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

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.125-132
• /
• 2012

염화희토류 수화물($RECl_3{\cdot}xH_2O$) 내 존재하는 수분을 제거하기 위하여 탈수화 장치를 제작하여 8가지(La, Ce, Nd, Pr, Sm. Eu, Gd, Y)$Cl_3{\cdot}xH_2O$에 대한 탈수화 실험을 수행하였다. 탈수화 과정 중 희토류옥시염화물의 형성을 억제하기 위하여 TGA 분석을 바탕으로 하여 단계적인 온도 상승($80{\rightarrow}150{\rightarrow}230^{\circ}C$)구간을 설정하였으며 증발된 수분의 원활한 이동을 위하여 예열된 Ar 가스와 vacuum pump를 이용하였다. 각 온도구간에서의 탈수화 정도를 살펴본 결과 $YCl_3{\cdot}xH_2O$를 제외한 염화희토류 수화물은 원자번호가 높을수록 높은 온도에서 더 많은 탈수화가 일어남을 알 수 있었다. 탈수화 과정 후 희토류옥시염화물의 형성은 보이지 않았으며 염화 희토류 수화물 내 수분을 10%이하로 감소시킬 수 있었다.

• 신재생에너지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2022

This study aimed to determine the optimal conditions for fabricating pitch pine (PCP) and Mongolian oak (MOK) pellets using chestnut-shell tea waste (CSW) and castor oil (CSO) as additives. For pellets fabricated using a pilot-scale flat-die pellet mill, all moisture content (MC) was in line with A1 wood pellet standards for residential and small-scale commercial uses designated by the National Institute of Forest Science at the Republic of Korea (NIFOS), regardless of fabricating conditions; the durability of PCP pellets prepared using PCP particles with 10% MC, and CSW addition also satisfied these criteria. The moisture tolerance of PCP pellets improved with combination of 2 wt% CSW and 2-6 wt% CSO. Overall, use of 20 mesh CSW as an additive, PCP with 10% MC, and MOK with 12% MC was found to be optimal. Moreover, using CSO as an additive, high-quality PCP and MOK pellets can be fabricated by adjusting the particles to 12% MC. However, the durability of PCP and MOK pellets prepared using these conditions did not meet the wood pellet standards for residential and small-scale commercial use. Therefore, further research is needed to improve the durability of these pellets.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.259-266
• /
• 2014

산불 확산 패턴 분석은 산림 생태계 안정화를 이해하는데 중요한 요소이다. 하지만 규모의 문제로 인해 실제적인 실험이 불가능하여 많은 학자들이 시뮬레이션 모델을 이용하여 산불 확산의 행동기작을 이해하고 산림 피해를 예측하였다. 그러나 많은 모델들이 연료의 종류, 바람, 습도 같은 여러 환경 요소들의 복잡한 관계를 표현하는데 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 지형의 구조와 두 종의 나무들로 구성된 산림에서 미치는 영향을 분석하는 간단한 모델을 제안하였다. 두 종의 나무는 가연성이 높은 나무와 가연성이 낮은 나무가 있으며, 서로 다른 산불 전이 확률을 가지고 있다. 전체 나무는 시뮬레이션 공간에 0.5에서 1.0까지의 비율로 무작위로 배치된다. 가연성이 높은 나무는 가연성이 낮은 나무 보다 높은 산불 전이 확률을 가진다. 전소한 나무의 수를 기준으로 지형의 구조와 전체 나무의 밀도가 산불 확산에 얼마나 영향을 미치는지 민감도를 분석하였다. 우리는, 본 논문에서 제시한 모델이 앞으로 산불 확산 패턴을 연구하는데 유용할 것으로 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.173.1-173.1
• /
• 2011

The high fuel flexibility of gas turbine power system has boosted their use in a wide variety of applications. Recently, the demand for biogas generated from the digestion of organic wastes and sewage waste water as a fuel for gas turbines has increased. We investigated the performance of high pressure biogas compression system and operating conditions for supplying biogas. The total flow per minute of biogas from food waste water digestion tank is $54Nm^3$. The main type of biogas compression system is the reciprocating system and screw type system. The target of biogas mechanical data is the as belows; inlet pressure 0.045bar, supplying biogas temperature is $30{\sim}60^{\circ}C$, and final pressure is above the 25 bar. Also, inlet conditions of biogas consist of CH4 48.5%~83%, $H_2S$ Max. 500ppm, $NH_3$ Max. 1,500ppm and Siloxane 2.7~4.6ppm. The boosting Blower system raises a pressure from 0.045bar to 1bar before main compressor. The main system lay out of reciprocating consisits of compressor driver, filter, cooling system, blowdown vessel, control system and ESD(Emergency Shut Down) system. And an enclosure package needs to be installed for reducing noise up to 75dB. The system driver is the electronic motor of explosion proof type. Forthe compressor system reliable operation, the cleaning system something like particulate filter needs to be set up in the inlet of compressor and Coalescing Filter in the outlet of compressor. Particulate Filter has to be removed above $10{\mu}m$ size of the particles in biogas. The coalescing filter(Micofine Borosilicate Glass Fibers Filter treated phenol acid) also removes moisture and oil of above $0.3{\mu}m$ to be involved in high pressure biogas up to 90%~98%.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제42권4호
• /
• pp.439-449
• /
• 2014

2012년 신재생에너지공급의무화제도 시행으로 국내 목재펠릿 수요가 급증하고 있으나, 현재 우리나라의 목재펠릿 자급률은 10% 수준에 머물러, 급증하는 수요를 충족하기 어려울 것으로 예상된다. 따라서 안정적인 공급과 가격이 보장될 수 있는 새로운 바이오매스의 발굴을 통하여 목재펠릿에 대한 폭발적인 수요를 대체하는 일은 우리뿐만 아니라 세계적으로 시급한 과제라 할 수 있다. 본 연구의 분석결과 고체 팜 바이오매스 중 대표적인 EFB (empty fruit bunch)와 MF (mesocarp fiber)의 2012년도 연간 발생량(함수율 10% 기준)이 말레이시아와 인도네시아에서 각각 약 2,800만톤과 2,000만 톤으로, 두 지역에서만 연간 총 4,800만 톤이 발생되는 것으로 추정된다. 연료적 특성에 있어서도 EFB의 발열량이 목재의 90% 수준을 상회하므로 목재펠릿을 대체할 수 있는 우수한 바이오매스 에너지자원이라 할 수 있다. 다만, 높은 회분함량으로 인하여 주택이나 온실의 난방용으로는 부적합하지만 발전용이나 산업용으로는 충분히 사용가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제27권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 2002

This study was conducted to develop a dry paddy seeder of strip tillage. The prototype is 8 rows drill seeder, which is composed of a strip tillage, sowing and fertilizing device, and pressing wheels to do the strip tillage, sowing, fertilizing, and draining ditch, simultaneously. The performances of prototype was evaluated through the investigation of fuel consumption, tillage torque, ratio of soil breaking, and economical efficiency and the results were compared with these of a dry paddy seeder that needs whole tillage. According to the USDA textural classification, the experiment field was composed of sandy loam which consisted of 56.8 of sand, 30.2 of silt and 13.0 % of clay, respectively. Its hardness ranged from 952 to 1,673 kPa depending on the soil depth, and its soil moisture content was 24.9%(d. b.) Fuel consumption of the prototype was 5,015g/hr at 2,000 rpm of engine, which was consequently 64% smaller than that of the conventional dry paddy seeder. For the tillage torque, it ranged from 132 to 206N$.$m depending on the tillage pitch, which was 10∼30% smaller than that of the conventional dry paddy seeder. The ratio of soil braking of the prototype was 87∼98%, whereas that of the conventional dry paddy seeder was 80∼97%. The working performance of the prototype was surveyed to be 3.8hours/ha, which was about 5 times higher than that of the conventional dry paddy seeder. The cost reduction of 26.3% was obtained by using the prototype.

• 펄프종이기술
• /
• 제48권2호
• /
• pp.34-45
• /
• 2016

Global warming and climate change have been caused by combustion of fossil fuels. The greenhouse gases contributed to the rise of temperature between $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ over the past century. Presently, fossil fuels account for about 88% of the commercial energy sources used. In developing countries, fossil fuels are a very attractive energy source because they are available and relatively inexpensive. The environmental problems with fossil fuels have been aggravating stress from already existing factors including acid deposition, urban air pollution, and climate change. In order to control greenhouse gas emissions, particularly CO2, fossil fuels must be replaced by eco-friendly fuels such as biomass. The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary. The biomass resources are the most common form of renewable energy. The conversion of biomass into energy can be achieved in a number of ways. The most common form of converted biomass is pellet fuels as biofuels made from compressed organic matter or biomass. Pellets from lignocellulosic biomass has compared to conventional fuels with a relatively low bulk and energy density and a low degree of homogeneity. Thermal pretreatment technology like torrefaction is applied to improve fuel efficiency of lignocellulosic biomass, i.e., less moisture and oxygen in the product, preferrable grinding properties, storage properties, etc.. During torrefacton, lignocelluosic biomass such as palm kernell shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) was roasted under an oxygen-depleted enviroment at temperature between 200 and $300^{\circ}C$. Low degree of thermal treatment led to the removal of moisture and low molecular volatile matters with low O/C and H/C elemental ratios. The mechanical characteristics of torrefied biomass have also been altered to a brittle and partly hydrophobic materials. Unfortunately, it was much harder to form pellets from torrefied PKS and EFB due to thermal degradation of lignin as a natural binder during torrefaction compared to non-torrefied ones. For easy pelletization of biomass with torrefaction, pellets from PKS and EFB were manufactured before torrefaction, and thereafter they were torrefied at different temperature. Even after torrefaction of pellets from PKS and EFB, their appearance was well preserved with better fuel efficiency than non-torrefied ones. The physical properties of the torrefied pellets largely depended on the torrefaction condition such as reaction time and reaction temperature. Temperature over $250^{\circ}C$ during torrefaction gave a significant impact on the fuel properties of the pellets. In particular, torrefied EFB pellets displayed much faster development of the fuel properties than did torrefied PKS pellets. During torrefaction, extensive carbonization with the increase of fixed carbons, the behavior of thermal degradation of torrefied biomass became significantly different according to the increase of torrefaction temperature. In conclusion, pelletization of PKS and EFB before torrefaction made it much easier to proceed with torrefaction of pellets from PKS and EFB, leading to excellent eco-friendly fuels.

• 유기물자원화
• /
• 제17권1호
• /
• pp.27-38
• /
• 2009

본 연구는 유기성폐기물인 음식물폐기물과 하수슬러지를 가연성폐기물을 혼재하여 연료로 사용하기 위해서 제조과정과 연소공정에서 발생되는 특성을 분석하였다. 연료화 재질의 특성은 연도분석기를 이용하여 배연가스 성분을 조사하였고, 발열량은 봄베식 열량계를 이용하여 분석하였다. 연료화 재료의 특성연구를 위하여 기초조사 수분함량(%), 가연성 폐기물 비율, 회분량, 중금속, 각 성분 원소분석, 발열량, 중량 혼재비율에 따라서 분석하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 건조하수슬러지, 음식물폐기물 및 가연성폐기물 혼재비율에 따라 제조하였고, $RDF_{k-2}$는 피트모스, 타르 및 하수슬러지 혼합비율에 의해서 제조하였다. 연소실험은 공기비 2와 연소온도 $850^{\circ}C$의 최적조건 상태에서 실험을 실행하였다. 연소실험장치에서 연소시간 5, 10, 15분의 간격으로 실험하였다. 연소장치로의 주입 연료량은 50g을 주입하여 실행하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 혼재비율에 따라서 발열량 실험결과 6,900에서 8,120 kcal/kg까지 분석되었고, $RDF_{k-2}$는 4,014에서 8,050 kcal/kg까지 나타났다. 연도실험에서 연소의 효율은 RDF의 발열량, 수분, 원소구성성분과 재질의 다양한 혼재비율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 제조된 연료의 $RDF_{k-1}$ 연소실험에서 가연성 성분의 혼재비율이 높은 경우 발열량과 $C_xH_y$ 농도 및 회분량이 증가하였다. $RDF_{k-2}$ 경우는 tar의 혼재비율의 증가함에 따라 발열량은 증가하나 회분량, CO와 $C_xH_y$의 농도발생이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.91-104
• /
• 1996

본 연구는 잡초 발생 전 토양 처리법(pre-emergence soil-treatment)의 원리를 이용하여 수분이 많은 토양에도 열 침투가 좋은 적외선으로 토양을 조사하여 토양 내에 매립되어 있는 잡초 종자의 발아를 억제 및 사멸시키면서 저공해 농산물을 생산하는데 필요한 잡초 방제 방법을 개발하는데 요구되는 기초 자료를 제공하고자 수행되었다. 적외선 방사 장치는 방사열이 높은 세라믹 재료를 사용하여 제작하였고, LPG는 방사 판에서 적외선을 발생하기 위해서 연료로 사용되었다. 본 실험에 사용된 토양은 여러 다른 함수율(0.6, 5.7, 10.7, 15.1% wb)을 갖는 양토였다. 적외선 가열시 토양함수율 및 조사시간(30, 60, 90초)에 따른 토양 깊이별 온도 분포가 측정되었으며 잡초 종자의 발아력을 억제시킬 수 있는 조건인 $80^{\circ}C$ 이상에서 3분 이상 지속될 수 있는 토양 함수별 열 침투 깊이가 분석되었다. 본 연구에 의해 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) 함수율이 0.6%wb인 토양의 경우, 적외선 조사시간을 30초에서 60초 또는 90초로 증가시켰을 때 토양 시료의 잡초 종자 발아 억제 깊이는 9mm, 12mm, 15mm로 각각 3mm씩 증가되었다. 2) 함수율이 5.7% wb인 토양의 경우, 조사시간이 30초일 때 토양 시료에서 잡초 종자 발아 억제 깊이는 단지 3mm이하였으나, 60초 및 90초 동안 조사시킨 토양에서는 잡초 종자 발아 억제 깊이가 각각 $6mm{\sim}9mm$ 및 9mm로 증가되었다. 3) 함수율이 10.7% wb인 토양에 있어서 조사시간이 30초일 경우는 잡초 종자 발아 억제에 필요한 온도가 유지되지 않았다. 반면 조사시간이 60초인 경우는 잡초 종자 발아 억제 깊이가 6mm였고, 조사시간을 90초로 증가시켰을 때는 9mm까지 잡초 종자 발아 억제 깊이가 증가하였다. 4) 함수율이 15.1% wb인 토양에 있어서 조사시간이 30초인 경우는 잡초 종자 발아 억제를 위한 은도 조건을 기대할 수 없었다. 그러나 조사시간이 60초인 경우는 잡초 종자 발아 억제 온도 조건을 만족하는 토양 깊이가 3mm였으며 조사시간이 90초로 증가되었을 때는 15mm로 12mm 증가되었다.