.,112,80-83(2014).
총발열량(kcal/kg)
10,630 10,540 10,370 10,280 10,040 9,800
9,470
발전용바이오중유중의인(P)은주로원료인유지중의인지질에서유래되
르복시기(-COOH)를 가진 지방산 함량이 증가하므로 탄소, 수소 함량은
[3]McKendryP,Bioresourecetechnology,Energyproductionfrombiomass(part
숨발열량(kcal/kg)
9,960
9,870 9,700 9,610 9,370 9,140
8,800
는데,동물성유지함량이높을수록인함량은더욱높아진다.인역시탈질
2):conversiontechnologies,UK2002
C
85.85
85.59 84.22 83.69 82.91 80.48
77.31
낮아지고 산소함량은 증가한다. 탄소는 연료의 고유성분으로 발열량이
Element
[4]Ishani Mukherjee, Benjamin K. Sovacool, Palm oil-based biofuels and
설비의 촉매를 피독시키거나 검질을 형성하여 연료분사노즐을 막히게 하
H
12.46
12.43
12.40
12.38
12.36
12.31
12.30
7,830kcal/kg 이며, 수소는 연료의 주요성분으로 발열량이 33,890kcal/
contents
sustainability in southeast Asia : A review of Indonesia, Malaysia, and
O
0.84
2.66
2.89
3.45
5.24
7.56
9.76
는 원인이 될 수 있으므로 탈 검(gum)공정 등을 통해 품질기준 이하로 제
(무게%)
kg으로매우높으나,산소는조연성물질로탄소나수소와결합하여발열
Thailand,RenewableandSustainableEnergyReviews,37,1-12(2014)
N
0.18
0.16
0.15
0.13
0.10
0.06
0.01
거해야한다.
량을감소시킨다.따라서발전용바이오중유의혼합량이증가할수록산소
[5]Ivana B. Bankobic-ilic, Ivan J. Stojkovic, Olicera S, Stamenkovic, Vlada
연료별원소함량을살펴보면바이오매스로부터생산된발전용바이오중유
B.Veljkovic,Yung-TseHung,Wasteanimalfatsasfeedstocksforbiodiesel
160
함량이증가하여발열량은감소한다.
50℃
production,RenewableandSustainableEnergyReviews,32,238-254(2014)
는화석연료인C중유대비산소함량이높아연소성은좋으나중유대비쉽
140
40℃
바이오매스의황및질소함량은매우낮기때문에발전용바이오중유혼
[6]A. Velmurugan, M. Loganathan, e. James Gunasekaran, Experimental
120
게산화될수있으며,탄소,수소함량은낮으므로발열량은10%정도낮게
합량이증가할수록황및질소함량은혼합비율만큼감소하였다.C중유
investigations on combustion, performance and emission characteristics of
동점도(㎟/s)
100
나타났다.또한,C중유대비황및질소함량이적어서연소에의한황산화
연소시배출가스의환경규제치이하운전을위해서는탈황및탈질설비
thermalcrackedcashewnutshellliquid(TC-CNSL)-dieselblendsinadiesel
80
물(SOx)및질소산화물(NOx)등의배출가스저감효과가있다.
engine,Fuel,132,26-245(2014)
를가동해야하나발전용바이오중유를혼합사용할경우황산화물(SOx)
60
[7]Hans Jensen-Holm, Fransesco Castellino, T. Nathan White, SCR DeNOx
40
및 질소산화물(NOx) 배출량은 크게 감소하며 바이오중유 100% 사용 시
catalyst considerations when using biomass in power generation, Haldor
3.2.발전용바이오중유혼합비율에따른품질특성
20
탈황 및 탈질설비 가동 없이 환경 규제치 이하로 운전할 수 있어 경제적
Topsoe,www.topsoe.dk
발전용바이오중유를C중유에비율별(10,20,30,50,70부피%)로혼합하여
10
20
30
50
70
100
인효과를얻을수있다.
[8]SivaSankarReddyPutluru,SteffenBuuslristensen,JohannesDue-Hansen,
국내 C중유 품질기준을 만족하는지에 대한 품질 분석결과를 에 나
발전용 바이오중유 혼합비율
Anders Riisager, Rasmus Fehrmann, Alternative alkali resistant deNOx
발전용바이오중유혼합량에따른연료의FT-IR분광결과를에나
Catalysts,CatalysisToday,184,192-196(2012)
타내었다. C중유 품질기준(인화점, 점도, 물과 침전물, 황 함량) 외에 몇 가
발전용바이오중유혼합비율에따른동점도변화
타내었다. 동·식물성유지의 주성분인 트리글리세라이드(triglyceride)는
vol.114 107
106 K-PetroMagazine

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