우드가스
Wood gas
우드 가스는 용광로, 난로, 자동차 등에 사용할 수 있는 연료 가스입니다.생산 공정 동안, 바이오매스 또는 관련 탄소-함유 물질은 가연성 혼합물을 생성하기 위해 목재 가스 발생기의 산소-제한 환경 내에서 가스화됩니다.일부 가스화기에서는 이 과정이 열분해에 앞서며, 바이오매스 또는 석탄이 먼저 촤로 전환되어 다환 방향족 탄화수소가 풍부한 메탄 및 타르를 방출합니다.
H2/CO의 거의 순수한 혼합물인 합성 가스와 대조적으로, 목질 가스는 또한 다른 용도에 사용하기 위해 스크러빙이 필요한 다양한 유기 화합물("딜레이트")을 포함합니다.바이오매스의 종류에 따라 가스가 냉각되면서 응축되는 다양한 오염물질이 생성됩니다.자동차와 보트에 동력을[1] 공급하기 위해 생산 가스를 사용하거나 멀리 떨어진 곳에 분배할 때는 가스를 스크러빙하여 카뷰레터와 가스 라인을 응축 및 막힘시킬 수 있는 물질을 제거해야 합니다.무연탄과 코크스는 가장 적은 양의 오염을 발생시켜 더 작고 가벼운 스크러버를 사용할 수 있기 때문에 자동차용으로 선호됩니다.
역사
최초의 나무 가스화기는 1839년에 Gustav Bischof에 의해 만들어진 것으로 보입니다.나무 가스로 작동되는 최초의 자동차는 1901년에 T.H. Parker에 의해서 만들어졌습니다.[2]1900년경, 많은 도시들이 연료 가스(일반적으로 석탄에서 생산되는)를 주거지로 공급했습니다.천연가스는 1930년대에 와서야 사용되기 시작했습니다.
제2차 세계 대전 동안 화석 연료 배급의 결과로 목재 가스 차량이 사용되었습니다.독일에서만 전쟁이 끝날 무렵 약 50만 대의 '생산가스' 차량이 사용되고 있었습니다.트럭, 버스, 트랙터, 오토바이, 선박, 기차에는 목재 가스화 장치가 설치되어 있었습니다.나무 가스가 아직 인기의 절정에 이르지 못했던 1942년, 스웨덴에는 약 73,000대,[3] 프랑스에는 65,000대, 덴마크에는 10,000대, 그리고 스위스에는 거의 8,000대의 나무 가스 차량이 있었습니다.1944년 핀란드는 43,000대의 "우드 모빌"을 보유하고 있었고, 그 중 30,000대는 버스와 트럭, 7,000대의 자가용, 4,000대의 트랙터, 그리고 600대의 보트를 보유하고 있었습니다.[4]
목재 가스화기는 아직도 중국과 러시아에서 자동차와 산업용 발전기로 생산되고 있습니다.북한에서는[5] 농촌, 특히 동해안 도로에서 목제가스화기를 개조한 트럭이 운행되고 있습니다.
생산.
목재 가스화기는 목재 칩, 톱밥, 숯, 석탄, 고무 또는 이와 유사한 물질을 연료로 사용하여 불상자에서 불완전 연소시켜 목재 가스, 고체 재 및 그을음을 생성하고 가스화기에서 주기적으로 제거해야 합니다.그런 다음 나무 가스를 여과하여 타르와 그을음/회분 입자를 제거하고 냉각한 후 엔진 또는 연료 전지로 향하게 할 수 있습니다.[6]이러한 엔진의 대부분은 목질 가스의 엄격한 순도 요건을 갖추고 있으므로 가스는 종종 "균열", 타르 및 입자를 제거하거나 변환하기 위해 광범위한 가스 세척 과정을 거쳐야 합니다.타르의 제거는 흔히 수세미를 사용하여 이루어집니다.개조되지 않은 가솔린 연소 내연 기관에서 우드 가스를 작동시키면 연소되지 않은 화합물이 문제적으로 축적될 수 있습니다.
"가스화기"에 따라 발생하는 가스의 품질은 크게 다릅니다.제2차 세계 대전 가스화기의 경우와 동일한 반응 영역이 아니라 열분해 및 가스화가 별도로 발생하는 단계별 가스화기는 본질적으로 타르가 없는 가스(1 mg/m ³ 미만)를 생성하도록 엔지니어링될 수 있는 반면, 단일 반응기 유동층 가스화기는 50,000 mg/m ³ 타르를 초과할 수 있습니다.유동층 원자로는 단위 부피와 가격당 용량이 더 많아 훨씬 소형이라는 장점이 있습니다.타르는 가스의 사용 용도에 따라 유리할 수 있으며 가스의 가열 값을 증가시킬 수도 있습니다.
미국에서 사용되는 용어인 "생산자 가스"의 연소열은 다른 연료에 비해 낮은 편입니다.Taylor(1985)[7]는 천연 가스의 경우 55.9 MJ/kg, 가솔린의 경우 44.1 MJ/kg에 비해 생산 가스의 연소열이 5.7 MJ/kg으로 낮다고 보고했습니다.목재의 연소열은 일반적으로 15–18 MJ/kg입니다.이러한 값은 표본마다 다소 다를 수 있습니다.동일한 출처는 부피별로 다음과 같은 화학적 조성을 보고하며, 이 또한 가변적일 가능성이 높습니다.
가스의 조성은 가스화 공정, 가스화 매체(공기, 산소 또는 증기) 및 연료 수분에 크게 의존합니다.증기 가스화 공정은 일반적으로 높은 수소 함량을 산출하고, 다운드래프트 고정층 가스화기는 높은 질소 농도 및 낮은 타르 부하를 산출하며, 업드래프트 고정층 가스화기는 높은 타르 부하를 산출합니다.[6][8]
흑색 분말용 숯을 제조하는 동안 휘발성 목재 가스가 분출됩니다.극도로 높은 표면적의 탄소 결과물로, 검은 가루에 연료로 사용하기에 적합합니다.
참고 항목
- 바이오가스
- 바이오차 – 바이오매스에서 얻은 숯
- 목가스와 바이오차 복합생산
- 가스화
- 가스화 – 실외 목재 보일러
- 생산가스
- 로켓난로
- 합성가스
- 수성가스
참고문헌
- ^ Farmer, Weston (1979). From My Old Boatshop. International Marine Publishing. p. 176-198.
- ^ "Thomas Hugh Parker". localhistory.scit.wlv.ac.uk. Genealogy. Archived from the original on 2013-05-05. Retrieved 2008-02-05.
- ^ Ekerholm, Helena (2012). "Cultural meanings of wood gas as automobile fuel in Sweden, 1930–1945". In Möllers, Nina; Zachmann, Karin (eds.). Past and Present Energy Societies: How energy connects politics, technologies, and cultures. Bielefeld, DE: Transcript Verlag.
- ^ "Wood gas vehicles: Firewood in the fuel tank". Low-Tech Magazine. 18 January 2010.
- ^ Wogan, David (2 January 2013). "How North Korea fuels its military trucks with trees". Scientific American (scientificamerican.com) (blog). Retrieved June 22, 2016.
- ^ a b Nagel, Florian (2008). Electricity from wood through the combination of gasification and solid oxide fuel cells (Ph.D. thesis). Zurich, CH: Swiss Federal Institute of Technology.
- ^ a b Taylor, Charles Fayette (1985). Internal-Combustion Engine in Theory and Practice. Vol. 1. Cambridge, MA: The MIT Press. pp. 46–47. ISBN 978-0-262-70027-6.
- ^ Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine Systems (PDF). Solar Technical Information Program (Report). Solar Energy Research Institute. U.S. Department of Energy. 1988. Section 5.2, paragraph 2, page 30.
외부 링크
- Wood Gas as Engine Fuel (Report). Food and Agriculture Organization. United Nations. 1986.
