• Title/Summary/Keyword: 폐자원 에너지

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Simulation Study of Bioethanol Production Process from the By-product of Beer Fermentation (전산해석을 통한 맥주발효 폐효모액 이용 바이오에탄올 제조공정 특성 분석)

  • Kim, Su-Hyun;Yoo, Young-Don;Kang, Kyung-Hun;Park, Jun-Won
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.426-429
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    • 2009
  • 본 연구에서는 바이오에탄올 가격 경쟁력 확보를 위하여 옥수수 및 사탕수수와 같은 식량자원이 아닌 맥주 제조 후 발생되는 폐기물로부터 바이오에탄올을 제조함으로써 기존의 바이오에탄올의 원료로 사용되는 작물의 수급의 불안정 및 곡물가격의 상승에 의한 원료의 가격상승 등에 따른 높은 생산단가에 대한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대하며, 맥주발효 폐효모액을 이용한 바이오에탄올 제조 특성을 살펴보기 위하여 1일 30톤의 바이오에탄올 제조 공정 해석을 수행하였다.

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Environmental Analysis of Waste Cable Recycling Process using a Life Cycle Assessment Method (전과정평가기법을 활용한 폐전선 재자원화 공정의 환경성 평가)

  • Jang, Mi-Sun;Seo, Hyo-Su;Park, Hee-Won;Hwang, Yong-Woo;Kang, Hong-Yoon
    • Resources Recycling
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    • v.31 no.1
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    • pp.37-45
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    • 2022
  • The development of the electrical, electronic, and telecommunication industries has increased the share of electricity in total energy consumption. With the enforcement of the Act on the Promotion of the Development, Use, and Diffusion of New and Renewable Energy in 2021, the mandatory supply ratio of new and renewable energy is expected to expand, and the amount of waste cables generated in the stage of replacing and discarding cables used in the industry is also expected to increase. The purpose of this study was to quantify the environmental burden of waste cable recycling through the life cycle assessment (LCA) method. The results showed that the higher the amount of glue contained in the waste cable, the greater was the amount of fine dust and greenhouse gases generated. In addition, by assigning weights to 10 environmental burden items, it was confirmed that the marine aquatic eco-toxicity potential (MAETP) and human toxicity potential (HTP) had the greatest environmental burden. The main causes were identified as heptane and ethanol, which were the glue contained in the waste cable and the cleaning solutions used to remove them. Therefore, it is necessary to refrain from using glue in the cable production process and reduce the environmental burden by reducing the use of waste cable cleaning solutions used in the recycling process or using alternative materials.

Development of the Impedance Spectroscopy Instrument to Evaluate the Residual Useful Life of a Used Battery Module (폐배터리 모듈의 잔존수명 평가를 위한 임피던스 스펙트럼 측정 장치 개발)

  • Lee, Seungjune;Farooq, Farhan;Khan, Asad;Choi, Woojin
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.07a
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    • pp.195-197
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    • 2019
  • 자동차용 배터리는 초기 용량의 80% 이하가 되면 교체하게 되며, 근간 폐배터리의 수가 폭발적으로 증가할 것으로 예측되고 있다. 폐배터리의 폐기로 인한 환경 파괴를 방지하고 자원을 재활용하기 위해서 자동차에서 나오는 폐배터리를 에너지저장장치(ESS)로 재사용 하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 폐배터리를 ESS로 재구성하기 위해서는 폐배터리 모듈의 그레이딩을 통해 비슷한 성능의 모듈끼리 모아서 구성하는 것이 매우 중요하다. 배터리 모듈 간의 불균형은 전체 시스템의 성능을 저하시키며, 따라서 비슷한 성능과 잔존 수명을 가진 모듈을 골라내는 일은 폐배터리의 재사용에 있어서 첫 번째 선결 과제가 된다. 본 연구에서는 폐배터리의 상태 및 잔존수명평가를 위해 배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼을 측정할 수 있는 장비를 개발하였다. 폐배터리 모듈에 AC 섭동을 인가하고 이를 측정하여 임피던스 스펙트럼을 계산할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어를 개발하였다. 개발 장비는 60V이하의 폐배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼을 0.1Hz에서 1kHz까지 측정 가능하며, 측정 결과를 바탕으로 커브 피팅을 통해 등가회로의 파라미터도 계산할 수 있다. SM3에서 얻어진 폐배터리 모듈을 이용하여 측정한 임피던스 스펙트럼을 상용장비인 BIM2로 측정한 결과를 비교하였고, Reduced Chi-Square를 이용한 분석결과 두 데이터가 거의 일치함을 알 수 있었다.

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Basic Study on the Recycling of a Waste MgO-C Refractory Material as a Flux for EAF Steelmaking (전기로 폐 MgO-C계 내화재의 제강원료 활용 가능성 연구)

  • Wang, Jei-Pil;Kim, Hang-Goo;Go, Min-Seok;Lee, Dong-Hun
    • Resources Recycling
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    • v.30 no.6
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    • pp.53-60
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    • 2021
  • In EAF steelmaking industries, MgO content in slag increases due to the addition of dolomite flux to protect refractory lines of furnaces and improve the desulfurization capability of slag. In addition, coal powder is injected in the molten steel bath to increase the energy efficiency of the process. In this regard, the utilization of waste MgO-C refractory material as a flux was examined because it has high amounts of MgO (>70%) and graphite carbon (>10%). A series of experiments were carried out using industrial EAF slag with added light burnt dolomite and waste MgO refractory material from a Korean steel company. The results for the addition of the two fluxes were similar in terms of slag basicity; therefore, it is expected that waste MgO-C refractory material can successfully replace dolomite flux. In addition, when the waste MgO-C refractory material was added as flux, slag foaming phenomenon was demonstrated because of the reaction between the graphite from the refractory material and iron oxides in the slag.

The Feasibility Analysis of Organic Waste Bioenergy System in Apartment Complex (유기성 폐자원 바이오에너지 시스템의 공동주택 적용 타당성 평가에 관한 연구)

  • Ko, Myeong-Jin;Choi, Mi-Young;Choi, Doo-Sung;Kim, Yong-Shik
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.22 no.7
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    • pp.474-481
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    • 2010
  • Because international environmental and energy problems such as global warming and ozone depletion, exhausting of fossil energy sources are more serious than before, renewable energy system is attracting people's attention more and more. Organic waste bioenergy system among a variety of renewable energy system is expected to have an effect on building a society which is eco-friendly and recycles resources owing to carbon neutral effects. So this is considered as the role of an energy source of the building. Previous studies on the organic waste bioenergy are mainly bioenergy technology and activation plan of the bioenergy supply. But the performance evaluation studies of bioenergy systems installed in buildings are rarely. This study is to evaluate applicability of the organic waste bioenergy system as the building energy supply system by energy and environmental, economical analysis.

Research of Effective Method for Pellet Using Jubak (주박을 활용한 펠릿화의 효율적인 방법 연구)

  • Kim, Dae-Nyeon;Lee, Jung-Bok;Kim, Deok-Hyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.247-247
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    • 2010
  • 본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물을 펠릿(pellet)연료로 전환하는 과정에서 효율적인 방법에 대해 기술한다. 술을 정제하는 과정에서 발생하는 주박을 펠릿화하고 재생청정에너지인 폐자원의 효율성을 높이기 위한 방법을 제안한다. 술을 정제하고 남은 지게미를 주박(酒粕, 술지게미)이라 하고 흔히 부드러운 것을 단단하게 뭉친 알갱이를 펠릿이라 한다. 현재 펠릿화는 폐목재를 분쇄후 성형, 가공하여 목재펠릿을 만들어 상용화하고 있다. 목재펠릿은 성형, 가공하는데 비용이 주박보다 많이 들고 열량도 더 낮음을 확인하였다. 목재소에서 나온 나무(톱밥)와 주박을 열량측정기를 이용하여 측정한 결과로 나무는 약 1850 Kcal이고 주박은 약 1989 Kcal가 측정되었다. 나무는 일반 목재소 세 곳에서 채취한 것이고 주박은 막걸리, 약주 및 청주의 술지게미를 실험에 사용한다. 주류업체에서도 술을 정제하고 남은 주박을 처리하는데 많은 곤란과 비용이 든다. 또한 주박을 해양에 투척하여 처리해 왔으나 2012년부터 해양투기가 금지되어 더욱 처리에 곤란을 겪게 된다. 최근 주박을 토양개량제(비료)로 개발하여 사용하기도 하나 본 연구에서 제안하는 장점은 농산물을 재배해서 주류제조시 발생되는 주박을 펠릿화하여 연료로 사용하고 남은 재를 토양개량제로 사용하는 장점이 있다. 제품의 전체 라이프 사이클을 통해 환경으로 방출되는 모든 것을 가능한 한 0(zero)으로 하는 활동인 제로-이미션(zero-emision)이 된다. 이는 단순히 배출량만을 줄이는 것이 아니라 폐기물을 유용한 자원으로 활용한다는 측면이 가장 큰 이점이 된다. 주박의 효율성을 높이기 위해 주박을 종류별로 주박과 목재를 섞는 방법으로 열량을 측정하였다. 먼저 열량이 높은 순서로 막걸리 주박과 약주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 두 번째 막걸리 주박과 청주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 세 번째 막걸리 주박과 나무 톱밥의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2로 섞어서 열량을 측정하였다. 열량이 높은 순서는 세 번째(2015Kcal), 두 번째(1995Kcal), 첫 번째(1868Kcal)의 순이었다. 가장 열량이 높은 막걸리 주박과 나무 톱밥을 섞은 것이 가장 효율성이 높다. 주박 펠릿의 장점은 친환경적인 소재이고 지속적으로 재생이 가능한 에너지원이다. 더욱이 주박 펠릿은 발열량이 높고 다른 바이오매스 원료에 비해 청정하다는 큰 장점을 지니고 있다. 또한 사용에 소요되는 유지 관리비용을 최소화할 수 있고 자동화가 가능하여 사용에 편리하다. 가격면에서 화석연료에 비해 안정적이고 체적 또한 작아 이송의 큰 장점을 가지고 있다. 현재 펠릿의 경우는 목재펠릿이 제품화되어 있지만 주박을 이용하여 제품의 펠릿화를 통한 연료원으로 사용하는 경우는 전 세계 전무한 상태로 폐자원을 재사용하는 효율성이 제시된다. 향후 과제로 주박을 이용한 펠릿 연료원의 기술이 개발되고 기계적인 시스템을 개발하면 저탄소 녹색성장 신재생에너지 연료의 획기적인 미래형 에너지시스템이 될 것이다.

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A Review on R&D and Commercialization of Oil Recovery from Waste Plastics by Pyrolysis (폐합성수지(廢合成樹脂)류의 열분해(熱分解) 유화(油化) 기술(技術) 동향(動向))

  • Shin, Dae-Hyun;Nho, Nam-Sun;Kim, Sung-Soo;Kim, Kwang-Ho;Jeon, Sang-Gu
    • Resources Recycling
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    • v.19 no.1
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    • pp.3-12
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    • 2010
  • Recently, the waste energy utilization has become the main interest in energy industries, due to high oil prices, the low carbon, green growth policy and the RPS (Renewable Portfolio Standards) of our government. Therefore, energy guzzling companies such as district heating companies, textile industries are replacing energy to RDP/RPF. Especially, a lot of big companies are carrying out survey to commercialize the waste plastics pyrolysis technologies developed in Korea. In this paper, status of the pyrolysis technology of Korea were reviewed overall including basis of technology, waste plastics resources, research & development, and commercialization.

Life Cycle Assessment(LCA) of Rubber Recycling Process in Waste Tire (폐타이어 고무 재활용 공정의 전과정평가 연구)

  • Ahn, Joong Woo;Kim, Jin Kuk
    • Resources Recycling
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    • v.27 no.1
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    • pp.74-83
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    • 2018
  • This study conducted the Life Cycle Assessment(LCA) on waste rubber recycling technology for recovering rubber product from the waste tires. Environmental impacts were assessed for the five categories of impacts: global warming, resource depletion, acidification, eutrophication, photochemical oxide production, and ozone layer depletion. When recycling 1ton of waste tire containing rubber, global warming impact was 1.77E+02 kg $CO_2-eq.$, resource depletion impact was 1.23E+00 kg Sb-eq., acidification impact was 5.92E-01 kg $SO_2-eq.$, eutrophication impact was 1.23E-01 kg $PO{_4}^{3-}-eq.$, photochemical oxide production impact was 3.42E-01 kg $C_2H_4-eq.$, and ozone layer depletion impact was 1.87E-04 kg CFC11-eq. In terms of overall environmental impacts, carbon, softener and electricity the greatest impact, so it is necessary to compare the environmental impacts of the raw materials to replace carbon and softener, and a method to reduce the filler usage in the process is needed. In addition, it is necessary to improve energy efficiency, change to low-energy sources, and apply renewable energy.

A Study on the Construction of Zero Energy Village using Waste and Biomass (폐자원 및 바이오매스를 이용한 에너지자립 마을 구축에 관한 연구)

  • Lee, Taek-Gwan;Lee, Jong-Yeon;Kim, Young-Jun
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.19 no.2
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    • pp.28-32
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    • 2011
  • This paper introduces about the study on the construction of zero energy villages in Korea using waste and biomass, and explains how to analyze the quantity of various resources from agriculture, livestock industry, forestry, and food waste with a village as a unit. Finally, three different scenarios for the construction of zero energy villages were suggested, based on the presumed amount of energy per each town.

Feasibility Study of Methanesulfonic Acid (MSA), an Alternative Lixiviant to Improve Conventional Sulfuric Acid Leaching of NCM Black Mass (NCM Black Mass 황산침출 개선을 위한 대체침출제 메탄술폰산의 적용가능성 연구)

  • Hyewon Jung;Jeseung Lee;Ganghoon Song;Minseo Park;Junmo Ahn
    • Resources Recycling
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    • v.33 no.1
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    • pp.58-68
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    • 2024
  • Critical minerals such as nickel, cobalt and lithium, are known as materials for cathodic active materials of lithium ion batteries. The consumption of the minerals is expected to grow with increasing the demands of electric vehicles, resulting from carbon neutrality. Especially, the demand for LIB (lithium ion battery) recycling is expected to increase to meet the supply of nickel, cobalt and lithium for LIB. The recycling of EOL (end-of-life) LIB can be achieved by leaching EOL LIB using inorganic acid such as HCl, HNO3 and H2SO4, which are regarded as hazardous materials. In the present study, the potential use of MSA (Methanesulfonic acid), as an alternative lixiviant replacing sulfuric acid was investigated. In addition, leaching behaviors of NCM black mass leaching with MSA was also investigated by studying various leaching factors such as chemical concentration, leaching time, pulp density (P/D) and temperatures. The leaching efficiency of nickel (Ni), cobalt (Co), lithium (Li), and manganese (Mn) from LIB was enhanced by increasing concentration of lixiviant and reductant, leaching time and temperature. The maximum leaching of the metals was above 99% at 80℃. In addition, MSA can replace sulfuric acid to recover Ni, Co, Li, Mn from NCM black mass.