Characterization of Pine Bark Charcoal Prepared from Small and Large-Scale Carbonization Kilns

소용량 및 대용량 탄화로에서 제조된 소나무 수피탄의 특성

Pine bark was carbonized by using a small-scale experimental kiln and three different types of large-scale kilns (simple (400-$500^{\circ}C$), improved (600-$700^{\circ}C$) and special kiln (800-$1,000^{\circ}C$). The physical properties and pore structures of the bark charcoals prepared were analyzed. When the bark was carbonized at various temperatures ranging from 500 to $900^{\circ}C$in the presence of nitrogen, carbonization yield decreased rapidly with increasing carbonization temperature and it remained constant from 700 to $900^{\circ}C$. The carbonization yield of the bark was 16 - 18% higher than that of pine wood. The BET specific surface areas and iodine values increased with a decrease in carbonization yield. The BET specific surface areas of the bark charcoals reached about 400 -$500m^2／g$ for carbonization yield of 32-40%. The pine wood charcoal prepared at $600^{\circ}C$ for 30 min resulted in a more microporous structure, whereas the bark charcoal prepared at the same condition was more mesoporous. The carbonization yields and physical properties such as iodine values and BET specific surface areas of bark charcoals prepared by using the large-scale kilns were very similar to those of the small-scale kiln. The results indicated that the pine bark could be used as starting material to produce good quality charcoal having a large specific surface area and a high carbonization yield.

소용량 실험실용 탄화로 및 3종류의 대형 탄화로 (간이 탄화로 (400 - 500℃), 개량 탄화로(600 - 700℃) 및 전용탄화로 (800 - 1,000℃))를 이용하여 소나무 수피의 탄화를 실시하였다 그리고 제조된 수피탄의 물성과 세공구조를 분석하였다. 소나무 수피를 실험실용 소용량 탄화로를 이용하여 질소 존재하에서 500℃에서 900℃까지의 다양한 온도 조건에서 탄화시키면, 탄화수율은 탄화 온도의 증가와 함께 급속하게 낮아졌으며, 700 - 900℃에서 일정하게 유지되었다. 수피의 탄화수율은 동일 탄화온도에서 소나무 목부의 탄화수율보다 16 - 18％더 높았다. 제조된 수피탄의 BET 비표면적은 탄화수율 약 35 - 40％에서 약400 - 500㎡／g 을 나타내었다. 600℃ 30분의 탄화조건에서 제조된 소나무 목부탄은 미세공이 많이 발달해 있었으나, 동일조건에서 제조된 수피탄이 경우 미세공은 물론 중세공도 많이 존재하였다. 대형 탄화로에서 제조된 수피탄의 탄화 수율 및 요오드가 및 BET 비표면적은 소용량 탄화로의 결과와 매우 유사하였다. 이러한 결과는 소나무 수피가 높은 비표면적과 수율을 가지는 양질의 숯을 생산 할 수 있는 원료로 사용될 수 있음을 나타낸다.