• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.28 no.2
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• pp.49-57
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• 2020

Due to the sewage sludge's characteristics of high water content and low calorific value, it is hard to use sewage sludge as an energy source. In this study, we investigated production of bio-solid fuel which is mixed both sewage sludge and woody biomass in order to improve the sewage sludge's characteristics and replace fossil fuels. A thermogravimetric analysis was used to investigate the co-combustion characteristics of the mixed coal and bio-solid fuel of 5%, 10%, 15%, respectively. The analysis was carried out under non-isothermal conditions by raising the internal temperature of 25℃ to 900℃ with an increment of 10℃/min. In the case of comparing single coal sample and mixture sample of coal and bio-solid fuel, the initiation combustion temperature has slightly changed. However, both the maximum combustion temperature and the termination start combustion temperature were hardly noticeable. The initiation combustion was occurred between 200~315℃ and the thermal decomposition causing a significant weight change occurred between 350~700℃. As a result of the kinetic analysis of the co-combustion, the activation energy was decreased as the mixing rate was higher. Therefore, it is able to co-combust the mixed coal and bio-solid fuel in power plants.

• Journal of the KSME
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• v.55 no.7
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• pp.32-36
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• 2015

최근 화석 연료의 과다 사용에 따른 에너지 자원 고갈 및 환경오염에 대한 우려가 증가함에 따라 비화석연료 기반의 재생가능하고 지속가능하며, 환경친화성이 높은 에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 농산폐기물, 폐목재, 에너지작물, 도시고형폐기물, 미세조류, 거대조류 등 육상 및 해상에서 발생하는 바이오매스는 재생가능한 에너지원으로서 화석원료와는 달리 사용 후 발생하는 이산화탄소를 다시 흡수하는 탄소중립(carbon-nutral)의 특성을 갖고 있어 전세계적으로 많은 주목을 받고 있다. 바이오연료 중 당질계원료를 이용하는 바이오에탄올 및 식물성유지를 이용하는 바이오디젤은 현재 상업적인 생산이 이루어지고 있으나, 이들 1세대 바이오연료는 식량자원과의 경쟁이라는 원천적인 한계를 가지고 있고, 분자구조식에 산소를 포함하고 있기 때문에 기존 화석원료에서 출발하는 가솔린, 항공유 및 디젤과 비교하였을 때 에너지 함량이 낮은 단점이 있다. 따라서 기존 1세대 바이오연료에서 탈피하여, 식량자원과 경쟁이 없으며, 또한 분자구조식에 산소를 적게 포함하거나 아예 포함하지 않는 바이오연료("drop-in" 바이오연료) 생산에 많은 관심이 집중되고 있다. 이 글에서는 최근 그린공정으로 대표되는 초임계 유체를 이용한 "drop-in" 바이오연료를 제조하기 위한 바이오매스 액화의 기술동향을 소개하고자 한다.

• Clean Technology
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• v.17 no.4
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• pp.336-345
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• 2011

The total area of forest land in Korea is 64.2%, and significant forest resources can continuously be produced. However our country didn't separate the recyclable waste wood and was illegal landfill or incinerated. In this study, waste-wood and rice husk of biomass and low-grade-anthracite made refuse derived fuel by mixing and compressing. In addition, the binding effect of binders and additives were analyzed. Physical and chemical characteristics of manufactured refuse derived fuel were analyzed and evaluated suitability by compared with quality standards. A result of change with compressed and relaxed density, added 20% anthracite and 10% rice husk is optimal density change and average density increased large range when 20 wt.% P.V.A., guargum, molasses and 10 wt.% starch were added. All fuel samples be distributed over 3,500 kcal/kg LHV and grade of No. 3~4 fuels appeared. A result of the characteristics of physical and chemical compressed biomass refuse derived fuel with addictive, 12.9% of durability improvement appeared when is mixing asphalt and 5.8% of durability improvement appeared when is mixing rice bran by pretreatment of NaOH 5%.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.119-119
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• 2017

부레옥잠은 대량 재배 및 수확이 가능한 수질정화용 식물로 생활하수, 축산폐수, 공장폐수 등의 수질정화 기능이 뛰어나고, 수확물은 건조 및 발효과정을 거쳐 가축 사료, 유기질 비료, 버섯 배지로 사용이 가능하고, 별도의 공업적 처리를 거치면 고부가가치의 바이오 연료, 연소용 연료로 사용이 가능한 친환경 농업 생산물로 본 연구에서는 부레옥잠의 고형연료 제조를 위한 수면에서 수확장치 개발을 위한 견인 특성을 파악하고 장치개발 가능성을 파악하고자 하였다. 부력구조물 부력, 부레옥잠 견인력, 부력을 측정하기 위한 실험 장치를 제작하여 부레옥잠 중량, 견인방식, 견인속도에 따른 견인력을 측정하였고, 경남 거제시에 위치한 저수지에서 실제 견인실험을 수행하였다. 실험결과 견인중량 및 견인 속도가 증가할수록 견인력은 증가하였으며 인력으로 부레옥잠을 견인하는 경우 부레옥잠 중량당 견인력은 약 $0.9{\sim}1.39kg_f$로 나타났으며 이는 향 후 부레옥잠 견인장치를 설계할 경우 부레옥잠 견인중량에 따른 견인력 산정 시 참고 자료로 매우 유용하게 활용 가능할 것으로 판단되었다. 저수지에서 견인실험 결과 견인속도 증가에 따른 유속저항으로 경운기에 의한 견인작업은 불가능하였으며 인력에 위한 견인 실험결과 부레옥잠 단위중량당 견인력은 견인바 3 m의 경우 1.5 ~ 2.6 N/kg, 견인바 6 m의 경우 2.1 ~ 5.4 N/kg로 비교적 크기로 나타났으나, 견인용 바에 따른 요인을 고려한 경우는 0.36 ~ 0.91 N/(kg-m)로 비교적 일정한 값을 보였다. 견인용 바 6 m, 무부하에서 인력과 경운기로 견인하는 경우 견인력은 39.24 N, 153.03 N으로 인력으로 견인하는 경우가 견인력이 작게 측정되었음. 이는 속도증가에 따라 물의 저항력이 증가함으로 나타난 결과로 부레옥잠 견인 시 견인속도는 0.36 m/s가 가장 적합한 것으로 판단되었다.

• Clean Technology
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• v.26 no.4
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• pp.239-250
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• 2020

Biomass is an abundant renewable energy resource that can replace fossil fuels for the reduction of greenhouse gas (GHG). Indonesia has a large number of cheap biomass feedstocks, such as reforestation (waste wood) and palm residues (empty fruit bunch or EFB). In general, raw biomass contains more than 20% moisture and lacks calorific value, energy density, grindability, and combustion efficiency. Those properties are not acceptable fuel attributes as the conditions currently stand. Recently, torrefaction facilities, especially in European countries, have been built to upgrade raw biomass to solid fuel with high quality. In Korea, there is no significant market for torrefied solid fuel (co-firing) made of biomass residues, and only the wood pellet market presently thrives (~ 2 million ton yr-1). However, increasing demand for an upgraded solid fuel exists. In Indonesia, torrefied woody residues as co-firing fuel are economically feasible under the governmental promotion of renewable energy such as in feed-in-tariff (FIT). EFB, one of the chief palm residues, could replace coal in cement kiln when the emission trading system (ETS) and clean development mechanism (CDM) system are implemented. However, technical issues such as slagging (alkali metal) and corrosion (chlorine) should be addressed to utilize torrefied EFB at a pulverized coal boiler.

• Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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• 2023.11a
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• pp.115-116
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• 2023

In this study, it was confirmed whether kaolin can play a role as a bed materials and a role in reducing clinkers by using kaolin with a bed materials for the purpose of removing clinkers such as slagging and fouling generated in circulating fluidized bed combustion furnaces using solid fuel.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.31 no.2
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• pp.45-52
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• 2023

As of 2020, 139,753 tons/day of livestock manure is generated. Most of the livestock manure is made of compost(75.3%) and Liquor(11.7%) and is spread on farmland. The compost and Liquor of these livestock manure are the main causes of water pollution. Therefore, it is necessary to convert livestock manure into energy. For this reason, hydrothermal carbonization technology was applied to evaluate the physical and chemical properties. Among livestock manure, cow manure was used. Through hydrothermal carbonization, it was confirmed that the HHV (Kcal/kg) of 3,101 kcal/kg of raw material rises to more than about 3,800 kcal/kg at 220℃ or higher. This result was judged to be influenced by carbonization through a clear trend of decrease in O/C and H/C ratios. As a result, the value of Bio-SRF was evaluated through hydrothermal carbonization of cow manure, and All other items except for chlorine showed satisfactory results.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.106.2-106.2
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• 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 the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.23 no.4
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• pp.86-94
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• 2015

Torrefaction is a thermochemical process proceeded at the temperature around $250^{\circ}C$ in an inert gas condition. By torrefaction, the hemicellulose portions contained in biomass are broken down to change into the volatile gas which is removed from biomass eventually. The main purpose of biomass torrefaction is to improve the energy density of the biomass to minimize the transport energy consumption, though the flammability can be elevated for transportation. In this study two types of solid biomass fuel, waste wood and rice straw, were torrefied at various temperature range from $200^{\circ}C$ to $300^{\circ}C$ to evaluate the torrefied biomass characteristics. In addition torrefied biomass were tested to evaluate the combustion characteristics using TGA (Thermogravimetric Analysis). After the torrefaction of biomass, the C/H (carbon to hydrogen ratio) and C/O (carbon to oxygen ratio) were measured for aquisition of bio-stability as well as combustion pattern. Generally C/H ratio implies the soot formation during combustion, and the C/O ratio for bio-stability. By torrefaction temperature at $300^{\circ}C$, C/H ratio and C/O ratio were increased by two times for C/H and three times for C/O. The torrefied biomass showed similar TGA pattern to coal compared to pure biomass; that is, less mass decrease at lower temperature range for torrefied biomass than the pure biomass.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.523-531
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• 2018

The purpose of this paper is to derive priorities and implications for the organic resource conservation policy in the livestock sector. We conducted a survey on the importance-performance of the organic waste resource reclamation of livestock sector using a 5-point Likert scale. The importance average for the resource recycling of livestock organic waste was 3.63 and the average of performance was 3.04. As a result of the IPA on livestock manure recycling measures, it is necessary to improve feed quality, establish a local recycling system, increase demand for compost and liquid, enhance customer linkages, and develop cost reduction technologies. It requires intensive support for promoting the spread of odor reduction technologies and integrated management of biomass. It is necessary to introduce mid- and long-term measures such as the revival of feed in tariff, promote by-product feeding, establish solid fuel process management standards, create hygiene safety standards, develop eco-beads and promotion of feed conversion. It is required to strengthen support for the development of odor reduction technologies and prepare consultative organizations among related departments, develop eco-friendly solid fuel technology, and support policies for renewable energy certification.