우드펠릿 품질 규격

우드펠릿 품질 규격

 

 

고형연료인 펠릿은 유엔 기후변화 협약이 인정하는 청정 바이오 연료이나, 질 나쁜 펠릿을 사용하면 잦은 보일러 고장의 원인이 되는 것은 물론 유해한 가스를 배출하여 지구 환경을 오히려 훼손합니다.
 

국 립산림과학원은 저품질 목재펠릿의 무분별한 시장 유통을 억제하고, 연료를 고급화하여 배출가스의 유해성 문제를 해소하는가 하면 연소기의 품질을 향상시키기 위한 기술을 개발할 목적으로 2009년 목재펠릿의 품질 규격을 제정하여 고시하였습니다.(국립사림과학원 고시 제2009-2호)

목재펠릿 품질규격은 펠릿생산시 사용해서는 안되는 원료, 펠릿의 종류와 품질 시험기준 등의 내용을 담고 있으며, 각 등급별 품질기준과 표시방법을 제시하고 있습니다.

한국목재펠릿품질규격.pdf
한국목재펠릿품질규격해설.pdf

우드펠릿 품질 규격

국립산림과학원이 고시한 품질규격에 따르면 국내에서 제조되거나 외국으로부터 수입되어 국내에 유통되는 펠릿은 1급-4급으로 으로 분류하여 총 12개 항목의 시험기준을 적용하여 그 물리적, 화학적 특성을 판단하도록 되어 있습니다. 이중 1, 2급의 펠릿은 가정용 펠릿연소기에서 사용이 가능하고 3, 4급은 회분과 함수율이 높아 별도의 장비를 갖춘 중 대형 펠릿연소기에서 사용이 가능합니다.

 

특성	단위	1급펠릿	2급펠릿	3급펠릿	4급펠릿
크기(지름)	mm	6-8	6-8	6-8	6-25
크기(길이)	mm	≤32	≤32	≤32	≤32
겉보기밀도	kg/㎥	≥640	≥600	≥550	≥500
함수율	%	≤10	≤10	≤15	≤15
회분	%	≤0.7	≤1.5	≤3.0	≤6.0
미세분	%	＜1.0	＜1.0	＜2.0	＜2.0
내구성	%	≥97.5	≥97.5	≥95	≥95
발열량	kcal/kg (MJ/kg)	≥4,300 (≥18.0)	≥4,300 (≥18.0)	≥4,040 (≥16.9)	≥4,040 (≥16.9)
유황분	%	＜0.05	＜0.05	＜0.05	＜0.05
염소분	%	＜0.05	＜0.05	＜0.05	＜0.05
질소분	%	＜0.3	＜0.3	＜0.3	＜0.3
기타첨가물	%	＜2.0	＜2.0	＜2.0	＜2.0

펠릿의 주요 특성

함수율 - 펠릿에 포함된 수분의 양으로 함수율이 높으면 발열량이 낮아지고 저장성이 나빠집니다. 1등급펠릿은 10% 미만의 함수율을 가지고 있습니다.

발열량 - 펠릿이 갖고 있는 열량을 의미합니다. 발열량이 높을 수록 좋은 연료인데 함수율이 높을 수록 발열량은 낮습니다. 1등급 펠릿 1kg은 등유 0.5리터의 발열량과 같습니다.

회분 - 연소된 후 남는 재의 양을 말합니다. 좋은 펠릿을 사용하면 연소 후에도 고운 가루가 남고 양이 적어 청소빈도가 줄어들고 보일러 고장을 방지합니다.

유황분, 염소분, 질소분 - 펠릿에 포함된 유해성분을 표기합니다. 펠릿은 원료가 나무이므로 유황분은 극히 미미한 반면 질소분이 존재하여 연소시 질소산화물을 배출 할 수 있습니다.
기타 첨가물 - 펠릿을 단단하게 성형하기 위해 당분, 전분 등의 천연성분의 첨가물을 사용하기도 합니다.


  

펠릿의 원료
펠 릿의 원료는 기본 적으로 목재산업의 부산물로 얻어지는 톱밥입니다. 국산 목재 자급률이 높지 않은 우리나라는 현재 간벌목을 통해 생산되는 부산물이나 목재로 사용이 부적합한 원목을 사용하여 펠릿을 생산하고 있습니다. 즉 임지(숲)에서 자란 나무만으로 펠릿을 생산해야 합니다. '목재펠릿 품질규격'은 목재펠릿 제조에 사용되어서는 안되는 목재들을 다음과 같이 규정하고 있습니다.

방부처리 목재
접착, 도색, 침지 등 화학 등 화학물질에 의해 처리된 목재
건축물로부터 해체된 목재
이력이 불분명한 목재

이와 같이 화학처리를 거친 목재나 이물질을 함유하고 있는 목재로 펠릿을 만들어 사용할 경우 보일러에 무리를 주어 잦은 고장을 내고 독성 배출가스를 만들어 내므로 사용을 엄격하게 금하고 있습니다.

목재펠릿 품질 규격

[시행 2009.5.21.] [국립산림과학원고시 제2009-2호, 2009.5.21., 제정]

국립산림과학원, (042)481-4152 

제1조(적용범위) 이 기준은 목질계 고체바이오연료 중 목재펠릿의 품질향상 및 유통질서를 확립하기 위하여 국내에서 생산되는 목재펠릿과 외국에서 수입되는 목재펠릿에 대하여 적용한다.

제2조(용어의 정의) 이 기준에 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

1. "목재펠릿"이란 유해물질에 의해 오염되지 않은 목재(木材)를 압축 성형하여 생산하는 작은 원통 모양의 표준화된 목질계 고체바이오연료를 말한다.

2. "유해물질에 의해 오염되지 않은 목재"란 방부제, 도료 등 화학물질로 처리된 목재, 가구와 건축물로부터 해체된 목재 및 이력이 불분명한 목재, 이외의 목재를 말한다.

3. "압축 성형"이란 목재펠릿을 제조하는 과정에서 원료를 고압으로 성형틀을 통과시킴으로써 펠릿의 형태인 일정한 직경에 일정한 길이를 갖는 것을 말한다.

4. "겉보기밀도"란 운송 등에 유용한 지수로 일정 용기의 부피에 대한 목재펠릿 무게를 나타낸 값이다.

5. "함수율"이란 목재펠릿의 함유 수분의 무게를 습량 기준 백분율로 표기한 값이다.

6. "회분"이란 특정한 조건 하에서 목재펠릿 연소 후에 남는 잔류 무기물의 양으로 건량기준 백분율로 표기한다.

7. "미세분"이란 목재펠릿의 제조 후, 출하 시에 상품에 포함된 일정 크기 이하의 부스러기 무게를 습량 기준 백분율로 표기한다.

8. "내구성"이란 목재펠릿의 강도를 나타내는 지수로 텀블링시험 후에 발생한 부스러기 무게를 습량 기준 백분율로 표기한다.

9. "발열량"이란 목재펠릿을 연소하였을 때 발생하는 열량을 전건 무게당 열량으로 표기한다.

10. "기타첨가물"이란 목재펠릿 제조 시에 성형 등을 돕기 위해 첨가하는 목재이외의 물질을 말한다.

제3조(사용원료) 사용원료는 침엽수와 활엽수 톱밥 등이나 이를 분쇄한 것을 원료로 한다. 다음에 제시된 가공된 목재들은 목재펠릿 제조에 이용할 수 없다.

1. 방부처리 목재

2. 접착, 도색, 침지 등 화학물질에 의해 처리된 목재

3. 건축물로부터 해체된 목재

4. 이력이 불분명한 목재

제4조(목재펠릿의 종류) 목재펠릿의 종류는 목질부를 원료로 한 목부펠릿, 수피를 원료로한 수피펠릿과 일반펠릿으로 아래와 같이 구분한다.

1. 목부펠릿 : 수피 함량이 5%이하인 목재펠릿

2. 수피펠릿 : 주원료가 수피로 수피가 50%이상인 목재펠릿

3. 일반펠릿 : 수피함량이 5%초과하며 50%미만인 목재펠릿

제5조(품질 및 품질시험 기준) 목재펠릿의 품질기준 및 품질시험 기준은 다음과 같다.

1. 품질기준

가. 목재펠릿의 품질기준은 별표 1과 같다.

나. 목재펠릿의 등급은 아래와 같이 규정한다.

(1) 1급펠릿

(2) 2급펠릿

(3) 3급펠릿

(4) 4급펠릿

2. 품질시험 기준

가. 시료의 준비

(1) 목재펠릿 생산(수입)업자가 생산(수입)한 제품에 대하여 소비자 배송을 위한 출하 시에 품질 검사를 위한 시료를 준비한다.

시험분석용 목재펠릿 시료추출은 아래표의 기준에 따른다.

(2) 검사용 목재펠릿 시료는 포장된 추출한 대수 중 일부 또는 전부를 취하여, 깨끗한 깔판에 옮겨 균일하게 잘 혼합한 후 다음 방법과 같이 이분기법이나 원추4분법으로 시료를 채취한다.

(가) 이분기법

추출된 시료를 이분기에 균일하게 낙하시켜 분할된 시료를 무작위로 채취하되 시료량이 많은 경우에는 축분을 반복하여 일정량의 시료량을 채취한 후 유리병 또는 비닐봉지 등에 넣고 밀봉한다.

(나) 원추4분법

추출된 시료를 원추형으로 쌓아 놓고 이것을 정점에서 수직으로 눌러 평평하게 하고, 다시 이 조작을 1∼2회 반복한 후 이것을 부채꼴로 4등분하여 상대되는 두부분을 합쳐서 채취한다. 필요에 따라 이 조작을 반복하여 일정량의 시료량을 채취한 후 유리병 또는 비닐봉지에 넣고 밀봉한다.

나. 크기

(1) 시료 중 25개의 목재펠릿을 무작위로 채취한 후 버니어캘리퍼스를 이용하여 직경과 길이를 0.1㎜ 단위까지 측정 후 반올림하여 ㎜ 단위로 기록한다.

다. 겉보기밀도

(1) 측정을 위한 용기는 원기둥 형태의 쉽게 손상되지 않는 강한 소재로 만들어져야 하며 높이와 직경의 비율은 1.25 또는 1.50 사이에 있어야 한다. 대형과 소형 용기가 사용되며, 직경 12㎜ 이하의 펠릿은 소형 용기로 측정한다.

(가) 대형 측정 용기는 총 부피 50리터로(0.05㎥) 1리터의 편차가 허용된다. 표준용기의 치수는 내경이 360㎜ 이고 내부 높이가 491㎜이다.

(나) 소형 측정 용기는 총 부피 5리터로(0.005㎥) 0.1리터의 편차가 허용된다. 표준용기의 치수는 내경이 167㎜이고 내부 높이가 228㎜이다.

(2) 측정 용기의 정확한 부피는 물을 이용하여 0.01리터(0.00001㎥,대형 측정 용기), 0.001리터(0.000001㎥,소형 측정 용기)까지 측정한다.

(3) 측정 용기에 펠릿을 채울 때는 펠릿을 용기의 상부 테두리로부터 200-300㎜ 떨어진 곳으로부터 부어 산을 이루게 한다. 이를 150㎜의 높이로부터 평평하고 딱딱한 바닥 위에 놓여진 15㎜ 두께의 나무판 위에 수직으로 떨어뜨려 3회 다진다. 용기 위에 남는 펠릿은 50㎜ 정각재를 이용하여 제거한 후 무게를 측정한다. 대형 용기의 경우 10g까지 측정하며, 소형 용기의 경우 1g까지 측정한다.

(4) 겉보기밀도 측정 후 곧바로 함수율을 측정한다.

(5) 적어도 2회 이상 측정을 실시하여, 다음의 식을 이용해 첫째자리까지의 값을 구하여 kg/㎥단위로 표기하며, 보고를 위한 평균값은 10kg/㎥ 수준으로 반올림한다.

라. 함수율

(1) 덮개가 있는 칭량병을 105 ± 3℃에서 무게 변화가 없을 때까지 건조한 후 데시케이터에서 상온으로 냉각시킨다.

(2) 덮개를 포함하여 칭량병의 무게를 0.01g 수준 까지 측정하여 기록 한다.

(3) 펠릿을 최소 20g의 시료를 칭량병에 균일한 층이 되도록 넣은 후 덮개를 포함하여 무게를 측정한다.

(4) 덮개를 제거한 후 105 ± 3℃의 온도에서 시료를 포함한 접시의 무게 변화가 없을 때까지 건조를 수행한다. 이 때 덮개는 동일 오븐에서 건조가 되도록 한다.

(5) 오븐에서 덮개를 씌운 후, 데시케이터로 옮기고 상온까지 냉각 시킨다.

(6) 시료를 포함한 칭량병의 무게를 0.01g 수준에서 측정한다.

(7) 적어도 2회 이상 측정을 실시하여, 다음의 계산식을 이용하여 소수점 둘째자리까지의 함수율 값을 구하여 %로 표기하며, 보고를 위한 평균값은 0.1% 수준으로 반올림한다.

Mad : 습량 기준 펠릿의 함수율

m1 : 빈 칭량병 + 덮개의 무게

m2 : 건조 전 칭량병 + 덮개 + 시료의 무게

m3 : 전건 후 칭량병 + 덮개 + 시료의 무게

마. 회분

(1) 시료를 함유하지 않는 도가니를 575 ± 25℃의 온도의 회화로에서 최소 60분간 가열한다. 회화로로부터 도가니를 빼낸 다음 5 - 10 분간 냉각시키고, 흡습제가 없는 데시케이터로 옮긴 후 상온까지 냉각시킨다. 도가니의 무게가 0.1mg 수준에서 변화가 없을 때 그 중량을 기록한다.

(2) 펠릿을 1mm 금속망 체를 통과하는 크기로 잘게 부순 후 무게를 측정하기 전에 시험 시료를 조심스럽게 혼합한다. 도가니의 바닥에 최소 1g의 시료를 균일한 두께가 될 수 있도록 펼친다. 도가니의 시료의 무게를 0.1㎎ 수준에서 측정하고 기록한다. 시험 시료가 이전에 전건되었다면, 수분 흡착을 막기 위해 도가니와 시료를 105 ± 3℃에서 다시 건조한 후 무게를 정확하게 측정하여야 한다.

(3) 시험 시료를 담고 있는 도가니를 냉각된 회화로에 넣고, 다음과 같은 승온 스케쥴을 이용하여 가열한다.

(가) 회화로의 온도를 4~5℃/분의 속도로 250℃까지 승온하고, 60분간 방치한다.

(나) 회화로의 온도가 다음 60분간 575 ± 25℃가 되도록 승온하고 (5~6℃/분), 그 온도에서 최소 120분간 유지한다.

(4) 회화로에서 도가니를 제거하고, 5-10분간 대기 중에서 방치한 후, 흡습제가 없는 데시케이터에서 상온까지 냉각 시킨다. 0.1㎎ 수준에서 무게를 측정하고 기록한다.

(5) 검댕 등으로 인한 불완전연소가 의심되면,

(가) 575 ± 25℃ 회화로에서 30분 더 연소한다.

(나) 증류수 또는 질산암모늄 몇 방울을 첨가한 후 575 ± 25℃ 회화로에서 30분 더 연소한 후 무게를 측정한다.

(6) 적어도 2회 이상 측정을 실시하여, 다음의 계산식을 이용하여 소수점 둘째자리까지의 건조 중량에 대한 회분 함량의 값을 구하여 %로 표기하며, 보고를 위한 평균값은 0.1% 수준으로 반올림한다.

바. 미세분

(1) 포장된 제품으로부터 적어도 50g의 펠릿을 채취하여 0.01g 수준까지 무게를 측정한다.

(2) 펠릿을 유효면적이 250㎠ 이상인 직경 3.15㎜의 체(ISO 3310-2에 규정)에 넣고 진탕기에 장착하여 거른 후, 체에 잔류하고 있는 목재펠릿의 무게를 측정한다. 진탕시간은 체를 통과하는 미세분의 양이 분당 0.3%를 넘지 않을 때까지 지속한다.

(3) 적어도 2회 이상 측정을 실시하여, 다음의 계산식을 이용하여 소수점 둘째자리까지 측정한다. 전체 목재펠릿 무게에 대한 체를 통과한 미세분의 무게를 %로 표기하며, 보고를 위한 평균값은 0.1% 수준으로 반올림한다.

사. 내구성

(1) 미리 직경 3.15㎜의 체(ISO 3310-2에 규정)로 걸러진 목재펠릿 500 ± 50g을 0.01g 수준까지 무게를 측정하여 내구성시험기(CEN/TS 15210-1에 규정)에 넣는다. 분당 50±2 회전을 주어 500 회전 시험을 수행한다.

(2) 시험을 수행한 후에 다시 직경 3.15㎜의 체로 거른 후, 체에 잔류하고 있는 목재펠릿의 무게를 측정한다.

(3) 적어도 2회 이상 측정을 실시하여, 다음의 계산식을 이용하여 소수점 둘째자리까지 측정한다. 내구성 시험 전 체로 거른 목재펠릿 무게에 대한 내구성 시험 후 온전한 목재펠릿의 무게를 %로 표기하며, 보고를 위한 평균값은 0.1% 수준으로 반올림한다.

아. 발열량

(1) 이중 봄베형 수동 열량계 또는 자동 열량계로 시료를 연소시켜 그 동안의 온도 상승을 측정하고, 시료 1g에 대한 cal나 J(20℃)수를 구하여 발열량을 측정한다.

(2) 단위(예 18, 20, 50kg 등)별로 포장된 것을 개봉하고, 대표할 수 있는 시료를 채취하여 1㎜ 금속망 체를 통과하는 크기로 조정한 후 열량을 측정한다.

(3) 표준물질인 안식향산을 사용하여 열량을 조정한 열량계를 사용한다.

(4) 이와 같이 조정된 열량계를 사용하여 시료의 열량을 측정하고, 전건 시료의 열량을 첫째자리에서 반올림하여 표기한다.

※ 참고로 습량 기준 시료의 발열량은 다음 식을 이용하여 계산한다.

자. 유황분과 염소분

(1) 밀폐 용기 내에서 시료를 연소시킨 후 세척수를 이용하여 유황 및 염소를 수집한다.

(가) 목재펠릿 형태의 시료 1g을 취한 후 다시 적당한 압력을 주어 펠릿 형태로 제조하고 0.1㎎ 까지 무게를 측정한 다음 시료를 석영 또는 금속 도가니로 옮긴다.

(나) 연소 보조제와 면실을 이용하여 산소 하에서 시료를 완전히 연소시킨 후, 증류수를 이용하여 밀폐 용기를 세척한다. 세척수를 모으고, 이온 크로마토그래피법을 이용하여 유황 및 염소의 양을 측정한다.

(2) ICP 분석법(EN ISO 11885에 규정)을 이용하여 유황분과 염소분을 측정한다.

차. 질소분

(1) 원소분석기를 이용하여 질소분을 측정한다. 측정방법은 원소분석기 제조사의 방법을 따른다.

제6조(품질 표시 및 기재 방법) 품질 표시 및 기재방법은 별표 2와 같으며 표시위치는 소비자가 알아보기 쉽게 포장 표면에 표시한다.

 부칙 <제2009-2호, 2009.5.21>

 1. 이 목재펠릿의 규격과 품질은 고시한 날부터 시행한다.