바이오매스 펠릿의 슬래깅을 방지하는 방법: 5가지 주요 원인 및 해결책

보일러 슬래깅으로 어려움을 겪고 계신가요? 효율성과 수익에 악영향을 미치고 있습니다.

당신만 그런 것이 아닙니다. 보일러 슬래깅은 연료 품질과 운영 관행에 기인하는 흔하면서도 중요한 문제입니다. 이 가이드는 바이오매스 펠릿 슬래깅의 근본 원인을 전문적으로 분석하고, 가동 중단 시간을 최소화하고, 유지보수 비용을 절감하며, 전반적인 운영 효율성을 향상시킬 수 있는 실행 가능한 솔루션을 제시합니다.

슬래깅이란 무엇인가?

간단히 말해, 슬래깅은 연료에 포함된 재가 고온에서 녹을 때 발생합니다. 이 녹은 재는 서로 융합하여 용광로 벽과 화격자에 달라붙고, 냉각되면 단단하고 소결된 퇴적물을 형성합니다.

근본 원인: 기술적 분석

1. 연료 구성(주요 원인)

연료의 화학적, 물리적 특성은 슬래깅 경향을 결정하는 주요 요인입니다.

회분 함량 및 구성:

높은 회분 함량: 나무껍질, 벼 껍질, 짚과 같은 원료는 본질적으로 높은 수준의 회분을 함유하고 있어 슬래그 형성에 충분한 재료를 제공합니다.

높은 알칼리 금속 함량(K, Na): 이것이 가장 중요한 요소입니다. 칼륨과 나트륨은 700°C의 낮은 온도에서도 녹을 수 있는 저융점 규산염(유리질 화합물)을 형성하여 슬래그의 주요 "접착제" 역할을 합니다.

높은 염소 함량(Cl): 염소는 알칼리 금속과 반응하여 염화물을 형성합니다. 이러한 화합물은 연소 과정에서 휘발되어 냉각된 열교환기 표면이나 재 입자에 응축되어 재 용융 온도를 크게 낮추고 슬래그와 파울링을 악화시킵니다.

불활성 물질(SiO₂, Al₂O₃): 모래와 토양(실리카, 알루미나)과 같은 무기 불순물은 개별적으로는 녹는점이 높지만 알칼리 금속과 반응하여 녹는점이 낮은 공융물을 형성할 수 있습니다.

원자재 순도:

오염: 수집, 취급 또는 보관 중에 모래, 토양, 돌 또는 기타 이물질이 유입되면 재 함량과 슬래그 생성 가능성이 직접 증가합니다.

2. 펠렛 생산(품질 링크)

펠릿의 물리적 특성은 연소 균일성과 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.

과도한 펠릿 밀도: 펠릿 밀도가 너무 높으면 휘발성 물질의 방출을 방해하고 연소 속도를 늦추는 조밀한 구조를 가지게 됩니다. 이로 인해 재가 녹기 쉬운 국부적인 고온 구역이 형성될 수 있습니다.

펠릿 크기 분포의 불균형: 펠릿의 혼합이 불균일하면 화격자 위에 고르지 않은 충전이 이루어지고 공기 분포가 불량해집니다. 작은 펠릿은 빠르게 연소하는 반면, 큰 펠릿은 느리게 연소하여 연소가 불안정해지고 국부적인 고온이 발생하여 슬래그 발생 위험이 커집니다.

3. 연소 장치 및 작동(직접 트리거)

고품질 펠릿을 사용하더라도 부적절한 작동은 심각한 슬래깅으로 이어질 수 있습니다.

부적절한 온도 조절:

과도하게 높은 용광로 온도: 작동 온도가 연료의 회분 변형 온도(DT) 또는 연화 온도(ST)를 초과하면 슬래그가 불가피하게 발생합니다. 이는 과도한 공기 공급이나 연료-공기 혼합 불량으로 인해 국부적인 과열 구역이 생성되는 경우에 흔히 발생합니다.

장비 설계 및 유지 관리:

설계 결함: 비효율적인 화격자 설계, 열악한 공기 분배 시스템 또는 차선의 용광로 형상으로 인해 고르지 못한 공기 흐름, 불완전 연소 및 용융 재가 축적되어 슬래깅이 시작될 수 있는 "데드 존"이 발생할 수 있습니다.

부적절한 유지관리: 화격자, 용광로 벽, 열교환 표면에서 재를 정기적으로 제거하지 않으면 초기 재 층이 소결되어 결합제 역할을 하여 더 많은 녹은 재를 포집하고 슬래그 형성을 빠르게 가속화합니다.

4. 보관 및 환경 요인(간접적 영향)

높은 보관 습도: 수분을 흡수하는 펠릿은 연소 효율이 떨어집니다. 이로 인해 점화가 어렵고, 연소가 불안정하며, 불완전 연소가 발생하여 미연소 탄소가 용융된 재와 결합하여 클링커를 형성할 수 있습니다.

효과적인 완화 전략

근본 원인을 바탕으로 다음과 같은 목표별 솔루션을 제시합니다.

연료원 제어(가장 중요):

원료 선택: 회분 함량과 알칼리 금속 함량이 낮은 원료(예: 깨끗한 톱밥)를 우선시합니다.

원료 전처리: 고회분 원료에 대한 세척 및 선별을 실시하여 모래와 불활성 오염 물질을 제거합니다.

슬래그 방지 첨가제 사용: 펠릿 생산 시 카올린, 산화마그네슘, 백운석과 같은 첨가제를 첨가하십시오. 이러한 화합물은 알칼리 금속과 반응하여 고융점 화합물을 형성하여 전체 회분 용융 온도를 높입니다.

펠릿화 공정 최적화:

일관성과 균일한 연소를 보장하기 위해 펠릿 밀도와 크기 분포를 엄격하게 제어합니다.

연소 작업 표준화:

공기 공급 최적화: 완전 연소를 달성하고 국부적인 환원 분위기나 과도한 온도를 피하기 위해 1차 공기와 2차 공기 사이의 적절한 균형을 유지합니다.

용광로 온도 제어: 연소 온도를 연료의 연화점보다 전략적으로 낮은 안전한 범위 내로 유지합니다.

슬래깅은 사업 운영에 불가피한 비용이 아니라, 관리할 수 있는 수익성 저하 요인입니다. 근본적인 문제 해결을 통해 가동 중단을 방지할 뿐만 아니라 더욱 건강하고 수익성 있는 운영을 가능하게 합니다. Golden Equation과 같은 신뢰할 수 있는 파트너는 고품질 저슬래깅 연료와 최적화된 연소 전략에 대한 전문 지식을 바탕으로 종합적인 솔루션을 제공합니다. 지금 바로 적절한 지원을 통해 연소 공정을 제어하고, 낭비되는 열을 안정적인 수익으로 전환하세요. 자세한 내용은 웹사이트(https://www.jfcpelletmachine.com/)를 방문하세요.