• 공업화학
• /
• 제27권5호
• /
• pp.478-482
• /
• 2016

본 연구는 0.076 m 지름과 0.8 m 높이를 가지는 기포유동층 열분해로를 이용하여 국내에서 풍부한 낙엽송 톱밥의 급속 열분해 특성을 고찰한 것이다. 유동층 열분해로의 운전 조건인 반응온도($350-550^{\circ}C$), 유동화 속도비($U_o/U_{mf} $: 2.0-6.0), 원료 주입 속도(2.2-7.0 g/min)에 따른 열분해 수율과 바이오 오일의 조성 변화를 고찰하였다. 바이오 오일에 포함된 화학 성분들의 수는 반응 온도 증가에 따른 2차 열분해로 인하여 반응 온도가 증가함에 따라서 감소하였다. 유동화 속도비와 원료 주입 속도가 유동층 열분해에 미치는 영향은 반응 온도의 영향보다 작아 열분해 온도가 가장 중요한 인자임을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.380-388
• /
• 2017

Wood pyrolysis oil(WPO) has been regarded as an alternative fuel for diesel engines. However, WPO is not feasible for use directly in diesel engines due to its poor fuel quality such as low energy density, high acidity, high viscosity and low cetane number. The most widely used approach to improve WPO fuel quality is to blend WPO with other hydrocarbon fuels that have a higher cetane number. However, WPO and fossil fuels are not usually blended because of their different polarity. Also, clogging and polymerization problems in the fuel supply system can occur when the engine is operated with WPO. Polymerization can be prevented by diluting WPO with other alcohol fuels. However, WPO-alcohol blended fuel does not produce self-ignition. Therefore, additional cetane enhancement to the blended fuel is required to enhance auto-ignitability. In this study, WPO was blended with n-butanol and two cetane enhancements(PEG 400 and 2-EHN) for application to a diesel generator. Experimental results showed that the WPO-butanol blended fuel achieved a very stable engine operation under maximum WPO content of 20 wt%.

• 자원리싸이클링
• /
• 제4권4호
• /
• pp.16-21
• /
• 1995

폐타이어/폐윤활유를 열분해하면 대부분이 가스화되고 남는 부분은 카본블랙을 주성분으로 하는 잔류물로써 폐타이어량의 약 30%가 된다. petroleum oil로 조립한 카본블랙을 아스팔트에 분산시킨 결과 아스팔트혼합물의 내구성, 내마모성, 온도-점도 감응성이 크게 향상되었다는 외국의 연구결과를 토대로하여 폐타이어/폐윤활유 열분해 잔류물을 아스팔트 보강재로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 카본블랙이 주성분으로 표면에 오일피막이 형성되어 아스팔트와의 친화력이 높은 잔류물을 아스팔트 보강재로 활용하기 위하여 배합설계, 휠트랙킹, 라벨링등의 실험을 한국에너지기술연구소, 한국도로공사, 국토관리청 등에서 반복실험한 결과 마샬실험값이 KS 규격을 만족하였고 동적안정도가 현저히 향상되어 한냉조건에서 내마모성이 증가한다는 것을 알았다. 환경에 미치는 영향을 조사하기 위하여 용출실험을 하여본 결과 잔류물을 아스팔트 보강재로 활용한 아스팔트콘크리트를 시공하였을 때 주변의 토양에 영향을 미치지 않은 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.420-427
• /
• 2017

최근 화석연료의 고갈, 지구온난화 그리고 환경오염이 세계적인 공공의 문제로 대두됨으로써 신재생에너지에 관한 연구들이 많이 진행되고 있다. 이러한 신재생에너지들 중 바이오연료는 다루기 쉬울 뿐만 아니라, 낮은 가격과 풍부한 자원성이 미래에 화석연료를 대체할 수 있는 잠재성을 가지고 있다. 바이오연료 중 본 연구에서 사용한 급속 열분해유는 폐목재나 억새, 갈대와 같은 비식용작물에서부터 추출되었고, 이는 무한한 자원성 때문에 디젤엔진에서 디젤유를 대체할 신재생에너지로 주목받고 있다. 하지만 열분해유는 낮은 세탄가, 높은 점도, 높은 산도 그리고 낮은 발열량으로 인해 디젤엔진에 직접적으로 적용하기가 어렵다. 따라서 이러한 낮은 물질적 특성을 개선하기 위해서 본 연구에서는 에탄올과 같은 알코올계 연료와 혼합하여 투입하였다. 알코올계 연료인 에탄올이 열분해유의 저장 및 보관성에도 도움을 줄뿐 아니라 점도를 낮춰주어 엔진에 적용하기 수월하게 만들기 때문이다. 열분해유-에탄올 혼합연료를 파일럿 분사한 디젤유 이후 분사하여 연소시켜 이때의 연소 및 배기특성에 대해 고찰해 보았고, 그 결과로 미연탄화수소와 일산화탄소는 증가하는 경향을 띄지만 NOx와 PM이 현저히 줄어든 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.113-126
• /
• 2021

극초음속 순항 비행체에 탑재되어 운용 가능한 능동냉각시스템을 개발하기 위해서는 탄화수소 액체연료의 흡열반응을 이용한 재생냉각 기술에 대한 일련의 연구가 선행되어야 하며, 그 중에서도 광범위한 온도/압력 조건에서의 탄화수소 항공유에 대한 열물리적 물성치 획득과 함께 재생냉각시스템용 미세채널 내에서의 초임계 탄화수소의 유동/열전달/흡열분해 특성 등에 대한 연구가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 최근 전세계적으로 수행되고 있는 효율적인 극초음속 비행체용 재생냉각시스템 개발을 위한 초임계 탄화수소 항공유의 냉각채널 내에서의 물성치/유동/열전달/흡열분해 특성에 관한 다양한 기술 및 그와 관련된 주요 연구 동향을 분석하였다.

• 환경위생공학
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 1998

Musty-odorous compound (Geosmin, 2-Methylisobrneol) 수용액 중에 초음파 (200kHz, $6.0W/cm^{2}$)를 조사시켜 조사시간에 따른 농도 및 취기의 변화를 고찰했다. 초음파 조사에 의해 이 물질들은 빠르게 분해되었고 분해 형태는 농도에 대한 유사1차 반응을 나타내었다. 공기 포화 분위기에서 이들의 초기 분해속도는 각각 2.5 $10^{-3}{\;}Msec^{-1}$(2-MIB), 3.2 $10^{-3}{\;}Msec^{-1}$ (Geosmin)로 나타났다. 초음파 조사 시 포화가스 (Envelope gas)의 영향은 아르곤(Ar) 산소($O_{2}$) 공기(Air) 질소($N_{2}$) 순서로 순수한 아르곤(Ar) 분위기에서 musty-odorous compound 류의 분해가 가장 빠르게 진행되었고 그 분해생성물로 CO, $CO_{2}$ 그리고 HCOOH, $CH_{3}COOH$ 등의 저급 유기산류가 검출되었다. 또한 이들의 분해반응은 물의 초음파분해에 따라 생성된 hydroxylradical에 의한 radical반응, cavitation bubble내에서의 고온고압에 의한 열분해 및 직접연소반응으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.102-112
• /
• 2012

The vast stores of biomass available in the worldwide have the potential to displace significant amounts of fuels that are currently derived from petroleum sources. Fast pyrolysis of biomass is one of possible paths by which we can convert biomass to higher value products. The wood pyrolysis oil (WPO), also known as the bio crude oil (BCO), have been regarded as an alternative fuel for petroleum fuels to be used in diesel engine. However, the use of BCO in a diesel engine requires modifications due to low energy density, high water contents, low acidity, and high viscosity of the BCO. One of the easiest way to adopt BCO to diesel engine without modifications is emulsification of BCO with diesel and bio diesel. In this study, a diesel engine operated with diesel, bio diesel (BD), BCO/diesel, BCO/bio diesel emulsions was experimentally investigated. Performance and gaseous & particle emission characteristics of a diesel engine fuelled by BCO emulsions were examined. Results showed that stable engine operation was possible with emulsions and engine output power was comparable to diesel and bio diesel operation. However, in case of BCO/diesel emulsion operation, THC & CO emissions were increased due to the increased ignition delay and poor spray atomization and NOx & Soot were decreased due to the water and oxygen in the fuel. Long term validation of adopting BCO in diesel engine is still needed because the oil is acid, with consequent problems of corrosion and clogging especially in the injection system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제30권6호
• /
• pp.567-577
• /
• 2019

Due to the depletion of fossil fuels and environmental pollution, demand for alternative energy is gradually increasing. Among the various methods, a method to convert biomass into alternative fuel has been proposed. The bio-fuel obtained from biomass through pyrolysis process is called pyrolysis oil (PO) or bio-oil. Because PO is difficult to use directly in conventional engines due to its poor fuel properties, various methods have been proposed to upgrade pyrolysis-oil. The simplest approach is to mix it with conventional fossil fuels. However, due to their different polarity of PO and fossil fuel, direct mixing is impossible. To resolve this problem, emulsification of two fuels with a proper surfactant was proposed, but it costs additional time and cost. Alternatively, the use of alcohol fuels as an organic solvent significantly improve the fuel properties such as fuel stability, calorific value and viscosity. In this study, blends of diesel, n-butanol, and coffee ground pyrolysis oil (CGPO) which is one of the promising PO, was applied to diesel generator. Combustion and emissions characteristics of blended fuels were investigated under the entire load range. Experimental results show that ignition delay is similar to that of diesel at high load. Although, hydrocarbon and carbon monoxide emissions are comparable to diesel, significant reduction of nitrogen oxides and particulate matter emissions were observed.

• 신재생에너지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.22-33
• /
• 2023

The number of fire and explosion accidents caused by pyrolysis oil and gas at waste plastic pyrolysis plants is increasing, but accident status and safety conditions have not been clearly identified. Therefore, the aim of the study was to identify the risks of the waste plastic pyrolysis process and suggest appropriate safety management measures. We collected information on 19 cases of fire and explosion accidents that occurred between 2010 and 2021 at 26 waste plastic pyrolysis plants using the Korea Occupational Safety and Health Agency (KOSHA) database and media reports. The mechanical, managerial, personnel-related, and environmental problems within a plant and problems related to government agencies and the design, manufacturing, and installation companies involved with pyrolysis equipment were analyzed using the 4Ms of Machines, Management, Man, and Media, as well as the System-Theoretic Accident Model and Processes (STAMP) methodology for seven accident cases with accident investigation reports. Study findings indicate the need for establishing legal and institutional support measures for waste plastic pyrolysis plants in order to prevent fire and explosion accidents in the pyrolysis process. In addition, ensuring safety from the design and manufacturing stages of facilities is essential, as are measures that ensure systematic operations after the installation of safety devices.

• 자원리싸이클링
• /
• 제8권5호
• /
• pp.34-43
• /
• 1999

폐윤활유로부터 활융가능한 연료기체를 생산하기 위해 개발한 전기아크를 이용한 분해자치에서 폐윤활유를 아크 분해할 때의 기체생성물과 잔류물의 특성을 연구하였다. 생성되는 기체는 수소(35~40%)와 아세틸렌(13~20%), 에틸렌(3~4%), 그 외 탄산수소들로 이루어져 있으며, 저온 열분해에서는 주요 생성물인 일산화탄소의 함량은 매우 적었다. 발생기체의 발열량은 11,000~13,000kacl/kg으로 기체 연료로의 활용성이 충분하여 유해기체도 배출기준치 이하였다. 액상 잔류물을 GC/MS로 분석한 결과 폐유의 고분자량 탄화수소물들이 저분자량 탄화수소물과 수소로 분해되었음을 알 수 있었고, 전지아크에 의한 고온 열분해이므로 탈수소반응이 주 반응임을 확인할 수 있었다. 고상 잔류물인 검댕이 평균 입경은 $10.3\mu\;extrm{m}$이며, 탄소 함량은 60%이상이고, 중금속 성분은 0.01ppm 이하였는데 전제과정을 거치 재활용이 가능할 것으로 생각된다.