Development of a Torrefaction Unit for Food and Agricultural Wastes

음식물·농업폐기물 열분해장치 개발

In this study, a torrefaction unit with a capacity of 50 kg/hr was developed and experimented to produce of solid fuel by reuse of the food and agricultural wastes. Dried food wastes and agricultural wastes were used for the experiments and the heated-air torrefaction characteristics were investigated by the raw materials, torrefaction air temperature, and torrefaction time. For the dried agricultural wastes, measured torrefaction capacity and lower heating values were 55.35 kg/hr and 3,333 kcal/kg, respectively. As the lower heating values of the treated samples were greater, by around 7.8%, than those of the non-treated samples, torrefaction process was a very effective method to increase the heating value of the agricultural waste. In case of the dried food waste, torrefaction capacity and lower heating value was measured 88.27 kg/hr and 4,016 kcal/kg, respectively. As the lower heating value of treated ones showed around 9.0% higher than that of non treated ones, torrefaction process is very effective method to increase the heating value of the agricultural waste also. It will be assumed that the heating value shows more higher as increase the air temperature and decrease the moisture content of torrified matter.

본 연구에서는 고수분 음식물 및 농업 폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 열분해장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 50kg/hr인 실험실용 열분해장치를 제작하였다. 건조 처리된 농업폐기물과 음식물 폐기물을 열분해처리용 실험 원료로 사용하였다. 원료종류, 열분해 온도, 열분해 시간에 따른 농업폐기물과 음식물 폐기물의 열분해 특성을 파악하였다. 농업폐기물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 55.35kg/hr, 저위발열량은 평균 3,333kcal/kg으로 측정되었다. 열분해처리 하지 않은 농업폐기물의 고위발열량은 3,400kcal/kg, 저위발열량은 3,090kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있었다. 음식물 폐기물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 88.27kg/hr, 저위발열량은 평균 4,016kcal/kg으로 측정되었다. 열분해처리 하지 않은 음식물 폐기물의 고위발열량은 4,040kcal/kg, 저위발열량은 3,686kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 역시 향상됨을 알 수 있다. 열분해 처리능력은 연구목표치인 50kg/hr보다 높게 나타났으며, 저위발열량은 연구목표치인 4,000kcal/kg 보다 다소 높게 나타났다. 다만 저위발열량 측정 기준 함수율이 습량기준으로 약 10%로 추정되는 바 5%로 조절하고, 열분해 열풍온도를 상승시키면 발열량이 더욱 향상될 것으로 판단되었다.