• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권4호
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• pp.248-252
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• 2008

An experiment was conducted in order to investigate gasification characteristics of rice husks in a fixed bed, which was a pre-step to design a continuous gasification system. Two air supply levels for gasification were chosen and their effects on the producer gas amount and producer gas composition were discussed. The main components of the producer gas were CO, $CO_2$, $O_2$, $H_2$ and THC (Total HydroCarbon). As airflow rate decreased, more producer gas was produced. The peak amount of CO, $H_2$ and THC were 28%, 7.5% and 0.68% in volume when constant airflow rate of $3.36\;m^3/s$ was used in the batch operation. About 4.5 kg of ash (9%) and condensed water including tars of 6 kg (11%) were produced from 50 kg rice husks in the gasification. Excluding the byproducts, all rice husks seemed to be transformed into producer gas. This gasification study was conducted prior to developing a continuous gasification system for biomass including agricultural byproducts.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.72-79
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• 2014

본 연구에서는 갈탄에 폐촉매(I, II, III) 및 $K_2CO_3$를 이용한 $CO_2$ 가스화의 반응속도상수 및 활성화 에너지를 조사하였다. 가스화 실험은 1 wt%, 5 wt%, 10 wt%의 촉매를 물리적으로 혼합한 갈탄을 열중량분석(Thermogravity analysis, TGA)을 이용하여 가스화 온도 $800^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $900^{\circ}C$ 범위에서 수행하였다. 실험 데이터를 세 가지 반응속도 모델(volumetric reaction model, VRM; shrinking core model, SCM; modified volumetric reaction model, MVRM)에 적용한 결과 MVRM이 가장 적합하였다. 가스화 속도는 온도가 높아짐에 따라 증가하는 것으로 관찰되었으며, 모든 실험 온도에서 폐촉매를 이용한 가스화 반응의 활성화 에너지는 촉매를 혼합하지 않은 갈탄 보다 낮게 나타났다. 특히, 폐촉매 III 10 wt%의 경우 활성화 에너지가 92.37 kJ/mol로 가장 낮게 얻어졌다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.312-318
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• 2011

촉매를 이용한 $CO_2$-석탄 가스화의 kinetic 및 촉매 활성에 대해 조사하였다. 석탄에 촉매로 $K_2CO_3$와 $Mn(NO_3)_2$, $Ce(NO_3)_3$를 진공증발기를 이용하여 담지하였다. 가스화 실험은 5 wt%의 촉매를 담지한 저급석탄을 TGA를 사용하여 온도 $700{\sim}900^{\circ}C$범위에서 $N_2$와 $CO_2$ 반응가스로 진행하였다. TGA 실험 결과 $900^{\circ}C$에서 모든 촉매의 종류에 관계없이 저급석탄은 탄소 전환율 100%에 도달하였으며 촉매 가스화속도는 5 wt% $K_2CO_3$ > 5 wt% $Mn(NO_3)_2$ > 5 wt% $Ce(NO_3)_3$ > Non-catalyst 순으로 나타났다. 가스화 속도는 온도가 증가함에 따라 증가하는 것을 관찰하였으며 5 wt% $K_2CO_3$의 경우 가스화반응 활성화 에너지가 119.0 kJ/mol로 가장 낮게 얻어졌다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.64-71
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• 2014

열중량분석기를 이용하여 이산화탄소 분위기에서 알칼리계 염류가 에코(Eco)탄의 가스화 반응에 미치는 영향을 알아보았다. $750{\sim}900^{\circ}C$에서 탄산칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼슘, 백운석(Dolomite) 7 wt%의 알칼리염을 첨가한 것과 원탄을 이용하여 실험을 진행하였다. $850^{\circ}C$에서의 가스화 결과, 이산화탄소의 농도가 증가할수록 반응속도가 증가하는 경향을 관찰하였다. 그러나 70% 이상의 농도에서는 반응속도의 증가량이 크게 증가하지 않음을 관찰하였다. 가스화 반응속도는 7 wt% 탄산나트륨 > 7 wt% 탄산칼륨 > 원탄> 7 wt% 백운석 > 7 wt% 탄산칼슘 순으로 나타났다. $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $850^{\circ}C$ 그리고 $900^{\circ}C$의 등온, 상압조건에서 가스화 실험 결과, 온도가 증가할수록 반응속도가 증가함을 관찰하였다. 차(char)-이산화탄소 가스화 반응의 기-고체 모델은 volumetric reaction model (VRM)이 탄소 전환율 거동을 가장 잘 묘사했다. 이를 이용하여 얻은 탄산나트륨의 활성화 에너지는 83 kJ/mol로 가장 낮게 얻어졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.653-662
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• 2015

일반적으로 가스화는 고온($1300{\sim}1400^{\circ}C$), 고압(30~40 bar)에서 공정이 가동되나 이를 유지하기 위해 과도한 에너지가 사용된다. 본 연구에서는 공정 온도를 줄이기 위해 알칼리 촉매 중 $K_2CO_3$과 $Na_2CO_3$을 저등급의 사이프러스(Cyprus) 탄에 첨가하였고, 이산화탄소 분위기에서 가스화시켰을 때 나타나는 반응특성을 연구하였다. 열중량분석기를 활용하여 촉매의 함량, 촉매의 종류, 온도를 변수로서 가스화 공정조건을 결정하였다. 고체상 물리적 혼합법으로 촉매를 도입 시, 7 wt%의 $Na_2CO_3$가 첨가된 시료가 원탄보다 높은 활성을 보였다. 탄소전환율 거동을 예측하기 위해 시료별로 반응모델을 적용해본 결과, volumetric reaction model(VRM)이 탄소전환율 거동을 가장 잘 묘사하였다. 7 wt%의 $Na_2CO_3$을 첨가한 사이프러스 탄의 활성화 에너지는 63 kJ/mol로 원탄보다 낮으며, 이는 이산화탄소 분위기에서 석탄가스화의 반응성을 향상시킨다는 것을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.544-552
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• 2014

본 연구는 인도네시아 갈탄인 로토(Roto) 탄의 촤(char)-$CO_2$ 촉매가스화 kinetic 분석을 열중량분석기(thermogravimetric analysis, TGA)를 이용하여 수행하였다. 촉매는 $Na_2CO_3$, $K_2CO_3$, $CaCO_3$ 및 천연광물 촉매로 dolomite을 선정하였으며, 석탄과 촉매의 물리적 혼합을 통하여 촤를 제조하였다. 촤-$CO_2$ 촉매가스화반응은 $850^{\circ}C$에서 $CO_2$ 농도가 60 vol%, 촉매 함량은 $Na_2CO_3$를 7 wt% 혼합할 때 가장 빠른 탄소전환율을 보여주었다. $750{\sim}900^{\circ}C$ 등온조건에서 촤-$CO_2$ 촉매 가스화 반응결과, 온도가 증가할수록 탄소전환율 속도가 빨라졌으며, 기-고체 반응모델 shrinking core model(SCM), volumetric reaction model(VRM), modified volumetric reaction model(MVRM)을 실험결과에 적용하였을 때, MVRM 이 로토 탄의 가스화반응 거동을 잘 예측하였다. 특히 Arrhenius plot을 통한 활성화에너지는 $Na_2CO_3$와 $K_2CO_3$를 혼합한 촤의 활성화에너지가 각각 67.03~77.09 kJ/mol, 53.14~67.99 kJ/mol으로 우수한 촉매 활성을 보여주었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.75-78
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• 2006

With the increasing environmental consideration and stricter regulations waste gasification is considered to be more attractive technology than conventional incineration for energy recovery as well as material recycling. The experiment for combustible waste was performed In the fixed bed gasifier to investigate the gasification behavior with the operating conditions in a 5ton/day fixed bed gasifier The experiments of operation with 10-50 hours were carried out to determine the effects of bed temperature and oxygen/waste rat io on the syngas composition, calorific value and carbon conversion. The calorific values of the produced syngas decreased with an Increase of bed temperature because combust ion reaet ion more act ively happened. The syngas composition of wood waste gasification is CO: 34.4%, $H_2: 10.7%,\;CH_4: 6.0%,\;CO_2: 48.9%$ and that of RPF is CO: 33.9%, $H_2: 26.1%,\;CH_4: 10.7%,\;CO_2: 29.2%$. The average calorific values of produced gas were about $1,933kcal/Nm^3,\;2,863kcal/Nm^3$, respectively

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.206-213
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• 2001

가압분류층반응기(PDTF)를 이용하여 가압하에서 인도네시아 아역청탄촤의 $CO_2$, 가스화 반응성을 연구하였다. 가스화온도(900~140$0^{\circ}C$), 이산화탄소분압 (0.1-0.5MPa) 및 시스템전압(0.5, 0.7, 1.0 및 1.5MPa)이 촤-$CO_2$반응율에 미치는 영향을 결정하였다. 동일한 $CO_2$, 분압과 온도조건하에서도 가스화반응속도(gasification rate)는 시스템전압에 따라 영향을 받는 것이 발견되었다. 시스템압력이 변화하는 조건하에서의 가스화반응속도을 모사하기 위하여 n차반응속토식 R=k$P^{n}$ $_{gas}$에 시스템전압항을 추가하여 R=k$P^{n}$ $_{gas}$ $P^{m}$ $_{total}$ 으로 수정하였다. 고온가압하에서의 인도네시아 아역청탄촤-$CO_2$ 가스화반응율은 dX/dt=(174.1)exp(-71.5/RT) ( $P_{CO2}$)$^{0.40}$( $P_{total}$ )$^{0.65}$(1-X)$^{2}$ 3/로 표현할 수 있을 것이다.것이다.것이다.다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제14권2호
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• pp.21-28
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• 1986

목질물질(木質物質)인 톱밥, 볏짚 그리고 왕겨를 열분해(熱分解)하여 기상물질(氣相物質)을 합성(合成)하기 위해, 석영으로 설계 제작된 반응탑(反應塔)을 사용하였다. 최초의 반응온도 350$^{\circ}C$로부터 열분해(熱分解)와 gasification 반응(反應)이 완결된다고 예상되는 550$^{\circ}C$까지 가열하였다. 촉매가 반응온도에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 $K_2CO_3$와 $Na_2CO_3$를 촉매로 사용하였다. 합성(合成) gas chromatograph와 mass spectrometer에 의해 CO, $CO_2$, $CH_4$ 그리고 $CH_3CHO$등인 것으로 판명되었다. 합성(合成) gas의 수율(收率)과 조성(組成)은 반응온도(反應溫度)와 이 반응에 사용되는 촉매에 달려있지만, 톱밥을 시료(試料)로 반응온도 550$^{\circ}C$, $K_2CO_3$를 촉매로 사용한 반응(反應)에서 생성되는 gas 체적(體積)은 1,800$m{\ell}$/g 톱밥에 달한다.

• 신재생에너지
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• 제3권4호
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• pp.90-97
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• 2007

Gasification has been regarded as a very important technology to decrease environmental pollution and to obtain higher efficiency. The coal gasification process converts carbon containing coal into a syngas, composed primarily of CO and $H_2$. And the coal syngas can be used as a source for power generation or chemical material production. This paper illustrates the opeartion characteristics and results of pilot-scale coal syngas production facilities. The entrained-bed pilot scale coal gasifier was operated normally in the temperature range of $1,300{\sim}1,400^{\circ}C,\;2{\sim}3kg/cm^2$ pressure. And Indonesian KPC coal produced syngas that has a composition of $46{\sim}54%\;CO,\;20{\sim}26%\;H_2,\;and\;5{\sim}8%\;CO_2$.