폐기물 중 농촌 환경의 주오염원인 멀칭용 폐비닐은 제대로 수거되지 않고 있어 토양과 수질 오염에 문제가 되고 있다. 현재 국ㆍ내외에서 폐비닐을 열분해를 통한 액체연료로의 생성 연구는 어느 정도 진행되고 있으나, 가스화장치를 이용하여 합성가스를 생산하는 연구는 미비한 실정이다.
본 연구에서는 환경적으로 악영향을 끼치고 있는 폐비닐과 농촌지역 등에 산재해있는 바이오매스를 일정 비율로 혼합하여 하향식 가스화 장치를 이용하여 합성가스를 생산하고 가스화 장치 구동 시 요구되는 폐비닐과 바이오매스의 적정 비율을 파악하여 연료로서의 활용 가능한 합성가스를 생산하고자 한다.
하향식 가스화장치를 구동하기 위한 최적 유량조건 파악을 위해 투입연료를 일전하게하고 유량을 변화시켜 구동하였고, 최적유량조건으로 유량을 고정하여 연료성분을 변화시켜 가스화장치를 구동하였다. 생성되는 합성가스는 GC(HP7890)를 이용하여 H2, CO, CH4, CO2를 분석하였다. 사용연료는 목편, 펠렛, 폐비닐을 이용하였고, 각각 단일연료와 혼합한 혼합연료를 투입하여 구동하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 유량 변화를 주어 구동한 결과 20L/min일 때가 가장 최적의 합성가스 조성을 나타내었다(ER=약 4.5).
2. 구동 온도는 목편, 펠렛, 목편과 펠렛, 목편과 폐비닐, 목편과 펠렛과 폐비닐을 투입하였을 때는 약 600~900℃정도로 나타났지만, 펠렛과 폐비닐을 투입하였을 때에는 600~750℃정도로 상대적으로 낮게 측정되었고 그으름과 연기, 타르 등의 불순물이 생성되는 것을 볼 수 있었다.
3. 생성된 합성가스의 조성을 분석해본 결과 H2는 약 10%내외, CO는 15~20%, CH4는 약5%, CO2는 15%내외로 측정되었다. 하지만 펠렛과 폐비닐을 투입한 경우 상대적으로 가연성 가스인 H2와 CO는 적고, CO2는 많이 측정되는 것을 알 수 있었다.
위의 결과 혼합연료의 조성 중 폐비닐이 30%를 넘지 않는다면 하향식 가스화장치를 통해 충분히 합성가스를 생산할 수 있을 것으로 판단된다.