• 한국산림과학회지
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• 제110권2호
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• pp.217-232
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• 2021

본 연구는 목재수확방법에 따른 단목수확시스템과 전목수확시스템으로 구분하여 벌채부산물 수집 및 가공작업의 생산성과 비용을 산출하고, 생산된 목재칩의 연료 특성을 비교 분석하여 목재칩 등급을 분류하고 에너지 시설에 연료 조건이 적합한지를 검토하였다. 벌채부산물 목재칩의 시스템 생산성 및 총 비용은 단목이 1.6 Gwt/SMH, 89,865 won/Gwt이었고, 전목은 2.9 Gwt/SMH, 72,974 won/Gwt로 단목에 비해 목재칩 생산성이 1.3배 높았고, 비용은 18.7% 절감되었다. 벌채 부산물 목재칩은 국제표준과 국내기준으로 단목의 목재칩은 등급에 적합하지 않았지만 선별처리를 통해 품질이 A2와 2급으로 향상되었다. 전목은 선별전 목재칩이 국내기준 2급이었으나 국제표준에 적합하지 않았고, 선별처리를 통해 A2 등급으로 향상 되었다. 또한 에너지 시설을 대상으로 Plant A는 단목의 선별전을 제외한 모든 목재칩이 건조처리를 통해 이용가능하였고, 전목 선별전 목재칩이 99,408 won/Gwt으로 가장 비용이 낮았다. 별도의 건조처리가 요구되지 않은 Plant B, C, D는 전목 선별전 목재칩이 57,204 won/Gwt으로 가장 비용이 낮았다. 따라서 벌채부산물을 이용하기 위해 전목수확시스템의 적용과 목재칩 품질 향상을 통해 에너지 이용시설에 적합한 목재칩을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.336-345
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• 2011

우리나라는 산림총면적이 전 국토의 64.2%로 목재자원은 지속적으로 생산가능한 중요한 자원이지만 현재 재활용 가능한 폐목재가 분리, 수거되지 않고, 불법매립 및 소각 처리되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폐목재에 바이오매스자원인 왕겨와 저품위 무연탄을 혼합 압축하여 고형연료를 제조하였으며, 고형연료 제조 시 바인더와 첨가제의 바인딩효과를 분석하였다. 이때, 고형연료의 물리, 화학적 특성을 분석하였으며, 연료기준치와의 비교를 통해 적합성을 판단하였다. 실험결과 무연탄 20%, 왕겨 10%에서 최적의 밀도를 보였으며, P.V.A. (Polyvinyl alcohol), 구아검, 당밀 20 wt.%, 전분 10 wt.% 첨가 시 가장 우수한 것으로 나타났다. 대부분의 샘플이 연료 품질기준 4등급인 저위발열량 3,500 kcal/kg을 만족하는 것으로 나타났으며, 아스팔트 첨가 시 12.9%의 내구성 향상이 나타났고, NaOH 5% 쌀겨 첨가 시 최대 5.8%의 내구성이 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회:학술대회논문집
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• 한국농림기상학회 2005년도 추계 학술발표논문집
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• pp.152-158
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• 2005

• 대한토목학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.315-320
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• 2020

목재 부산물 등을 활용하여 제조되는 목재펠릿(pellet)은 가공되는 방식과 추가되는 부산물의 종류, 목재펠릿난로의 종류에 따라 완전연소가 아닌 불완전연소가 일어나는 경우가 있다. 이에 본 연구에서는 불완전연소로 인한 환경오염과 에너지 낭비를 줄이기 위해 목재펠릿난로 연소 작용의 핵심부인 연소기를 개발하였다. 현재 시중에서 유통되고 있는 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하고 있는 연소기의 한계점을 넘기 위해 다층구조(Multi Layer)방식이라 명명하는 새로운 구조의 연소기 방식을 창안하고, CAD (Computer Aided Design) program으로 설계 후 3D 프린터를 활용하여 실현 가능성을 검증하였다. 검증된 데이터를 바탕으로 다층구조(Mulit Layer)방식의 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하는 연소기의 시제품(Prototype)을 설계, 제작하여 실험을 진행하였다. 실험의 신뢰도를 위해 동일한 날짜, 장소, 연료를 사용하여 현재 시중에서 유통되어 판매되고 있는 목재펠릿난로의 연소기와 본 연구에서 개발한 목재펠릿난로의 연소기를 비교실험하였다. 실험의 결과로 환경적인 측면에서 일산화탄소(Carbon Monoxide) 배출량의 감소를 확인하였고, 에너지 효율면에서 상대적으로 높은 열효율 결과를 도출하여 긍정적인 결과를 나타냈다.

• 임산에너지
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• 제18권1호
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• pp.37-45
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• 1999

온실효과는 이산화탄소의 과다방출로 인해 가장 심각한 환경문제가 되었다. 온실효과는 산림에서의 벌채, 특히 경작지를 위해 열대림지역이 파괴됨으로 인해 더욱 악화되고 있다. 나무는 대기중에서 이산화탄소를 흡수하므로 숲과 임산물은 이산화탄소를 이용하고 방출량을 줄이는데 큰 역할을 담당한다. 목재와 목제품은 철강, 알루미늄, 콘크리트와 같은 대체재료에 비해 제조에너지가 적게든다. 화석연료가의 높은 비용의 가능성이라는 관점에서 볼 때 목재가공에 있어서의 낮은 에너지소모량은 매우 중요하다. 또한 목재와 목제품은 탄소저장고로서의 역할을 한다. 따라서 목재는 환경적으로 바람직한 좋은 재료이다. 최근 산업용 재료의 사용에 있어서 목재와 다른 대체재에 관한 많은 논의가 진행되고 있다. 재료 선정은 누구나 할 수 있지만 선정시 다양한 측면을 고려하여야 한다. 앞서 언급하였듯이 목재는 환경적으로, 에너지 소모적인 면에서 우수한 재료이다. 그러므로 목재는 다른 대체재보다 환경에 미치는 영향이 적은 재료이다. 우리는 목재를 보다 효율적으로 이용하고 목재자원은 지속가능한 산림에서 제공되어야 할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.246.2-246.2
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• 2010

본 연구는 저탄소 녹색성장의 국가 정책에 맞추어 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물인 주박(酒粕, 술지게미)을 펠릿화(pellet) 하는 것이 목적이다. 주류 제조과정에서 발생하는 주박을 100g당 물 100ml 비율로 섞어 충분히 반죽 후 녹즙기로 압축 성형화 하는 과정을 대신 하여 주박을 뽑았다. 이 주박을 온열 건조기에서 20시간이상 건조 시키면 완성이 된다. 주박펠릿은 폐기물을 재활용한 것이기 때문에 열량-가격대비를 비교해 보았을 때 등유 8950kcal-1000원/L, 경유 9050kcal-1433원/L, 면세경유 9050kcal-821/L, 우드 1812kcal-400원/kg, 주박 1989kcal-200원/kg으로 훨씬 저렴하며 열량도 높다. 주류업체에서 주박을 폐기물 처리하므로 가격 책정은 어렵다. $CO_2$ 발생량도 적어 온실가스를 절감시킬 수 있는 친환경적인 청정연료이다. 또한 연료로서 운송, 저장 및 보관이 편리하다. 주류업체도 주박 처리로 인해 연간 12억 정도 사용된다. 폐기물을 에너지화 함으로써 타 신재생에너지에 비해 초기 투자 비용이나 연료비가 저렴하다. 그리고 태우고 남은 회분은 토양개량제로 다시 재활용 되기 때문에 무해백익하다. 현재 폐목재를 사용한 우드펠릿은 원료를 수입해야 한다는 점과 삼림자원의 부족시 문제가 발생할 수 있다. 그리고 폐목재를 분쇄한 후 가공 및 성형을 해야 하기 때문에 주박이 효율성이 좋다. 현재 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 석유나 화석연료의 매장량이 고갈 되어가고 있다. 하지만 주박은 술이 사라지지 않는 한 계속적으로 발생하기 때문에 무궁무진하게 사용이 가능하다. 또한 주류 제조시 발생하는 주박은 바로 성형 및 가공이 용이하다. 현재 주박으로 만든 펠릿은 전 세계적으로 전무하다. 막걸리 및 전통술의 특화사업으로 주박량은 더욱 증가하고 있다. 더욱이 2012년부터 해양 투기 금지로 주박 폐기물 처리가 힘들어진다. 주박 폐기물을 펠릿화해서 에너지원으로 사용하면 해결이 된다. 주박의 에너화를 통해 재생산의 열원으로 사용되고 펠릿을 연료원과 더불어 기계적인 시스템을 개발한다면 저탄소 녹색성장인 국가 정책과 부합된 미래형 에너지가 될 것이다.

• 유기물자원화
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• 제27권4호
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• pp.83-90
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• 2019

본 연구에서는 중유회의 고형연료로써 활용 가능성을 평가하기 위해 첨가제별 성형 특성과 조성을 분석하고, 제조한 SRF(Solid Refuse Fuel)의 발열량을 비교하였다. SRF 성형을 위해 함께 첨가한 첨가제는 귤박, 폐목재, 석탄이었으며, 함수율 30%를 기준으로 각각의 첨가제를 혼합하여 압출방법을 통해 펠렛 형태로 제조하였다. 실험결과, SRF의 성형성은 중유회와 석탄 또는 귤박을 혼합한 조건에서 우수하였으며, 발열량은 석탄을 혼합한 SRF가 4,274 kcal/kg 으로 가장 높았다. 따라서 중유회를 활용한 고형연료의 합성 조건은 20 wt%의 석탄을 혼합하여 함수율 30%로 제어하였을 때, 높은 성형성과 발열량의 향상을 나타내는 것을 확인하였다. 이 결과로부터 J 화력발전소의 중유회를 활용하여 첨가제(귤박, 폐목재, 석탄)를 일정 비율로 주입하였을 때 고형연료의 제조 가능성을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권6호
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• pp.54-59
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• 2009

RDF 생산 기술은 국내 실정에 맞는 제조 설비로 자체 생산할 수 있는 단계이지만, 사업장 가연성 폐기물에 대한 연료화 설비가 구축된 사례는 드물다. 본 연구에서는 사업장 가연성 폐기물을 대상으로 한 RPF(Refuse Plastic Fuel) 제조 공정의 고형연료 제조 가능성에 대해 검토하였다. 고형연료는 폐합성수지, 폐지 및 폐목재의 지역별 폐기물 발생비율 기준으로 제조되었으며, 제조된 RPF의 물리적 특성을 조사하였다. 대경(대구, 경북)지역을 기준으로 제조된 RPF의 발열량이 가장 높게 나타났으며, 폐지와 폐목재의 첨가량이 늘어날수록 발열량은 감소하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권6호
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• pp.799-805
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• 2009

산림바이오매스 자원의 소규모 난방에너지 이용을 위한 시스템 구축에 있어 목재칩의 연료 활용을 목적으로 목재칩 연료 생산단계에서의 비용분석과 에너지수지를 분석을 통해 산림바이오매스 자원의 에너지 이용 가능성을 검토하였다. 집재기계와 경사도별로 구분되어진 목재칩 생산 시스템에서 1 kg의 칩을 생산하기 위해 소요되는 총 생산비용은 195.45~210.54원/kg으로 산출되었으며, 에너지 투입률(%)분석에서는 26.58~27.38%의 에너지 투입률을 나타내었다. 경사도에 따른 에너지 투입률의 변화는 크지 않았으며, 생산비용의 경우와는 달리 타워야더 시스템인 시나리오 B가 트랙터 집재 시스템인 시나리오 A보다 에너지 투입률이 낮은 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.115-115
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• 2013

최근의 분진폭발은 플라스틱, 의약품, 목재, 곡물 저장고, 고체연료, 화학제품 제조공정 등을 포함하여 성형 및 가공 공정 등에서 화재폭발사고가 발생되고 있다. 폐목재를 재활용하여 PB(Particle board)를 생산하는 국내 제조사업장에서는 화재폭발 사고가 빈번히 발생하고 있어 예방대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 폐목재 제조공정의 사고예방과 목재분진 취급공정에 대한 안전대책 등을 제시하기 위하여 사고원인 물질인 폐목재 부유분진의 폭발특성실험을 실시하고 실험결과를 검토하였다. 또한 폐목재 분진의 화재폭발위험성을 상세히 평가하기 위하여 해당 물질의 자연발화점, 축열저장시험, 및 최소점화에너지 등의 화재폭발위험특성값을 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 사용한 폐목재 시료의 비구형 입자형태를 가지는데 입도분석기의 측정 결과 평균 입경은 $15.96{\mu}m$로 조사되었다. 또한 목재 분진의 함수율은 3.88%이며 중금속함유량은 1.73%이다. 자연발화점 측정결과 $225.5^{\circ}C$로서 비교적 낮게 측정되었고 퇴적분진에 대한 화재의 위험성은 높게 나타났다. 반면에 축열저장시험 결과를 통하여 공정관리 온도 및 보관온도를 $150^{\circ}C$ 이하로 관리하면 축열에 의한 자기분해 위험성은 낮은 것으로 판단되었다. 그러므로 축열에 의한 화재폭발 등의 위험성은 낮은 것으로 사료 된다. 최대폭발압력($P_{max}$)은 8.7 bar이며 폭발하한농도 (LEL)는 $60g/m^3$으로 나타났다. 부유분진의 폭발특성실험 결과 분진폭발지수(Kst)는 폭발등급 St 1 (0$bar{\cdot}m/s$)으로 나타났으며 폭발에 의한 위험성이 약한 분진으로 판정되었다. 최소점화에너지(MIE)는 10mJ < MIE <30mJ의 범위로 측정되었으며, 계산에 의해 추정된 최소점화 에너지(Es) 값은 14 mJ로서 일반적인 발화감도(Normal ignition sensitive)로 분류되었다. 이는 실질적인 점화원만 제거하여도 분진폭발을 예방할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 분진 폭발사고를 예방을 위하여 MIE값이 공정운전온도 $100^{\circ}C$ 초과 시에 급격히 낮아질 수 있으므로 운전 온도 설정에 있어서 주의가 필요하다.