총 112페이지
105페이지 본문시작
●연구동향
발전용바이오중유의주요원료물질
중유대체연료로서
3.결과및고찰
팜유계열
바이오디젤계열
동·식물성유지계열
팜 원유(CPO)
바이오디젤(BD100)
우지
(Crude palm oil)
(Biodiesel)
(Tallow)
발전용바이오중유의품질특성연구
3.1.발전용바이오중유의품질특성
정제팜유(RBDPO)
바이오디젤 피치
돈지
(Refined bleach
발전용바이오중유는에서보는바와같이「발전용바이오중유시범
(Biodiesel pitch)
(Lard)
deodorized palm oil)
보급사업 추진에 관한 고시(산업부고시 2014-1호)」 상의 품질기준에 준하
팜 부산물(PFAD)
캐슈넛 껍질 오일(CNSL)
글_한국석유관리원석유대체연료팀장은정선임연구원
(Palm fatty acid distillate)
(Cashew nut shell liquid)
여품질평가를하였으며,「석유및석유대체연료사업법」상의C중유품질
팜 스테아린(Palm stearin)
기준중발전용바이오중유품질기준에포함되지않은50℃에서의동점도
(Refined bleach
deodorized stearin)
를추가로평가하였다.
팜 산유(PAO)
1.서론
(Palm acid oil)
주로동·식물성유지의원액이나지방산에스테르등으로구성되어있는
이나알코올을유지와반응시켜만든지방산에스테르,또는그둘을혼합·
발전용 바이오중유는 원유의 정제공정 중의 증류잔유물인 C중유 대비 인
실험시료의조성
에너지 소비 증가에 따른 자원고갈 위기와 온실가스 배출 증가에 따른 자
제조하여품질기준에맞게생산한연료를말한다.과같이국내발전용
화점(flash point)이높았으며,원료물질중동물성유지의혼합비율이높은
발전용바이오중유
연생태계혼란으로전세계적으로에너지원다양화및온실가스저감을위
바이오중유는주로팜열매에서추출된기름또는착유공정부산물인팜원
B 시료의 인화점이 더 높게 나타났다. 동물성유지의 경우 인화점이 대략
A
B
C
한 신재생에너지 보급활성화 정책을 추진하고 있다. 대표적인 신재생에너
유및팜부산물등과동물성유지및바이오디젤또는공정부산물등의저
285℃이상으로동물성유지혼합비율이높은발전용바이오중유가인화점
바이오디젤피치(50~70%)
바이오디젤피치(10~30%)
바이오디젤피치(15~30%)
지보급활성화정책으로는발전부문에서의신재생에너지공급의무화제도
가의유지들이원료로사용되고있다(참고문헌[3]~[6]).
이높다.반면,지방산에스테르는순수동·식물성유지대비낮은인화점이
팜산유(10~20%)
동물성유지(10~20%)
팜산유(10~20%)
(Renewable Portfolio Standard(RPS)), 수송부문에서의 신재생에너지 연
발전용바이오중유는탄화수소만으로구성된기존중유와는달리원료특성
낮으므로,혼합비율이증가할수록인화점이낮아진다.인화점은연료의수
료 혼합의무화 제도(Renewable Fuel Standard(RFS)), 난방부문에서의 신
상 트리글리세라이드, 지방산 등의 함산소 물질을 포함하고 있으며 점도와
바이오디젤(10~20%)
팜원유(30~60%)
캐슈넛껍질오일(30~50%)
송및저장과정에서의안정성과관계된품질기준항목으로인화점이너무
재생열원공급의무화제도(Renewable Heat Obligation(RHO)) 등이있다
발열량은낮고산가는높으며배출가스저감장치등에영향을주는금속성분
낮으면화재의위험이있다.따라서현고시상에서는발전용바이오중유의
(참고문헌[1]).
등이생산및유통공정중에혼합될수있다(참고문헌[7]~[8]).
발전용바이오중유의품질기준및시험방법
인화점을C중유와동일하게70℃이상으로규정하고있다.
이 중, 신재생에너지 공급 의무화제도(RPS)란 일정규모(500MW) 이상의
이와같이중유대비발전용바이오중유의물성이달라짐에따라연료의산
동점도는연료의분무성에관련된항목으로점도가너무높으면분무입자
품질항목
품질기준
시험방법
발전설비를 보유한 발전사업자에게 총 발전량의 일정량 이상을 신재생에
화및부식특성,분무특성,유동특성및연소특성등도다를것으로판단된다.
인화점(℃)
min. 70
KS M ISO 2592
가커져불완전연소가되기쉽고,점도가너무낮으면펌프및분무노즐이
동점도(40℃,㎟/s)
20 ~ 100
KS M ISO 3104
너지로생산한전력으로공급하게하는의무화제도이다.RPS제도시행에
본 연구에서는 국내에서 중유 대체연료로서 생산된 발전용 바이오중유의
마모되거나펌핑불량의원인이된다.발전용바이오중유의동점도는C중
잔류탄소분(무게%)
max. 10
KS M ISO 10370
따라 발전사들이 의무공급량 이행을 위한 다양한 에너지원을 고려하면서
연료적 특성을 살펴보고자 한다. 또한, 발전용 바이오중유를 C중유에 10 부
유대비낮게측정되었으므로,기존의고점도중유연소설비에적용시낮
황분(무게%)
max. 0.1
KS M ISO 8754
발전부문에서의바이오연료적용에대한검토가이루어졌다(참고문헌[2]).
피%, 20 부피%, 50 부피%, 70 부피% 까지 혼합하여 국내 중유 대체연료로
은점도에의한펌핑불량및분무패턴변경등이우려된다.따라서발전용
회분(무게%)
max. 0.10
KS M ISO 6245
동판부식(50℃,3h)
max. 1b
KS M ISO 2160
국내에서는 2012년부터 RPS제도가 시행되면서 발전부문에서의 바이오연
서의품질특성을분석하였다.
바이오중유를중유연소설비에적용할경우버너팁이나연료펌프등일부
유동점(℃)
max. 27.5
KS M 2016
료 보급필요성이 대두되어 발전용 바이오중유(bio-fuel oil)에 대한 검토가
설비의개조와분무조건최적화가필요하다.
밀도(15℃,kg/㎥)
max. 991
KS M 2002
시작되었다.
전산가(acidnumber)란시료1g중에함유되어있는산성성분을적정하는
수분(무게%)
max. 0.20
KS M 0010
2.실험
전산가(mgKOH/g)
max. 25
KS M ISO 6618
정부 및 이해당사자간의 장기간 사전 협의를 통해 2013년 12월 ‘발전용 바
데소요되는염기의수량으로시료그램당수산화칼륨의mg단위로표시
Na
max. 70
AAS
이오중유 상용화 연구’ 추진단을 구성하였다. 추진단은 발전 5사(한국중부
되므로전산가가크면산화된물질이많다는것을의미한다.발전용바이오
알카리금속
Ca
max. 30
AAS
(mg/kg)
발전,한국서부발전,한국남부발전,한국동서발전,한국지역난방공사)와한
2.1.실험시료
중유는경제성확보를위해저가의고산가유지나공정부산물등을원료로
K
max. 70
AAS
요오드가(g/100g)
max. 120
EN 14111
국석유관리원으로구성되어있으며,발전용바이오중유시범보급사업운영
본 연구에 사용된 발전용 바이오중유는 국내 발전용 바이오중유 생산업체
사용하기 때문에 C 중유 대비 전산가가 높았는데, 특히 고산가의 팜 산유
질소(무게%)
max. 0.3
KS M 2112
관리와 상용화 법령개정(안) 마련을 위한 연구 사업을 동시에 2년 동안 진
3사에서 공급받았으며, C중유는 정유사에서 공급받았다. 또한, C중유에 바
(PAO)가혼합된바이오중유(A,C)일수록높은산가를나타내었다.
바나듐(mg/kg)
max. 50
ICP
행하게되었다.
이오중유를 비율(10, 20, 30, 50, 70 부피%) 별로 혼합하여 품질 특성을 분
연료의 온도가 어느 온도이하로 떨어지면 굳어져 흐르지 않게 되어 저장,
발열량(kcal/kg)
min. 9,000
KS M 2057
물과침전물(부피%)
max. 0.5
KS M ISO 9030
2014년 1월부터 『발전용 바이오중유 시범보급사업 추진에 관한 고시(산업
석하였다.
수송, 취급에 지장을 주게 되는데 이 온도를 유동점이라고 한다. 일반적
실리콘+알루미늄+철(mg/kg)
max. 200
ICP
부고시2014-1호)』및『석유및석유대체연료사업법』을근거로2년간발전
으로 발전용 바이오중유의 원료물질들의 유동점은 0℃ 이상으로 높은 편
인(mg/kg)
max. 100
ICP
용 바이오중유 시범보급사업을 추진하고 있다. 현재 5개 발전사업자와 15
2.2.실험장치및시험방법
이나,캐슈넛껍질오일(CNSL)은예외이다.캐슈넛껍질오일은아나카르드산
원소분석조건
개 생산업자가 산업통상자원부 장관으로부터 지정을 받아 시범보급사업
발전용바이오중유원액에대한연료적품질특성에대한분석은과같
(anacardic acid), 카다놀(cardanol), 카르돌(cardol)과 같은 방향족 탄화
을수행중이며,2개발전사업자는바이오중유원액을,나머지발전사업자
이 시범보급고시에 제시된 국내 발전용 바이오중유 품질기준 20개 항목을
항목
탄소,수소분석
산소분석
수소가주성분으로서,포화및불포화지방산으로구성되어있는동·식물
연소로온도(℃)
L : 900, R : 680
1060
들은10~20%정도중유에혼합하여발전용연료로사용중이다.발전사에
분석하였다. 연료의 구성 원소(C, H, O) 분석을 위하여 원소분석기(Thermo
성 유지 대비 유동점이 -50℃로 매우 낮다. 에서도 캐슈넛껍질오일
오븐온도(℃)
75
65
서는 기존의 C중유를 바이오중유로 대체하여 생산하는 발전비율에 따라
사의 FLASH2000)를 적용하였으며, 분석조건은 와 같다. 또한, 바이
(CNSL)이 혼합된 바이오중유(C)의 유동점이 타 바이오중유(A, B) 대비 낮
이동상유량(mL/min)
140
130
가중치1의신재생에너지공급인증서(REC)를획득하게된다(참고문헌[2]).
오중유 혼합에 따른 연료조성 변화를 평가하기 위하여 적외선 분광광도계
게나타났다.
기준유량(mL/min)
100
100
검출기
TCD
TCD
국내에서시범보급되고있는발전용바이오중유란동·식물성유지원액
(Thermo사의 Nicolet 6700)를적용하였다.
바이오중유의금속분함량(알칼리금속,바나듐,Si+Al+Fe,인)은원료조성
vol.114 105
104 K-PetroMagazine
발전용바이오중유의주요원료물질
중유대체연료로서
3.결과및고찰
팜유계열
바이오디젤계열
동·식물성유지계열
팜 원유(CPO)
바이오디젤(BD100)
우지
(Crude palm oil)
(Biodiesel)
(Tallow)
발전용바이오중유의품질특성연구
3.1.발전용바이오중유의품질특성
정제팜유(RBDPO)
바이오디젤 피치
돈지
(Refined bleach
발전용바이오중유는에서보는바와같이「발전용바이오중유시범
(Biodiesel pitch)
(Lard)
deodorized palm oil)
보급사업 추진에 관한 고시(산업부고시 2014-1호)」 상의 품질기준에 준하
팜 부산물(PFAD)
캐슈넛 껍질 오일(CNSL)
글_한국석유관리원석유대체연료팀장은정선임연구원
(Palm fatty acid distillate)
(Cashew nut shell liquid)
여품질평가를하였으며,「석유및석유대체연료사업법」상의C중유품질
팜 스테아린(Palm stearin)
기준중발전용바이오중유품질기준에포함되지않은50℃에서의동점도
(Refined bleach
deodorized stearin)
를추가로평가하였다.
팜 산유(PAO)
1.서론
(Palm acid oil)
주로동·식물성유지의원액이나지방산에스테르등으로구성되어있는
이나알코올을유지와반응시켜만든지방산에스테르,또는그둘을혼합·
발전용 바이오중유는 원유의 정제공정 중의 증류잔유물인 C중유 대비 인
실험시료의조성
에너지 소비 증가에 따른 자원고갈 위기와 온실가스 배출 증가에 따른 자
제조하여품질기준에맞게생산한연료를말한다.과같이국내발전용
화점(flash point)이높았으며,원료물질중동물성유지의혼합비율이높은
발전용바이오중유
연생태계혼란으로전세계적으로에너지원다양화및온실가스저감을위
바이오중유는주로팜열매에서추출된기름또는착유공정부산물인팜원
B 시료의 인화점이 더 높게 나타났다. 동물성유지의 경우 인화점이 대략
A
B
C
한 신재생에너지 보급활성화 정책을 추진하고 있다. 대표적인 신재생에너
유및팜부산물등과동물성유지및바이오디젤또는공정부산물등의저
285℃이상으로동물성유지혼합비율이높은발전용바이오중유가인화점
바이오디젤피치(50~70%)
바이오디젤피치(10~30%)
바이오디젤피치(15~30%)
지보급활성화정책으로는발전부문에서의신재생에너지공급의무화제도
가의유지들이원료로사용되고있다(참고문헌[3]~[6]).
이높다.반면,지방산에스테르는순수동·식물성유지대비낮은인화점이
팜산유(10~20%)
동물성유지(10~20%)
팜산유(10~20%)
(Renewable Portfolio Standard(RPS)), 수송부문에서의 신재생에너지 연
발전용바이오중유는탄화수소만으로구성된기존중유와는달리원료특성
낮으므로,혼합비율이증가할수록인화점이낮아진다.인화점은연료의수
료 혼합의무화 제도(Renewable Fuel Standard(RFS)), 난방부문에서의 신
상 트리글리세라이드, 지방산 등의 함산소 물질을 포함하고 있으며 점도와
바이오디젤(10~20%)
팜원유(30~60%)
캐슈넛껍질오일(30~50%)
송및저장과정에서의안정성과관계된품질기준항목으로인화점이너무
재생열원공급의무화제도(Renewable Heat Obligation(RHO)) 등이있다
발열량은낮고산가는높으며배출가스저감장치등에영향을주는금속성분
낮으면화재의위험이있다.따라서현고시상에서는발전용바이오중유의
(참고문헌[1]).
등이생산및유통공정중에혼합될수있다(참고문헌[7]~[8]).
발전용바이오중유의품질기준및시험방법
인화점을C중유와동일하게70℃이상으로규정하고있다.
이 중, 신재생에너지 공급 의무화제도(RPS)란 일정규모(500MW) 이상의
이와같이중유대비발전용바이오중유의물성이달라짐에따라연료의산
동점도는연료의분무성에관련된항목으로점도가너무높으면분무입자
품질항목
품질기준
시험방법
발전설비를 보유한 발전사업자에게 총 발전량의 일정량 이상을 신재생에
화및부식특성,분무특성,유동특성및연소특성등도다를것으로판단된다.
인화점(℃)
min. 70
KS M ISO 2592
가커져불완전연소가되기쉽고,점도가너무낮으면펌프및분무노즐이
동점도(40℃,㎟/s)
20 ~ 100
KS M ISO 3104
너지로생산한전력으로공급하게하는의무화제도이다.RPS제도시행에
본 연구에서는 국내에서 중유 대체연료로서 생산된 발전용 바이오중유의
마모되거나펌핑불량의원인이된다.발전용바이오중유의동점도는C중
잔류탄소분(무게%)
max. 10
KS M ISO 10370
따라 발전사들이 의무공급량 이행을 위한 다양한 에너지원을 고려하면서
연료적 특성을 살펴보고자 한다. 또한, 발전용 바이오중유를 C중유에 10 부
유대비낮게측정되었으므로,기존의고점도중유연소설비에적용시낮
황분(무게%)
max. 0.1
KS M ISO 8754
발전부문에서의바이오연료적용에대한검토가이루어졌다(참고문헌[2]).
피%, 20 부피%, 50 부피%, 70 부피% 까지 혼합하여 국내 중유 대체연료로
은점도에의한펌핑불량및분무패턴변경등이우려된다.따라서발전용
회분(무게%)
max. 0.10
KS M ISO 6245
동판부식(50℃,3h)
max. 1b
KS M ISO 2160
국내에서는 2012년부터 RPS제도가 시행되면서 발전부문에서의 바이오연
서의품질특성을분석하였다.
바이오중유를중유연소설비에적용할경우버너팁이나연료펌프등일부
유동점(℃)
max. 27.5
KS M 2016
료 보급필요성이 대두되어 발전용 바이오중유(bio-fuel oil)에 대한 검토가
설비의개조와분무조건최적화가필요하다.
밀도(15℃,kg/㎥)
max. 991
KS M 2002
시작되었다.
전산가(acidnumber)란시료1g중에함유되어있는산성성분을적정하는
수분(무게%)
max. 0.20
KS M 0010
2.실험
전산가(mgKOH/g)
max. 25
KS M ISO 6618
정부 및 이해당사자간의 장기간 사전 협의를 통해 2013년 12월 ‘발전용 바
데소요되는염기의수량으로시료그램당수산화칼륨의mg단위로표시
Na
max. 70
AAS
이오중유 상용화 연구’ 추진단을 구성하였다. 추진단은 발전 5사(한국중부
되므로전산가가크면산화된물질이많다는것을의미한다.발전용바이오
알카리금속
Ca
max. 30
AAS
(mg/kg)
발전,한국서부발전,한국남부발전,한국동서발전,한국지역난방공사)와한
2.1.실험시료
중유는경제성확보를위해저가의고산가유지나공정부산물등을원료로
K
max. 70
AAS
요오드가(g/100g)
max. 120
EN 14111
국석유관리원으로구성되어있으며,발전용바이오중유시범보급사업운영
본 연구에 사용된 발전용 바이오중유는 국내 발전용 바이오중유 생산업체
사용하기 때문에 C 중유 대비 전산가가 높았는데, 특히 고산가의 팜 산유
질소(무게%)
max. 0.3
KS M 2112
관리와 상용화 법령개정(안) 마련을 위한 연구 사업을 동시에 2년 동안 진
3사에서 공급받았으며, C중유는 정유사에서 공급받았다. 또한, C중유에 바
(PAO)가혼합된바이오중유(A,C)일수록높은산가를나타내었다.
바나듐(mg/kg)
max. 50
ICP
행하게되었다.
이오중유를 비율(10, 20, 30, 50, 70 부피%) 별로 혼합하여 품질 특성을 분
연료의 온도가 어느 온도이하로 떨어지면 굳어져 흐르지 않게 되어 저장,
발열량(kcal/kg)
min. 9,000
KS M 2057
물과침전물(부피%)
max. 0.5
KS M ISO 9030
2014년 1월부터 『발전용 바이오중유 시범보급사업 추진에 관한 고시(산업
석하였다.
수송, 취급에 지장을 주게 되는데 이 온도를 유동점이라고 한다. 일반적
실리콘+알루미늄+철(mg/kg)
max. 200
ICP
부고시2014-1호)』및『석유및석유대체연료사업법』을근거로2년간발전
으로 발전용 바이오중유의 원료물질들의 유동점은 0℃ 이상으로 높은 편
인(mg/kg)
max. 100
ICP
용 바이오중유 시범보급사업을 추진하고 있다. 현재 5개 발전사업자와 15
2.2.실험장치및시험방법
이나,캐슈넛껍질오일(CNSL)은예외이다.캐슈넛껍질오일은아나카르드산
원소분석조건
개 생산업자가 산업통상자원부 장관으로부터 지정을 받아 시범보급사업
발전용바이오중유원액에대한연료적품질특성에대한분석은과같
(anacardic acid), 카다놀(cardanol), 카르돌(cardol)과 같은 방향족 탄화
을수행중이며,2개발전사업자는바이오중유원액을,나머지발전사업자
이 시범보급고시에 제시된 국내 발전용 바이오중유 품질기준 20개 항목을
항목
탄소,수소분석
산소분석
수소가주성분으로서,포화및불포화지방산으로구성되어있는동·식물
연소로온도(℃)
L : 900, R : 680
1060
들은10~20%정도중유에혼합하여발전용연료로사용중이다.발전사에
분석하였다. 연료의 구성 원소(C, H, O) 분석을 위하여 원소분석기(Thermo
성 유지 대비 유동점이 -50℃로 매우 낮다. 에서도 캐슈넛껍질오일
오븐온도(℃)
75
65
서는 기존의 C중유를 바이오중유로 대체하여 생산하는 발전비율에 따라
사의 FLASH2000)를 적용하였으며, 분석조건은 와 같다. 또한, 바이
(CNSL)이 혼합된 바이오중유(C)의 유동점이 타 바이오중유(A, B) 대비 낮
이동상유량(mL/min)
140
130
가중치1의신재생에너지공급인증서(REC)를획득하게된다(참고문헌[2]).
오중유 혼합에 따른 연료조성 변화를 평가하기 위하여 적외선 분광광도계
게나타났다.
기준유량(mL/min)
100
100
검출기
TCD
TCD
국내에서시범보급되고있는발전용바이오중유란동·식물성유지원액
(Thermo사의 Nicolet 6700)를적용하였다.
바이오중유의금속분함량(알칼리금속,바나듐,Si+Al+Fe,인)은원료조성
vol.114 105
104 K-PetroMagazine
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