• Journal of Power System Engineering
• /
• v.16 no.3
• /
• pp.16-21
• /
• 2012

Biodiesel is technically competitive with or offers technical advantages over conventional petroleum diesel fuel. Biodiesel is an environmentally friendly alternative liquid fuel that can be used in any diesel engine without modification. In this study, to investigate the effect of fuel injection timing on the characteristics of performance with DBF in DI diesel engine. The engine was operated at five different fuel injection timings from BTDC $6^{\circ}$ to $14^{\circ}$ at $2^{\circ}$ intervals and four loads at engine speed of 1800rpm. As a result of experiments in a test engine, maximum cylinder pressure is increased with leading fuel injection timing. Specific fuel oil consumption is indicated the least value at BTDC $14^{\circ}$ of fuel injection timing.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.13 no.6
• /
• pp.51-56
• /
• 2009

Recently, lots of researchers have been attracted to develop various alternative fuels in diesel engine. The use of biodiesel fuel(BDF) is an effective way of substituting diesel fuel in the long run. But biodiesel fuel can affect the performance and emissions in diesel engine because it has different chemical and physical properties from diesel fuel. In this study, to investigate the combustion characteristics of biodiesel fuel as an alternative fuel for D.I. diesel engine, experiments were carried out at the three-cylinder, four stroke D.I. diesel engine with T/C. As a result, shorter ignition delays were observed for the biodiesel blend cases relative to the diesel oil. The pick value of premixed combustion for the rate of heat release is increased with decreasing C.F.W. temperature.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.232-240
• /
• 2012

Bio-diesel (BD) is the mono alkyl esters of long chain fatty acids derived from renewable feed stocks like vegetable oils or animal fats. Bio-diesel shows poorer fuel properties than that of diesel fuel in a cold condition. For the diesel fuel, many cold flow improvers have been developed; however, since primary ingredients of bio-diesel are different from those of the diesel fuel, there is a limit to the cold flow improvement when the same cold flow improvers are added to bio diesel. In this study, to improve low temperature properties of bio-diesel, we developed a cold flow improver using an alkyl methacrylate monomer, prepared via ester reaction, and maleic anhydride and also conducted a ring opening reaction using amine. We characterized the products using $^1H-NMR$, FT-IR and GPC methods. In addition, the cold flow improvements of the products in Soybean BD and Palm BD in the concentration rage of 1000~10000 ppm were investigated. It was found that the addition of LMA2SMA6MA2-C8A in Soybean BD improved the pour point by $12.5\;^{\circ}C$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.106.2-106.2
• /
• 2010

동식물성 기름과 메탄올의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 바이오디젤은 환경친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있어 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 부족과 가격 상승, 수급 불안정 등의 문제가 대두되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)과 새로운 오일 작물을 이용한 생산 기술 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용 해외 열대작물 씨앗에서 착유한 식물성 오일을 정제하여 바이오디젤 원료유를 생산하는 과정에서 발생하는 폐기물(폐유, 폐수)의 경제적 처리 방안으로 유화유 제조 원료(벙커C유, 물)와 유화유 제조 첨가제(무기계, 유기계)로 활용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인지질(phospholipid), 유리지방산(free fatty acid) 함량이 기존 원료유보다 매우 높게 나타났다. 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산 수율을 감소시킨다. 고형물과 수분 역시 촉매반응에 악영향을 가지나 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하다. 유리지방산은 산촉매 에스테르화 반응에 의해 제거가 가능하다. 인지질은 탈검(degumming) 과정을 통해 제거하며 탈검은 수용성 탈검, 산 탈검, 세정 공정으로 구성된다. 착유한 원료유의 고형물을 제거 후 물과 수세하여 수용성 인지질을 수화하여 층 분리해 제거하고 상층의 오일은 추가적인 산 탈검을 수행한다. 그 뒤 세정을 통해 사용된 탈검제인 산과 추가적으로 수화된 인지질을 제거하게 된다. 이러한 3단계의 탈검 과정에서 하층으로 오일과 물이 폐기물로서 배출되며 본 연구에서는 배출 폐기물을 다시 층분리하여 오일층과 물 층으로 구분하여 유화유 제조에 사용되는 벙커C유, 물, 그리고 기존 유기계 및 무기계 유화제의 대체 가능성을 조사하였다. 유화 연료유는 기름과 물을 균일한 분산상으로 혼합한 연료유로 연소시 오일계 성분의 미연분을 감소시켜 연료 효율 제고와 배출가스 성상을 개선하기 위해 개발되어 왔다. 본 발표에서는 다양한 종류의 상용 첨가제 및 바이오디젤 원료유 생산 폐기물을 활용해 유화 연료유를 제조하였으며 각 유화유의 장시간의 상(phase) 안정성을 비교하였다. 바이오 폐기물 중에는 천연 계면활성제(surfactant)인 인지질이 다량 함유되어 있어 기존의 무기계 및 유기계 유화제보다 상 안정성이 우수하게 나타났으며 바이오디젤 원료유 생산 공정의 폐기물인 폐유과 폐수의 활용이 가능한 것으로 나타났다.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.140-145
• /
• 2015

This study was aimed at analyzing NOx conversion characteristics in the HC-SCR with biodiesel content changes of the secondary fuel injection (BD0, BD10, BD25). Test conditions for temperature were set to $290^{\circ}C$, $320^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$ considering the upstream temperature of a HC-SCR, distillation of the secondary injected fuels and etc. The amount of fuel injection was adjusted with a fixed space velocity of 55,000(1/h). According to the test results of distillation, the T90 was the same level about $350^{\circ}C$ on all test fuels and the amount of evaporation was reduced at lower than $350^{\circ}C$ temperature condition with increasing biodiesel content. As biodiesel content which is mixed with the secondary injected fuel is increased, NOx reduction efficiency was determined to decrease. The difference of the Nox reduction ratio in a high temperature condition($320^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$) than the low temperature($290^{\circ}C$) was more significant. These results are thought to be poor evaporation properties (distillation) and high molecular weight of the biodiesel.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.250.1-250.1
• /
• 2010

최근 석유공급 불안정성과 이산화탄소 배출 규제 움직임에 대응하기 위한 수단으로 바이오연료의 공급이 전세계적으로 증가하고 있다. 이와 같은 바이오디젤의 보급 활성화는 식물성 기름의 가격 상승과 수급 불안정 문제, 그리고 식량자원과의 충돌 문제를 야기하고 있다. 국내 바이오디젤 생산 원료로 사용되는 대두, 유채, 해바라기, 팜 등은 모두 식용시장과 수급 균형을 형성하고 있어 바이오디젤의 생산이 증가하게 되면 식용 오일 시장의 수급균형이 깨져 오일곡물 가격의 변동을 초래하게 될 것이다. 과거에는 수거비용을 들여 폐기하던 폐식용유 마저 이제는 돈을 주고 구입해야하는 실정에 다다랐다. 바이오디젤 생산비의 70~80%를 차지하는 원료유의 부족 현상에 따라 바이오디젤 업계에서는 soapstock, trapped grease, 폐식용유 등의 저급유지 활용 방안을 강구하고 있으며 자트로파와 같은 비식용 작물의 해외플랜테이션도 진행하고 있다. 본 연구에서는 커피찌거기에 남아 있는 오일을 속슬렛추출장치를 이용해 추출하고 전이에스테르화 반응을 수행하여 반응 특성과 커피오일 바이오디젤의 지방산 조성을 알아보고 바이오디젤 원료유로서의 사용가능성에 대해 알아보았다. 석유에테르를 용매로 속슬렛 추출장치를 이용해 추출시 원료대비 약 17%(w/w)의 오일을 추출할 수 있었다. 추출된 오일의 산가는 18.79mgKOH/g으로 매우 높아 직접 전이에스테르화 반응이 불가능하다. 고체 산 촉매 하에서 전처리 반응을 실시하여 유리지방산을 전환 제거한 후 염기촉매를 이용해 전이에스테르화 반응을 진행한 결과 약 80%의 바이오디젤(FAME) 함량을 얻을 수 있었다. 지방산 조성 분석 결과 리놀레익산(Linoleic acid, C18:2), 올레익산(Oleic acid, C18:1), 팔미틱산(Palmitic acid, C16:0)이 대부분을 차지하며 이 중에서도 리놀레익산이 44.17%로 가장 많은 함량을 보였다. 이는 커피찌꺼기 추출 오일이 바이오디젤 원료유로 활용 가능성을 나타내는 결과로, 색소성분 등의 불순물을 효율적으로 제거하여 증류정제 전단계에서의 바이오디젤 순도와 생산 수율을 증대시키기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2008.10a
• /
• pp.85-86
• /
• 2008

바이오디젤은 식물성 기름이나 동물성 지방과 같은 재생 가능한 생물학적 원료를 사용하여 생산되는 대체연료이다. 이는 생분해가 가능하고 무독성이며 낮은 배기 특성으로 인하여 친환경적 자원으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 20 wt% KOH/$Al_2O_3$ 촉매를 $500^{\circ}C{\sim}1200^{\circ}C$ 소성온도에 따라 제조하여 XRD, SEM 및 BET를 이용하여 촉매의 특성을 조사 하였고, 제조된 촉매의 사용에 의한 바이오디젤 제조에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
• /
• v.29 no.3
• /
• pp.450-458
• /
• 2012

In order to reduce the effects of greenhouse gas (GHG) emissions, the South Korean government has announced a special platform of technologies as part of an effort to minimize global climate change. To further this effort, the Korean government has pledged to increase low-carbon and carbon neutral resources for biofuel derived from biomass to replace fossil and to decrease levels of carbon dioxide. In general, second generation biofuel produced form woody biomass is expected to be an effective avenue for reducing fossil fuel consumption and greenhouse gas (GHG) emissions in road transport. It is important that under the new Korean initiative, pilot scale studies evolve practices to produce biomass-to-liquid (BTL) fuel. This study reports the quality characteristics of F-T(Fischer-Tropsch) diesel for production of BTL fuel. Synthetic F-Tdiesel fuel can be used in automotive diesel engines, pure or blended with automotive diesel, due to its similar physical properties to diesel. F-T diesel fuel was synthesized by Fischer-Tropsch (F-T) process with syngas($H_2$/CO), Fe basedcatalyst in low temperature condition($240^{\circ}C$). Synthetic F-T diesel with diesel compositions after distillation process is consisted of $C_{12}{\sim}C_{23+}$ mixture as a kerosine, diesel compositions of n-paraffin and iso-paraffin compounds. Synthetic F-T diesel investigated a very high cetane number, low aromatic composition and sulfur free level compared to automotive diesel. Synthetic F-T diesel also show The wear scar of synthetic F-T diesel show poor lubricity due to low content of sulfur and aromatic compounds compared to automotive diesel.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.45 no.5
• /
• pp.424-432
• /
• 2007

Biodiesel is gaining more attractive due to its eco-friendly and the fact that it is prepared from renewable sources. It is monoalkyl esters of long chain fatty acids derived from vegetable oils and animal fats via transesterification reaction with alcohol in the presence of catalyst. This paper will review briefly (1) the effect of reaction conditions such as catalyst type, amount of free fatty acid and moisture, molar ratio of alcohol and oil, alcohol type, reaction temperature and time and stirring intesity, (2) downstream process of biodiesel after transesterification reaction, and (3) potentialities of biodiesel as an alternative fuel based on its properties in diesel engines.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
• /
• v.30 no.4
• /
• pp.688-700
• /
• 2013

The potential of biodiesel production technology using lipids extracted from sewage sludge was investigated. Despite the bright prospect of biodiesel production, efforts to commercialize it have been very limited. One of the major obstacles has been the high price associated with refined oil feedstock, which makes up nearly 70-75% of the total production costs. Hence, in order to reduce the cost of biodiesel production, using cheaper feedstock such as waste oil or low-quality oil has been proposed. Especially, sewage sludge, a relatively inexpensive feedstock, is a promising raw material for such a purpose. In this study, it is aimed to review biodiesel production technology from sewage sludge as a lipid feedstock. It is process modifications to combine the oil extraction steps, fuel conversion steps (i.e. in situ transesterification, thermo-chemical process with non-catalytic heterogeneous biodiesel production) and fuel quality from sewage sludge.