Steam gasification of waste tire pyrolysis oil (WTPO) was investigated using a multi-stage downdraft gasification system to evaluate producer gas composition and tar formation behavior. WTPO was produced in a bench-scale continuous reactor and supplied as a liquid feedstock to improve feeding stability compared with solid waste tires. Steam gasification experiments were conducted at temperatures of 870 and 920 °C with steam-to-carbon (S/C) ratios of 1-5, and the effect of activated carbon applied in the secondary reactor was examined. The hydrogen content of the produced gas ranged from approximately 33 to 79 vol% depending on the operating conditions. Increasing the reaction temperature enhanced hydrogen production and reduced methane content due to promoted steam reforming reactions. When activated carbon was applied, the hydrogen content reached 78-79 vol% and above C₂ hydrocarbons were almost completely eliminated. The tar content in the producer gas varied from 15 to 1,071 mg/Nm³. Higher reaction temperatures reduced tar formation, whereas excessive steam supply increased tar content. In contrast, activated carbon significantly reduced tar content to below 12-13 mg/Nm³.

본 연구에서는 다단 다운드래프트 가스화 시스템을 이용하여 폐타이어 열분해 오일(WTPO)의 스팀 가스화 특성을 평가하고, 운전 조건에 따른 프로듀서 가스 조성과 타르 생성 거동을 분석하였다. WTPO는 bench-scale 유동층 반응기에서 생산된 액상 원료로, 고체 폐타이어 대비 공급 안정성이 우수하다. 스팀 가스화 실험은 870 및 920 °C에서 수행하였으며, 스팀/탄소 비(S/C ratio)는 1-5 범위로 변화시켰고, 2차 반응기에 활성탄을 적용한 조건도 함께 검토하였다. 프로듀서 가스 조성 중 수소 함량은 조건에 따라 약 33-79 vol% 범위로 나타났다. 가스 내 타르 함량은 15-1071 mg/Nm³ 범위로 나타났으며, 활성탄 적용 시 수소 함량은 78-79 vol%로 증가하였고, C₂ 이상 탄화수소들은 대부분 제거되었다. 타르 함량은 약 12-13 mg/Nm³ 이하로 효과적으로 저감되었다. 본 연구 결과는 WTPO 기반 스팀 가스화 공정에서 다단 시스템과 활성탄 적용이 수소 함량이 높은 청정 가스 생산과 타르 저감에 효과적임을 보여준다.

Keywords: waste tire pyrolysis oil, steam gasification, hydrogen-rich gas, two-stage gasification system, activated carbon.