• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.452-459
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• 2010

This study is aimed to investigate changes of combustion characteristics and heat efficiency when syngas from gasification process using low-rank fuel such as waste and/or biomass is applied partially to an industrial boiler. An experimental study on syngas co-combustion was performed in a 0.7 MW (1 ton steam/hr) water tube boiler using heavy oil as a main fuel. Three kinds of syngas were used as an alternative fuel: mixture gas of pure carbon monoxide and hydrogen, syngas of low calorific value generated from an air-blown gasification process, and syngas of high calorific value produced from an oxygen-blown gasification process. Effects of co-combustion ratio (0~20%) for each syngas on flue gas composition were investigated through syngas injection through the nozzles installed in the side wall of the boiler and measuring $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentrations in the flue gas. When syngas co-combustion was applied, injected syngas was observed to be burned completely and NOx concentration was decreased because nitrogen-containing-heavy oil was partially replaced by the syngas. However, heat efficiency of the boiler was observed to be decreased due to inert compounds in the syngas and the more significant decrease was found when syngas of lower calorific value was used. However, the decrease of the efficiency was under 10% of the heat replacement by syngas.

• 청정기술
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• 제11권4호
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• pp.171-179
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• 2005

바이오디젤은 동물성 또는 식물성 유지를 알코올과 반응시켜 생성된 물질로서 경유와 유사한 특성을 가지고 있어 기존 제품에 혼합하여 연료로 사용하고 있으며 대기오염을 감소시키는 효과와 재생 가능한 바이오매스로부터 생산된다는 장점을 가지고 있다. 기존의 알칼리 또는 산성 촉매를 사용하는 공정에 비하여 초임계 상태의 메탄올을 사용하여 바이오디젤을 제조하는 공정은 반응시간이 짧고 촉매를 사용하지 않아 분리/정제 공정이 단순하여 경제적이기 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 국내의 경우 연간 20만톤의 폐식용유가 발생하고 있기 때문에 이의 재활용 방안으로 국내 고유의 초임계 공정이 상업화 될 경우 막대한 에너지 회수와 이산화탄소 저감 그리고 환경 개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권2호
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• pp.151-158
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• 2010

무에 대한 $I_2$ 증기의 작물체 침적속도와 뿌리 전류계수를 측정하기 위하여 파종 후 29 일에서 53 일 사이에 생육시기별로 작물체를 $I_2$ 증기에 80 분 간 피폭시켰다. 피폭은 오전 중에 투명한 상자 내에서 수행되었다. 침적속도($ms^{-1}$)는 대체로 $1.0{\times}10^{-4}{\sim}2.0{\times}10^{-4}$의 범위로 생육밀도가 높을수록 증가하는 경향이었다. 또한 상대습도가 높을 경우 값이 커진다는 기존 보고와 어느 정도 일치하였다. 본 침적속도는 몇몇 야외 측정치보다 수 십 배 정도 낮았고 이는 주로 피폭상자 내의 낮은 풍속($0.2\;ms^{-1}$ 내외)에 기인하는 것으로 추정되었다. 뿌리 전류계수(작물체 총침적량에 대한 수확시 뿌리 내 함유량의 비)는 다소 보수적으로 계산하여 파종 후 29 일 피폭에서 $1.3{\times}10^{-3}$, 파종 후 53 일 피폭에서는 $5,0{\times}10^{-3}$이었다. 본 실험결과의 이용에 있어서는 기상 조건, 요오드의 물리화학적 형태 등에 유의할 필요가 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.560-571
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• 2019

본 논문은 유기성 폐자원의 하나인 가축분뇨(우분)를 사용하여 고형연료화 가능성을 연구하고자 하였으며 생성물 제작 시 반탄화 방법을 이용하였다. 우분의 낮은 발열량을 개선하기 위해 첨가물을 사용하였으며 첨가물은 임업부산물인 톱밥과 계설성 폐기물인 낙엽을 사용하여 폐기물을 자원화 하고자 하였다. 반탄화 실험 진행 시 반응온도는 $200-260^{\circ}C$까지 $20^{\circ}C$씩 차이를 두어 생성물을 제작하였으며 반응시간은 15분, 30분, 45분으로 나누어 생성물을 제작 후 실험 조건이 반탄화 생성물에 미치는 영향을 알고자 하였다. 첨가물은 우분 대비 9:1, 8:2(우분:첨가물)의 비율로 섞어 시료 제작 후 반응생성물을 제작하였다. 본 실험을 통해 우리나라 고형연료제품 기준인 3,500 kcal/kg에 준하는 생성물을 얻을 수 있었으며, 첨가물을 추가하여 개선된 생성물을 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.315-320
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• 2020

목재 부산물 등을 활용하여 제조되는 목재펠릿(pellet)은 가공되는 방식과 추가되는 부산물의 종류, 목재펠릿난로의 종류에 따라 완전연소가 아닌 불완전연소가 일어나는 경우가 있다. 이에 본 연구에서는 불완전연소로 인한 환경오염과 에너지 낭비를 줄이기 위해 목재펠릿난로 연소 작용의 핵심부인 연소기를 개발하였다. 현재 시중에서 유통되고 있는 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하고 있는 연소기의 한계점을 넘기 위해 다층구조(Multi Layer)방식이라 명명하는 새로운 구조의 연소기 방식을 창안하고, CAD (Computer Aided Design) program으로 설계 후 3D 프린터를 활용하여 실현 가능성을 검증하였다. 검증된 데이터를 바탕으로 다층구조(Mulit Layer)방식의 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하는 연소기의 시제품(Prototype)을 설계, 제작하여 실험을 진행하였다. 실험의 신뢰도를 위해 동일한 날짜, 장소, 연료를 사용하여 현재 시중에서 유통되어 판매되고 있는 목재펠릿난로의 연소기와 본 연구에서 개발한 목재펠릿난로의 연소기를 비교실험하였다. 실험의 결과로 환경적인 측면에서 일산화탄소(Carbon Monoxide) 배출량의 감소를 확인하였고, 에너지 효율면에서 상대적으로 높은 열효율 결과를 도출하여 긍정적인 결과를 나타냈다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.508-513
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• 2011

헴프(Hemp)는 빠른 성장과 재배가 용이한 특성을 가지고 있으며 전통적으로 인피(Bast)는 섬유산업에 이용되고 있다. 그러나 인피를 제외한 줄기(Stem)와 뿌리(Root)는 활용분야가 없어 대부분 부산물로서 폐기되고 있다. 이러한 헴프 부산물은 바이오-오일과 같은 바이오연료나 활성탄의 원료물질로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 헴프 줄기, 뿌리 및 인피를 대상으로 열화학적 특성을 파악하였다. TGA를 이용해 열중량분석을 수행한 결과 헴프 부산물들의 분해영역은 대부분 $270{\sim}370^{\circ}C$ 라는 것을 확인하였다. TGA 분석으로부터 얻은 실험데이터는 미분법을 적용하여 전화율 변화에 따라 활성화에너지와 전지수인자를 계산하였다. 열분해반응에서 활성화에너지는 전화율 증가에 따라 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3351-3356
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• 2014

최근, 플라스틱 남용으로 인해 바이오매스 기반 물질에 대한 연구의 중요성이 증가하고 있는 추세이다. Cellulose acetate butyrate (CAB)는 생분해성의 성질 때문에 재생이 가능하여 잠재성을 가지고 있는 고분자이다. Poly(ethylene-co-isosorbide terephthalate) (PEIT)는 아이소소바이드 모노머로부터 유래된 바이오매스 기반의 고분자이다. 본 연구에서는 다양한 분야에 적용되고 있지만 열안정성이 낮은 CAB에 내열성이 높은 PEIT를 도입하여 용액 블렌딩 방법을 통해 CAB/PEIT 블렌드를 제조하였다. 블렌드의 상용성을 판단하기 위해 모폴로지와 유리전이온도의 거동을 FE-SEM, DMA를 사용하여 분석하였다. TGA 결과는 CAB/PEIT 75/50, 50/50 조성에서 향상된 열적 안정성을 나타내었으며 XRD에서 새로운 결정 구조는 관찰되지 않았다. 결과적으로 CAB/PEIT solution blends는 모든 조성에서 좋은 상용성을 가짐을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.168-176
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• 2019

Spent coffee is one of biomass sources to be converted into bio-oil. However, the bio-oil should be further upgraded to achieve a higher quality bio-oil because of its high oxygen content. Deoxygenation under hydrotreating using different catalysts (catalytic hydrodeoxygenation; HDO) is considered as one of the promising methods for upgrading bio-oil from pyrolysis by removal of O-containing groups. In this study, the HDO of spent coffee bio-oil, which was collected from fast pyrolysis of spent coffee ($460^{\circ}C$, $2.0{\times}U_{mf}$), was carried out in an autoclave. The product yields were 72.16 ~ 96.76 wt% of bio-oil, 0 ~ 18.59 wt% of char, and 3.24 ~ 9.25 wt% of gas obtained in 30 min at temperatures between $250^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$ and pressure in the range of 3 to 9 bar. The highest yield of bio-oil of 97.13% was achieved at $250^{\circ}C$ and 3 bar, with high selectivity of D-Allose. The carbon number distribution of the bio-oil was analyzed based on the concept of simulated distillation. The $C_{12}{\sim}C_{14}$ fraction increased from 22.98 wt% to 27.30 wt%, whereas the $C_{19}{\sim}C_{26}$ fraction decreased from 24.74 wt% to 17.18 wt% with increasing reaction time. Bio-oil yields were slightly decreased when the HZSM-5 catalyst and dolomite were used. The selectivity of CO was increased at the HZSM-5 catalyst and decreased at the dolomite.

• 한국기후변화학회지
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• 제6권3호
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• pp.175-184
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• 2015

In this study GC and PAS were used to calculate $N_2O$ concentration of exhaust gas from Wood Chip combustion system. Fuel supplied to the incinerator was collected and analyzed and then the analysis result was used to calculate $N_2O$ emissions. Tier 3 and Tier 4 Method were used to calculate the $N_2O$ emissions. Plant's Specific emission factor of $N_2O$ by Tier 3 Method was 0.35 kg/TJ, while default emission factor of Wood?Wood Waste proposed by 2006 IPCC G/L was 4 kg/TJ. So the $N_2O$ emission factor of this study was 3.65 kg/TJ lower compared to the IPCC G/L. The total emissions calculated by Plant's specific emission factor was 4.22 kg during the measuring period, but by Tier 4 Method it was 7.88 kg. This difference in emissions was caused by the difference of continuous measuring and intermittent sampling. It would be necessary to apply continuous measuring to calculate emissions of $Non-CO_2$ gas whose the density distribution is relatively high. However currently, according to the target management guideline of greenhouse gas and energy, the continuous measuring method to calculate greenhouse gas emission is applied only to $CO_2$. Therefore for reliable greenhouse gas emission calculation it would be necessary to apply continuous measuring to calculate $Non-CO_2$ gas emission.

• 자원환경지질
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• 제38권5호
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• pp.579-585
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• 2005

비소를 제거하기 위한 경제적이고 친환경적인 생물흡착제 제조를 위해 폐 활성슬러지를 사용하여 생물흡착제로서의 적용성을 검토하였다. 생물흡착제로 사용된 폐 활성슬러지는 비소 흡착능 향상을 위해 각각 9시간과 24시간 메틸화(methylation) 되었고 흡착된 비소는 24시간 메틸화한 활성슬러지가 9시간보다 향상된 결과를 나타내었다. 24시간 메틸화한 활성슬러지의 비비소흡착량(specific As adsorption)은 0.06mmol As(V)/g biomass이고 용액의 pH가 비소에 미치는 영향은 생물흡착제로 사용된 활성슬러지가 메틸화된 후에도 지속되었다. 비소 제거에 대한 pH 영향은 5, 7, 9 세가지 경우에 대해서 조사되었고 이중 pH 5일때 비비소흡착량(specific As adsorption)이 pH 9인 경우보다 3배 큰 비흡착량을 나타내었다.