• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.683-690
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• 2005

왕겨를 마이크로파로 탄화하고 그의 탄화속도를 기존의 열적 탄화에 의한 탄화속도와 비교하였다. 왕겨를 $300{\sim}600^{\circ}C$에서 각각 30분 동안 열적 탄화하고 그의 탄화속도를 분석한 결과 탄화온도가 증가할수록 질량감소 및 탄화도(C/H 몰비)가 현저히 증가했지만 왕겨에 마이크로파를 조사하면 입사전력과 조사시간이 증가해도 탄화가 일어나지 않았다. 그러나 $600^{\circ}C$에서 30분 동안 탄화시켜 C/H 몰비가 3.0 이상인 탄화왕겨 6 wt％를 왕겨에 혼합시키고 마이크로파를 조사한 결과 탄화가 잘 되었고 그의 속도식은 마이크로파 입사전력 및 조사시간에 의존하였으며 열적 탄화와 마찬가지로 Arrhenius 식으로 잘 표현되었다. 이때 마이크로파 탄화로 얻어진 활성화에너지는 열적 탄화에 비하여 크게 낮은 반면에 반응속도상수는 훨씬 컸다. 이는 마이크로파 흡수촉진 매체, 즉 촉매적 개시제(initiator)로 사용된 탄화왕겨에 대한 마이크로파 에너지의 내부 부피가열 특성에 기인한 것으로 판단된다. 마이크로파 흡수특성에 대한 왕겨의 회분과 탄화왕겨의 탄화도 및 혼합비율에 대한 영향을 검토하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제30권4호
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• pp.33-40
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• 2002

본 연구는 한국산 주요 수종의 간벌재 및 목질재료 탄화물의 흡착 특성과 기본적인 성질과의 관계를 검토하였다. 탄화온도가 높아지고, 탄화시간이 길어짐에 따라 국산 간벌재 탄화물의 메틸렌블루 흡착량(MBA)이 증가하는 경향을 보였지만, 탄화온도 600℃에서 최고치를 보이는 목재 수종도 있었다. 수종간 MBA에는 큰 차이가 있었는데 가장 큰 값은 잣나무 탄화물(134 m²/g)이였고, 가장 작은 값은 굴참나무 탄화물(34 m²/g)이였다. 또한 침엽수재는 활엽수재보다 높은 MBA를 나타냈으며, MBA와 탄화전 간벌재의 기건비중과는 부의 상관성을 나타냈다. 목질재료 탄화물의 MBA도 탄화온도가 높아지고, 탄화시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였고, 목질 재료간 MBA의 차이는 크지 않았다. 목질재료 탄화물의 MBA는 간벌재 탄화물에 비해 낮은 수준을 나타내는 것으로 드러났다. 탄화온도가 높아지고, 탄화시간이 길어짐에 따라 간벌재 및 목질재료 탄화물의 비표면적, 총세공용적은 증가하는 경향을 보였고, 탄화온도 600℃에서 MBA의 최고치를 보인 수종은 비표면적도 같은 온도에서 최고치를 나타냈다. MBA와 비표면적 및 총 세공용적간에는 정의 상관을 보였다. 목질재료 탄화물에는 주로 미세 세공이 발달하는 것으로 밝혀졌다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.293-299
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• 2009

섬유판을 이용한 탄화보드의 제조에 있어 무할렬 탄화법 및 탄화온도에 따른 수축률, 중량감소율 및 밀도변화에 대해 검토하였다. 섬유판을 두께별(3, 4.5, 6, 18 mm)로 준비한 후, 실험실용 탄화로를 사용하여 $400^{\circ}C{\sim}1,000^{\circ}C$의 온도조건에서 탄화보드를 제조하였다. 무할렬 탄화법은 시험편에 상하 눌림판을 설치하여 압체 탄화하는 방법을 적용하였다. 압체 탄화법에 의해 섬유판의 갈라짐과 뒤틀림 현상이 발생하지 않는 무할렬 탄화보드의 제조가 가능하였다. 탄화보드의 수축률은 길이방향 10~25%, 폭방향 12~25%, 두께방향 28~48%로 두께방향이 가장 크고 탄화온도가 상승함에 따라 커지는 경향이 나타났다. 탄화보드의 중량감소율은 섬유판의 두께에 따른 큰 차이는 나타나지 않았고 탄화온도가 상승함에 따라 커지는 경향이 나타났다. 탄화보드의 밀도는 두께 3 mm의 경질 섬유판에서 가장 컸고 탄화온도가 상승함에 따라 커지는 경향이 나타났다.

• 임산에너지
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• 제22권1호
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• pp.37-43
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• 2003

천연셀룰로오스의 탄화과정에서 탄화수율에 영향을 미치는 인자는 탄화온도, 승온속도 및 탄화로 내의 분위기를 들 수 있다. 일반적으로 탄화수율을 높이기 위해서는 탄화목표온도를 낮추고, 승온속도를 느리게 하면 탄화로의 분위기를 불활성가스의 조건에서 탄화수율이 높아진다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 탄화조건 중에서 가장 유동성을 가지고 있는 승온속도를 조절하고, 탈수촉매제로서 황산을 첨가함으로서 탄화수율의 향상과 탄화과정에서 천연셀룰로오스를 재료로 하여 탄화특성에 대하여 조사하였다. 그 결과 황산무처리시료에 대하여는 승온속도가 증가함에 따라 수율이 상당히 감소하였지만 황산처리 시료는 승온속도가 증가하여도 수율 감소 폭이 크지 않았다. 본 연구의 결과에서 탄화과정에 있어서 승온속도의 조절과 적당한 탈수제의 첨가는 탄화재료의 수율 향상과 탄화시간 단축에 유용한 기초자료가 될 것으로 생각된다.

• 유기물자원화
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• 제31권2호
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• pp.53-61
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• 2023

하수슬러지의 대부분은 생물학적 처리에 의한 미생물에 의해 분해 가능한 유기물질을 다량 함유하고 있는 유기성 폐기물이다. 기존의 하수슬러지 처리방법으로는 건조, 소각, 반탄화 그리고 탄화 등의 기술을 이용하여 감량화 및 연료화를 진행하고 있다. 그러나, 건조를 기반으로 하여 539kcal/kg의 잠열이 소비됨으로 에너지 소비가 높은 단점이 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 열화학적 처리인 수열탄화(HTC)를 통해 고형연료를 생산하고자 한다. 고형연료의 가치를 평가하기 위하여 탄화도 및 연료비의 특성을 분석하였다. 그 결과 수열탄화 반응온도가 증가할수록 탄화도의 상승으로 저위발열량도 약 500kcal/kg 상승하였다. H/C, O/C, Ratio는 1.78, 0.46에서 1.57, 0.32로 감소하는 경향을 보였다. 건조슬러지의 가연분(고정탄소+휘발분) 대비 회분(Ash)의 비율이 0.25 이상으로 나타날 경우는 수열탄화를 진행하여도 탄화도 및 발열량의 증가되지 않는다는 것을 도출하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권3호통권131호
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• pp.45-52
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• 2005

북양젓나무(Abies sibirica Ledeb)의 목분, 목섬유, 수피를 탄화하여 획득한 목탄의 물성과 흡착특성을 탄화온도별로 조사하였다. 전체적으로 탄화온도가 상승할수록 탄화수율은 감소하였다. 목탄의 탄소함량은 탄화온도의 상승과 함께 증가하였으나, 수소나 산소의 함량은 감소하였다. 수피탄화물은 목분 또는 목섬유 탄화물과 비교하여 탄화수율이 높게 나타났으며, 수피탄화물 내 회분함량도 상당히 높았다. 목질탄화물의 요오드흡착능은 탄화온도가 높을수록 향상되었으며, 목분이나 섬유 탄화물이 수피탄화물보다 상대적으로 높았다. 기상의 톨루엔에 대한 흡착능은 목탄 종류에 관계없이 $600^{\circ}C$에서 탄화하였을 경우 가장 높게 나타났으며, 이러한 결과는 $600^{\circ}C$에서 생산한 목탄이 비표면적과 총세공용적이 가장 크다는 사실로 쉽게 설명되어진다. 초산가스제거율은 고온탄화물일수록 크고, 암모니아 가스 제거율은 $400^{\circ}C$와 같은 저온에서 탄화한 탄화물이 높은 경향을 나타내었다. 이는 고온탄화물일수록 알칼리성을 나타내는 반면 저온탄화물은 산성을 나타내는 것에 기인하는 것으로 보인다. 따라서 목탄의 pH가 산 또는 염기성 가스 흡착능력에 큰 영향을 주는 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권6호
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• pp.517-523
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• 2009

고밀도 우드세라믹 제조를 위한 기초연구로서 수지함침율 60%인 톱밥보드를 이용하여 탄화온도별로 제조된 1차 탄화 우드세라믹을 수지 재 함침한 후 2차 탄화하여 우드세라믹을 제조하고 그 물성을 조사하였다. 1, 2차 탄화 우드세라믹 성질 비교에서 탄화온도가 높아질수록 2차 탄화 후 중량 및 밀도증가율은 감소하였고 탄화온도 $600^{\circ}C$일 때 1차 탄화 시보다 중량은 21.7%, 그리고 밀도는 1차 탄화 시 $0.68g/cm^3$에서 2차 탄화 시 $0.82g/cm^3$로 20.6% 증가하여 최고치를 나타냈다.

• KSBB Journal
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• 제20권1호
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• pp.50-54
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• 2005

셀룰로오스의 탄화과정에서는 셀룰로오스의 pyrolysis에 의 해 생산된 타르에 의해 탄화 후, 셀룰로오스 탄화물의 섬유구조를 저해시키는 문제점이 존재한다. 이와 같은 결과는 $800^{\circ}C$이상의 탄화온도와 건조 셀룰로오스를 toluene에 침지하고 초음파 처리 후 탄화한 탄화물에서 감소되지만, 섬유구조만의 탄화물을 얻을 수 없었다. 그러나 셀룰로오스의 탄화에서 타르의 생산을 감소시키는 HCI vapor flow 조건에서의 열처리 과정의 적용과 탄화과정 중 생성된 타르의 제거를 통해서 탄화 후, 대부분의 영역에서 섬유 구조를 갖는 탄화물을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권1호
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• pp.40-51
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• 2006

수피의 탄화이용을 위한 수피탄화기술 확립과 이 수피탄화물을 흡착제, 토양개량자재, 미생물활동담체, 건강재료 등으로의 이용 가능성을 알아보기 위해 수피탄화물의 메틸렌블루흡착량, 흡습성, 원적외선 방사율, pH, 보수성 및 발열량 등의 성능을 조사하였다. 메틸렌블루흡착량이 탄화온도 $800^{\circ}C$, 탄화시간 8시간에서 낙엽송, 잣나무, 리기다소나무 수피탄화물들은 110 mg/g 이상의 값을 보이고, 모든 수피탄화물의 수소이온농도가 탄화시간 4시간의 경우 탄화온도 $400^{\circ}C$에서 pH 6.6, $600^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$에서는 pH 9 정도를 나타내는 등, 수피탄화물은 탄화물로서의 이용이 가능하고, 탄화온도와 시간만 고려하면 충분히 이용 가능할 것으로 사료된다.

• 임산에너지
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• 제21권2호
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• pp.1-9
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• 2002

소용량 실험실용 탄화로 및 3종류의 대형 탄화로 (간이 탄화로 (400 - 500℃), 개량 탄화로(600 - 700℃) 및 전용탄화로 (800 - 1,000℃))를 이용하여 소나무 수피의 탄화를 실시하였다 그리고 제조된 수피탄의 물성과 세공구조를 분석하였다. 소나무 수피를 실험실용 소용량 탄화로를 이용하여 질소 존재하에서 500℃에서 900℃까지의 다양한 온도 조건에서 탄화시키면, 탄화수율은 탄화 온도의 증가와 함께 급속하게 낮아졌으며, 700 - 900℃에서 일정하게 유지되었다. 수피의 탄화수율은 동일 탄화온도에서 소나무 목부의 탄화수율보다 16 - 18％더 높았다. 제조된 수피탄의 BET 비표면적은 탄화수율 약 35 - 40％에서 약400 - 500㎡／g 을 나타내었다. 600℃ 30분의 탄화조건에서 제조된 소나무 목부탄은 미세공이 많이 발달해 있었으나, 동일조건에서 제조된 수피탄이 경우 미세공은 물론 중세공도 많이 존재하였다. 대형 탄화로에서 제조된 수피탄의 탄화 수율 및 요오드가 및 BET 비표면적은 소용량 탄화로의 결과와 매우 유사하였다. 이러한 결과는 소나무 수피가 높은 비표면적과 수율을 가지는 양질의 숯을 생산 할 수 있는 원료로 사용될 수 있음을 나타낸다.