쓰레기 매립지 MGT 발전 및 유리온실 설계기술개발

Abstract

마이크로 가스터빈의 높은 연료 다양성은 광범위한 범위의 적용처에 적용할 수 있도록 설계되었다. 최근에는 가스터빈 발전시스템의 연료로서, 유기성폐기물의 소화가스와 쓰레기 매립지로부터 발생되는 바이오 가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 우리는 매립지 가스를 이용하여 마이크로 가스터빈 열병합 발전시스템의 성능특성 및 운전 특성에 대한 영향을 연구하고 있다. 메탄과 이산화탄소를 동시에 회수하는 공정을 개발하여 현장 실증 플랜트 규모로 시험을 수행하였으며, 유리온실에 농작물의 이산화탄소 고농도 집적을 목적으로 철-킬레이트 화합물을 기본으로 하는 액상촉매를 이용하여 매립지 가스내에 있는 불순물을 저렴한 비용으로 제거하고자 한다. Fe-EDTA(철-킬레이트)를 이용한 내부순환 다판식 기포탑 반응기에 의하여 농축정제와 이산화탄소 제거가 매립지 가스의 최적화 연료화를 추진하였다. 매립지가스의 유량은 0.207 <TEX>$m^3$</TEX>/min이고 5.5 kg/<TEX>$cm^2$</TEX>의 압력으로 공급되며 메탄농도 70%, 이산화탄소 27%로 공급되도록 농축반응기를 설계하였고 황화수소 99% 제거를 목표로 한다. 유리온실은 마이크로 가스터빈 배가스와 온수를 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도에서 1500 ppm의 농도범위로 공급되도록 설계되었다. The high fuel flexibility of Micro Gas Turbine(MGT) has boosted their use in a wide variety of applications. Recently, the demand for biogas generated from the digestion of organic wastes and landfill as a fuel for gas turbines has increased. We researched the influence of firing landfill gas(LFG) on the performance and operating characteristics of a micro gas turbine combined heat and power system. <TEX>$CH_4$</TEX> and <TEX>$CO_2$</TEX> simultaneous recovery process has been developed for field plant scale to provide an isothermal, low operating cost method for carrying out the contaminants removal in Land Fill Gas(LFG) by liquid phase catalyst for introduce into the green house for the purpose of <TEX>$CO_2$</TEX> rich cultivation of the plants. Methane purification and carbon dioxide stripping by muti panel autocirculation bubble lift column reactor utilizing Fe-EDTA was conducted for evaluate optimum conditions for land fill gas. Based on inflow rate of LFG as 0.207 <TEX>$m^3$</TEX>/min, 5.5 kg/<TEX>$cm^2$</TEX>, we designed reactor system for 70% <TEX>$CH_4$</TEX> and 27% <TEX>$CO_2$</TEX> gas introduce into MGT system with <TEX>$H_2S$</TEX> 99% removal efficiency. A green house designed for four different carbon dioxide concentration from ambient air to 1500 ppm by utilizing the exhaust gas and hot water from MGT system.