티에스테크닉스
개발장비
11년
주장비
생산
기계가공·시험장비 > 열유체장비 > 전기/소결로
2015-03-20
74,250,000원
원
본 장비는 다양한 바이오매스를 원료로 하는 활성탄의 제조공정에 있어 유기물에 포함된 휘발분을 제거하여 탄소의 함량을 높인 활성탄 전구체를 제조하기 위한 장비로써 Rotary kiln형태의 furnace에 바이오매스를 장입하고 불활성 가스를 도입하여 고온에서의 산화를 방지하면서 열처리하여 휘발성분을 제거함에 의해 탄화된 형태의 활성탄 전구체를 제조하기 위한 장비이다. 전년도까지의 연구에서는 맥주박의 탄화 및 활성화에 의한 분말상 흡착재의 제조연구가 수행되었으며 이 과정에서도 탄화공정을 필요로 하여 수행되었으나 1차년도에 구매 도입한 활성화 장비를 이용하여 수행하였다. 활성화 장비는 수증기 분위기에서 흡착재의 전구체를 열처리하는 설비로서 장비 가동시 수소 및 일산화탄소, 잔여 수증기 등이 발생되게 되며 이를 처리하는 약간의 Trap 및 후처리 버너가 장착되어 있는데 이 설비를 차용하여 탄화공정을 진행하는 경우 열처리 및 분위기 유지는 가능하나 탄화공정에서 발생되는 다량의 휘발성분 및 폐가스의 배출에 대한 처리 부분이 불충분하여 설비가 오염되고 유해가스가 다량 배출됨에 따라 실험시 장치 설치 및 운전 장소(㈜삼천리카보텍 김천공장) 관할 행정기관인 김천시청으로 민원이 접수되는 등 문제가 발생하여 김천 시청으로부터 개선 요청을 받은 바 있다. 또한 1~2일 소요되는 탄화공정을 활성화 설비를 이용하여 수행하는 경우 활성화 실험에도 크게 지장을 초래하므로 탄화장비를 별도로 확보함에 따라 탄화 공정 및 활성화 공정을 동시에 가동하여 다양한 조건의 연구가 가능하며 연구시간의 단축과 장비의 반복 운용에 따른 장비 활용성을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
장비구성
1) 반응부
- 반응부는 외부와 차단된 밀폐구조로 900℃부근에서도 안정적으로 운전 가능한 소재로 제작
- 반응부 양 끝단은 내부 Gas분위기를 유지하기 위해 Rotary Joint 로 sealing 처리
- 시료의 장입, 회수가 용이한 구조를 가질 것
- 반응부의 균일한 열처리를 위해 가열시 회전이 가능하도록 설계되며, 시료 장입량의 부피가 60liter이상 가능한 용적을 가질 것
- 적재공간의 크기 및 형태는 실험적합성을 고려하여 최적 구조를 가질 것
2) 부생가스 처리장치
- 유기물질의 열분해 과정에서 생성되는 휘발성 가스 및 다양한 유기물질의 처리를 위한 설비를 갖출 것.
- 저분자량의 휘발성 가스 및 악취제거를 위한 응축 혹은 연소장치를 통해 부생유기물질의 오염가능성을 방지하는 장치가 필요
3) 가열부
- 900℃에서 안정적인 열처리가 가능하도록 무리없는 전력 용량 및 소재특성을 고려하여 가열부를 구성
- 단열 및 내화처리는 필수로 외부온도가 30℃가 넘지않도록 제어 가능할 것
- 유지보수 시의 용이성을 위해 가열부가 개폐식 구조를 가질 것
- 반응기 내부의 균일한 온도제어를 위해 heating zone을 3영역에서 가열할 수 있도록 실시
- 사용 전원은 380V, 3상, 60kW를 사용할 것
4) 제어장치
- 승온 프로파일을 제어할 수 있는 PID controller를 사용하여, 가열부의 3zone에 대한 온도변화를 동시에 파악 가능할 것.
- 과도한 승온 혹은 안전상의 문제 발생시, 자동적인 shut down 및 경보발생에 의한 안전대책이 구비되어 있을 것
- 장비와는 별도의 제어 pannel을 설치하여 작동 용이성을 확보할 것
5) 기타사항
- 장비의 설치 및 기초 utility와의 연결공사
- 입고 후 장비 시운전을 통한 장비