• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.867-868
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• 2009

본 연구는 사업장에서 발생하는 폐기물의 고형연료 제조에 관한 것이다. 고형연료제품 생산을 위해 대부분의 제조 회사는 발열량이 높고, 성형하기가 쉬운 필름류 플라스틱을 많이 사용하고 있다. 이에 반해 본 연구에서는 폐합성수지, 폐지, 폐목재, 폐타이어 등 다양한 폐기물을 이용하여 고형연료 제조 가능성을 확인해 보았다.

• 한국연소학회지
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• 제4권2호
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• pp.11-22
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• 1999

Combustion characteristics of the wood chips(balsa chips) were experimentally investigated with respect to the thermal recycle system of the urban waste. The urban waste contains plastics, vegetable and wood materials. Wood was chosen as an example of the one of the component of urban dust. A small wood chip was burned in a electric furnace by the micro-electric balance. The mass reduction rate was normalized by the initial mass of test piece and the time of volatile combustion end. When the mass of the wood chips(balsa chips) was larger than 0.5g, the combustion similarity was found on the normalized mass reduction rate.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.588-598
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• 2017

현재 수송용 연료 첨가제로 유통되고 있는 바이오에탄올은 주로 옥수수와 사탕수수와 같은 식용(1세대) 바이오매스를 활용하여 생산된 것으로 농산물 가격상승 및 윤리적인 차원에서 다양한 문제점을 유발할 수 있다. 이를 해결하기 위해 비식용 자원인 목질계 바이오매스를 활용할 수 있는데, 그 예로 짚과 Bagasse (사탕수수 찌꺼기)와 같은 농업부산물과 목재가공 산업에서 발생하는 톱밥 등의 임업 부산물 등이 있다. 따라서 목질계 바이오에탄올 생산은 2세대 바이오매스의 효과적인 활용 경로가 될 수 있으며, 그 원료는 1세대 자원보다 풍부하며 저렴한 원료의 확보가 가능하다. 이러한 바이오연료를 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점으로는 화석연료와 달리 환경에 미치는 영향을 최소화하여 온실가스 감축에 기여하는 것을 들 수 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 활용을 통해 이루어질 수 있는 온실가스 감축효과와 ASEAN 국가(인도네시아, 말레이시아, 태국, 필리핀)에서 현재 시행되고 있는 재생에너지에 대한 정부 정책을 연구하였다. 이러한 네 국가에서는 바이오연료에 관한 많은 정책과 인센티브 등이 발전되어 왔으며, 이산화탄소 배출 감축 목표와 바이오연료 의무 혼합률을 점차 증가시킬 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1102-1110
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• 2008

본 연구는 폐목재 발생원별 삼성분, 발열량, 그리고 중금속 및 Cl 함량을 분석하여 폐목재 특성을 평가함으로써 향후 폐목재 등급화를 위한 품질근거 기준을 마련하는데 필요한 기초자료를 제시하고자 하였다. 임목부산물, 생활계폐목재, 건설폐목재, 그리고 사업장폐목재의 4가지로 분류한 폐목재에서 수분함량은 대부분 5$\sim$10%를 나타내었으며, 이를 수분함량을 제외한 건조기준으로 환산하였을 때 가연분함량은 95% 이상이었고, 회분함량은 5% 이하를 나타내었다. 폐목재는 수분함량이 55%로 높았던 버섯재배폐목을 제외하고는 '건설폐기물의재활용촉진에관한법률'의 고형연료제품의 품질기준 중 발열량 기준(저위발열량 $\geq$ 3,500 kcal/kg)을 만족하였다. CCA (Cr, Cu, As)로 처리된 벤치목, 폐선박, 철도침목 등 방부목에서 CCA가 매우 높게 나타나 방부목의 사용과 관리, 폐기처분에 대한 엄격한 관리가 필요한 것으로 나타났다. Cl 함량은 목재 어(魚)상자에서만 약 1.3%로 가장 높게 나타났고 나머지 폐목재 및 재활용제품에서는 0.2% 이하의 낮은 값을 보였으나 고형연료제품의 염소함량 품질기준 (건조기준 2wt.%)을 모두 만족시켰다. 발생원별 폐목재를 유해물질 함유량을 기준으로 3등급화할 경우 대부분의 폐목재가 1등급에 해당하였으며, 합판류, MDF (medium density fiber), 표면도색된 전선드럼은 2등급에 해당하였다. 3등급에 해당하는 폐목재는 벤치목, 재활용공장목재분진, 폐선박과 철도침목으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.294-301
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• 2017

본 연구에서는 유중건조 공정으로 가축분뇨 슬러지 고형 연료를 제조하기 위한 최적 조건을 선정하는 연구를 수행하였다. 연구결과물(슬러지 고형 연료)의 특성 평가를 위하여 유증 증발량 측정 실험, 슬러지 유중건조 실험, 그리고 건조 슬러지 성형 실험을 수행하였으며, 칼로리미터와 PXRF 장비를 이용하여 고형 연료의 성능을 측정하였다. 또한, 현재 시중에서 일반적으로 사용되고 있는 목재 고형 연료와 본 연구에서 개발한 슬러지 고형 연료 사이의 열량 비교 연구를 수행하였다. 실험결과에 따르면 대량생산 및 환경 친화적 측면을 함께 고려하였을 때, 30g의 슬러지를 $130^{\circ}C$의 식물성 기름으로 25분간 처리하는 것이 고형연료 생산에 가장 적합한 조건으로 나타났다. 본 연구에서 제조한 슬러지 고형 연료의 열량은 5211kcal/kg이었으며, 이는 시중에서 널리 사용되고 있는 목재 고형 연료의 열량보다 큰 값이다. 마지막으로, PXRF 측정 결과 황을 제외한 중금속은 검출되지 않았다. 그러므로 추후 산업용 제조기술로의 개발 시 황 성분 제어 공정에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권1호
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• pp.1-10
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• 2007

최근 미국 에너지 시장에서 수송용 바이오연료 생산과 바이오매스자원으로부터의 원료공급 가능성 등에 대하여 조사 연구되었다. 미국의 국가에너지정책의 1차 목표는 수입원유에 대한 의존을 줄이고 다양한 국내자원으로 에너지생산을 증가시키는 것으로 2030년에는 현재 수송용 에너지의 20%를 바이오연료로 대체할 목표이다. 정책적으로 청정공기법령(Clean Air Act), 연방청정연료(Federal Clean Fuel) 프로그램 및 American Jobs Creation Act를 통하여 바이오연료 사용을 증가시키는 노력을 하고 있다. 에너지 원료로서 산림바이오매스는 년간 3억 6800만 dry tons, 농업에서 얻어지는 원료는 현재의 BT기술을 이용한 작물품종 및 경작기술 개발, 농지사용 변화를 기반으로 했을 때 년 간 총 9억 9800만 dry tons이고 이중에서 목질계 바이오매스는 8억 1800만 dry tons이다 현재의 농업상황에서 생산되는 량의 5배에 해당하는 바이오매스 공급가능성이 예측되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.439-449
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• 2014

2012년 신재생에너지공급의무화제도 시행으로 국내 목재펠릿 수요가 급증하고 있으나, 현재 우리나라의 목재펠릿 자급률은 10% 수준에 머물러, 급증하는 수요를 충족하기 어려울 것으로 예상된다. 따라서 안정적인 공급과 가격이 보장될 수 있는 새로운 바이오매스의 발굴을 통하여 목재펠릿에 대한 폭발적인 수요를 대체하는 일은 우리뿐만 아니라 세계적으로 시급한 과제라 할 수 있다. 본 연구의 분석결과 고체 팜 바이오매스 중 대표적인 EFB (empty fruit bunch)와 MF (mesocarp fiber)의 2012년도 연간 발생량(함수율 10% 기준)이 말레이시아와 인도네시아에서 각각 약 2,800만톤과 2,000만 톤으로, 두 지역에서만 연간 총 4,800만 톤이 발생되는 것으로 추정된다. 연료적 특성에 있어서도 EFB의 발열량이 목재의 90% 수준을 상회하므로 목재펠릿을 대체할 수 있는 우수한 바이오매스 에너지자원이라 할 수 있다. 다만, 높은 회분함량으로 인하여 주택이나 온실의 난방용으로는 부적합하지만 발전용이나 산업용으로는 충분히 사용가능할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.685-686
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• 2008

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.58-67
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• 2010

본 연구에서는 국내 상용 순환유동층 보일러에서 연료로 사용하고 있는 저급 국내무연탄과 혼소용 연료로 이용할 예정인 목재펠릿의 각각의 연소 특성을 조사하기 위해 열중량 분석기(TGA)를 이용하여 비등온 실험(5, 10, 20, $30^{\circ}C/min$) 및 등온 조건으로 촤 연소 실험을 수행하였다. 목재펠릿의 경우는 승온 속도에 따라 차이가 있으나, 국내무연탄에 비해 낮은 온도인 $200{\sim}620^{\circ}C$ 사이에서 연소되었으며, 최대 반응속도를 나타내는 온도 또한 국내무연탄의 그것에 비해 매우 낮음을 알 수 있었다. 비등온 실험 결과를 Friedman 방법으로 해석한 결과, 무게감량이 가장 큰 2차 구간에서의 목재펠릿 및 국내무연탄의 활성화에너지는 44.12, 21.45 kcal/mol이었으며, 반응차수 및 빈도인자는 각각 5.153, 0.7453 및 $4.01{\times}10^{16}$, $1.39{\times}10^6(s^{-1})$임을 확인할 수 있었다. 또한 등온 조건으로 촤 연소 실험 결과, 화학반응 율속단계에서의 목재펠릿 및 국내무연탄의 활성화에너지는 각각 27.5, 51.2 kcal/mol이었으며, 빈도인자는 각각 $2.55{\times}10^{12}$, $1.49{\times}10^{10}(s^{-1})$임을 확인할 수 있었다. 국내무연탄에 비해 목재펠릿이 낮은 온도에서 연소 반응이 시작이 되고 반응차수 및 빈도인자가 높아 반응속도를 빠를 것으로 판단되어 혼소 시 연소 제어가 잘 이루어질 경우, 연소로 내의 연소 분위기가 향상될 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.475-489
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• 2013

본 연구는 낙엽송과 백합나무 톱밥을 이용한 펠릿의 제조 과정에서 바인더로 일정량의 유채박, 커피부산물, 수피, 솔방울, 리그닌 분말을 첨가하여 바인더의 종류 및 첨가량이 내구성을 포함한 펠릿의 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 바인더와 함께 제조한 펠릿의 품질은 국립산림과학원에서 고시한 목재 펠릿 품질 규격 1등급 기준을 대부분 상회하였으며, 일부 과다한 양의 바인더를 첨가하여 제조한 펠릿에서만 높은 회분 함량으로 2~3등급 기준을 만족하는 것으로 조사되었다. 바인더 종류 및 첨가량에 따른 펠릿의 내구성은 리그닌, 유채박 그리고 커피부산물을 첨가하여 제조한 펠릿에서 우수하였으며, 백합나무 펠릿은 첨가량의 증가와 함께 내구성도 향상되었다. 한편 낙엽송 펠릿의 경우 첨가량의 증가에 따른 내구성 향상 효과는 크지 않았으며, 수피와 솔방울을 바인더로 사용하였을 때 첨가량의 증가와 함께 내구성이 감소하였다. 제조된 펠릿의 광학/전자현미경 관찰을 통하여 바인더의 종류에 따른 차이를 명확하게 확인할 수 없었으나, 첨가량에 따른 차이는 명확하게 관찰할 수 있었다. 결과를 종합하면, 바인더의 첨가는 목재 펠릿의 품질 향상에 대부분의 항목에서 기여하였으며, 특히 커피부산물을 바인더로 사용하여 제조한 펠릿의 경우 모든 품질에서 뚜렷한 향상을 확인할 수 있었다. 향후 저렴한 바인더의 안정적인 확보가 이루어진다면 바인더의 첨가로 인하여 연료적 품질이 향상된 목재 펠릿의 상용화가 가능할 것으로 확신한다.