• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.575-578
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• 2007

축산폐기물중 바이오가스 생산량이 많을 것으로 여겨지는 돈분(슬러리 돈사의 경우 분과 뇨)과 우분을 대상으로 BMP 방법에 의하여 바이오가스 생산량을 알아보았다. 실험결과 메탄가스 생산량은 슬러리식 돈사 돈분뇨가 가장 많은 330-402ml/gVS, 다음으로 재래식 돈사 돈분이 316-349ml/gVS, 그리고 스크래퍼식 돈사 돈분은 244-281ml/gVS를 보여 에너지 이용측면에서 볼 때 슬러리식 돈사 돈분뇨를 우선적으로 바이오가스화하여 이용하는 방안을 고려해야할 것으로 판단되었다. 우분의 경우 137ml/gVS로 매우 적은 메탄가스 생산량을 보임으로써, 바이오가스화보다는 톼비화와 같은 다른 처리방법을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.51 no.2
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• pp.1-6
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• 2009

Acetogen과 같은 일부 혐기성미생물은 소위 acetyl-CoA 경로에 의해 아세트산, 에탄올, 그리고 몇 가지 생화학 물질을 생산한다. 이 경로에서는 일산화탄소를 기질로 이용할 수 있다. 일산화탄소 이외에 수소가 이용될 수 있다. 즉 이들 미생물은 독립영양생물로서 이산화탄소와 태양광에너지를 이용하는 녹색식물과 비유될 수 있으며, 일산화탄소는 탄소원으로서 동시에 에너지원으로서 이용된다. 본 연구에서는 혐기성 소화액 중 아세트산을 생성하는 미생물이 존재한다고 가정하고, 일산화탄소와 수소가 주 가연성분인 합성가스를 공급하면 추가의 메탄이 생성가능성을 평가하였다. 혐기성 소화과정에서 발생되는 메탄은 주로 아세트산으로부터 만들어지므로 일산화탄소를 공급하는 경우 추가로 메탄이 생성될 것으로 추측할 수 있기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 현재 운영중인 바이오가스 생산 설비로부터 얻은 혐기성 소화액을 생물반응조에 넣은 후, 합성가스를 순환-공급하여 가스 생산량의 변화 및 조성을 분석하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 일산화탄소만을 공급했을 때에는 이산화탄소의 생성으로 가스 생산량이 증가하였으나, 수소가 포함된 합성가스를 공급하였을 때에는 이산화탄소가 탄소원이로 소비되어 가스 저장도 내의 가스량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 가스화공정에 으해 얻어지는 합성가스는 온도와 가스 조성을 고러할 때, 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화조와 연계하면 소화조의 가온에 필요한 열을 공급할 수 있고 바이오가스 중 이산화탄소 농도를 낮추어 발열량을 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• 농업기술회보
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• v.46 no.6
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• pp.20-21
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• 2009

대체에너지 바이오연료 "유채" 최근 온실가스의 대량배출로 인한 지국온난화 문제해결과 더불어 고유가 시대의 대체에너지로 부상하고 있는 바이오연료(바이오디젤를 생산할 수 있는 유채에 대한 관심이 높아지고 있다. 유채는 동계작물로 종자의 약 40~45%가 기름성분이며, 지방산 중 올레인산이 많이 함유되어 바이오디젤 생산에 적합한 식물로 겨울철 유휴농지를 활용하여 재배하면 농가소득과 더불어 농촌경제 및 관련 산업의 활성화에도 도움이 될 것이다. 유채는 파종시기와 방법 및 파종 후 관리여부에 따라 생산량의 차이가 심하므로 생산량의 증대를 위해서는 파종시기의 재배법을 잘 숙지하여 재배한다.

• Journal of the KSME
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• v.50 no.9
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• pp.39-42
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• 2010

바이오가스는 세계적으로 풍부한 바이오매스 자원에서 발생하고 지구온난화 문제에 대응할 수 있는 탄소중립 청정에너지원이다. 이 글에서는 유럽의 바이오가스 생산 및 시작동향 중에서도 EU 생산량의 35%를 차지하는 독일의 현황에 대해 살펴보고자 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.23 no.6
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• pp.594-598
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• 2012

In the present study, biogas was produced from the anaerobic digestion of marine macroalgae (Laminaria japonica) biomass. The optimal anaerobic condition for producing the sludge was the freeze treatment at $-70^{\circ}C$ for 20 min. Total amounts of hydrogen and methane gas produced were 667.28 mL/L and 3420.24 mL/L, respectively, which were 2.7 and 3.4 times greater than that in the control group. Freeze treatment of sludge produced the maximum biogas under an initial optimum pH of 7.0 and the maximum biomass at an initial optimum pH of 8.0. We confirmed that biogas production was greatly reduced under acidic conditions compared to that under alkaline conditions. Sludge was freeze treated, and the biomass and sludge production was optimal the total amounts of hydrogen and methane gas produced were 643.73 mL/L and 4291.6 mL/L, respectively, which were 2.6 and 4.3 times greater than in the control group. Also the results showed that under optimal conditions in a 5-L bioreactor, a maximum of 1605.03 mL/L of hydrogen and 4593.71 mL/L of methane gas could be produced by the substrate contained in the marine macroalgae biomass.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.18 no.3
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• pp.50-59
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• 2010

A pilot-scale test for production of biogas was conducted in an specially designed anaerobic digester (KH-ABC) in which the highly concentrated organic waste (food-waste and piggery-manure) was treated. The effect of inhibitive material to the reaction on anaerobic digestion and the feasibility of digested fluid for the liquefied fertilizer were investigated. The production rate of biogas, the concentration of methane($CH_4$) in biogas, and the digesting rate of volatile solid(VS) were analyzed in the variance of the operating conditions ; the influent rate, the mixture ratio of food waste and piggery manure, and the hydraulic retention time(HRT), etc. The production rate of biogas increased from 1.2 to $2.0kg-VS/m^3{\cdot}d$ with the organic loading rate(OLR). The most suitable operating conditions were recorded at $6m^3/day$ of an influent rate, 2:3 of the raw material mixture ratio(food waste : piggery manure) and 25 days of HRT, respectively. Under those conditions, the production rate of biogas, the concentration of methane($CH_4$) in biogas and the digesting rate of volatile solid(VS) were $220m^3/day$, 64%, and 70%, respectively. The concentration of inhibitive materials was below toxic standard and the anaerobic digested fluid(raw material mixture ratio of 3:7) could meet the condition of the liquefied fertilizer.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.23 no.2
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• pp.61-67
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• 2019

Korea is natural gas importer which imports a lot quantities which 20% of the volume of US exports in 2018. Biogas which can satisfy gas demand and respond effectively to climate change, will be an alternative. However, only 20% of biogas production is sold, which is also not efficient and difficult to use. The purpose of this study develops an optimal purification system for supplying biogas as city gas. We develope an optimal system by analyzing biogas for system selection, finding cases for system design, developing scenario, and developing a cost - benefit tool.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.246.1-246.1
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• 2010

본 연구는 바이오가스의 에너지효율성을 높이기 위한 연구로서 바이오가스 정제공정과 초저온액화공정을 통하여 액화바이오메탄을 생산하는 바이오가스 고질화기술개발 연구이다. 바이오가스 정제공정은 탈황, 제습, 흡착, 압축, $CO_2/CH_4$ 분리공정으로 구성하고, 초저온액화공정은 열교환기, $CO_2$ 제거설비, 질소냉매 공급공정으로 구성하여 혐기성소화조에서 발생하는 바이오가스($CH_4$ 농도: 60~65%, $H_2S$: 1,500~2,500ppm)를 $200Nm^3/hr$의 유량으로 인입시켜 액화바이오메탄을 생산하였다. 연구결과, 탈황공정에서는 가성소다 세정법을 이용하여 1,500~2,500ppm으로 인입되는 $H_2S$를 100ppm 이하로 제거한 후, 흡착법을 이용하여 $H_2S$를 완전히 제거하였다. 바이오가스에 포화된 수분은 냉각제습과 흡착제습공정을 통해 Dew point $-70{\sim}-90^{\circ}C$까지 제거하여 안정적으로 $CO_2/CH_4$ 분리공정에 인입시켰다. $CO_2/CH_4$ 분리공정은 흡착방식을 적용하여 $CH_4$ 순도가 95% 이상인 바이오메탄을 생산하였으며, 이때 메탄 회수율은 약 87%이였다. $CO_2$가 분리된 바이오메탄은 초저온액화공정을 이용하여 액화바이오메탄으로 전환시켰다. 이때 초저온액화공정은 Reverse Brayton cycle로 구성하였으며, 냉매로는 질소를 사용하였다. 액화바이오메탄의 생산은 바이오메탄을 등엔트로피과정인 단열팽창을 통하여 $-155{\sim}-159^{\circ}C$의 초저온으로 냉각되는 질소냉매와 열교환기에서 열교환시켜 이루어졌으며 그 생산량은 $3.46m^3$/day(1bar, $-161^{\circ}C$)이었다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.2
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• pp.62-73
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• 2014

This research was focused to apply response surface methodology for optimization of bio-methane production by biogas upgrading process. Methane concentration(Y1) and methane efficiency(Y2) on biogas upgrading process were mathematically described as being modeled by the use of the Box-Behnken design on response surface methodology. The results of ANOVA(analysis of variance) about models, the probability value of the methane concentration and methane recovery response surface model are 0.0001 and 0.0001, respectively and coefficient of determination($R^2$) are 0.9788 and 0.9710, respectively. The response surface model is proved of high reliability and suitability. The operation pressure had the greatest influence to methane concentration than other operation parameters and the PSA rotary valve velocity had the greatest influence to methane recovery than other operation parameters. Optimal condition of biogas upgrading process for production of $100Nm^3/hr$ bio-methane were operation pressure 8.0bar and outlet flow rate 31.55RPM, respectively. At that operation condition the methane concentration of bio-methane was 97.13% and methane recovery in biogas upgrading process was 75.89%.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.28 no.1
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• pp.44-52
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• 2024

This study presents a novel approach to hydrogen production by biogas from organic waste without CO₂ removal. A process model was developed to reduce the costs associated with biogas pretreatment and purification processes. Through optimization of heat exchange networks, the simulation aimed to minimize process costs, maximizing hydrogen production and flue gas temperature. The results reveal that the most efficient process model maximizes the flue gas temperature while following the constraint of the number of heat exchangers. These findings hold promise for contributing to the expansion of "Biogas-to-clean hydrogen" energy conversion technology.