• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.45-52
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• 2015

구미의 화학약품 제조업체 휴브글로브에서 불산 유출사고가 발생하고 약 1년 후인 2013년 8월 초 사고 발생 현장 주변에 성립한 식생 피해에 대한 조사를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 소나무와 스트로브잣나무는 매우 심한 피해, 은행나무, 상수리나무, 리기다소나무, 왕버들, 무궁화 및 배롱나무는 심한 피해, 굴참나무, 참싸리 및 참억새는 중간수준의 피해 그리고 갈참나무, 청미래덩굴, 새, 아까시나무 및 오동은 가벼운 피해를 나타내었다. 우리는 피해 현장 주변에서 피해를 입지 않은 어떤 식물도 발견하지 못하였다. 이러한 결과는 불소가 대기, 토양 및 물에 오랫동안 남아 생태계의 모든 수준에 걸쳐 부정적인 영향을 미친다고 알려졌듯이 이 지역에서 지난 해 발생한 불소피해가 여전히 지속되고 있다는 것을 의미한다. 한편, 여천공업단지에서 조사된 결과에 의하면, 식물 잎에 포함된 불소 농도는 비료공장으로부터 거리에 따라 달라졌고 식생 피해는 그 농도에 비례하는 경향이었다. 이런 점에서 불산 유출사고 현장 주변 생태계에 잔존하는 불소의 제거 및 해독 대책이 시급히 요청되고 있다. 불소를 불활성화 시킬 수 있는 칼슘과 마그네슘을 함유하고 있는 돌로마이트의 시비가 그 피해를 완화시킬 수 있는 복원계획의 하나로 준비되었다. 그밖에 토양개량 효과를 증진시키기 위해 인산염 비료 시비가 복원계획으로 추가되었다. 나아가 우리는 불소피해를 완화시키기 위한 두 번째 대책으로 내성종의 도입을 추천하였다. 불소가스 피해로 고사된 나무들을 대체하여 새로운 숲을 만들기 위한 내성종으로 우리는 갈참나무를 추천하였고, 그 숲이 안정된 내부 환경을 확보하기 위한 망토군락을 이룰 식물 종으로는 청미래덩굴과 새를 추천하였다.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.213-222
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• 2014

자동차 연료용 바이오가스의 고순도 메탄 분리정제를 위해 2단 재순환 분리막 공정을 연구하였다. 2단 재순환 분리막 공정을 개발하기 위해 폴리설폰(Polysulfone) 중공사 모듈을 채택하여 이산화탄소, 메탄의 순수투과도를 측정하였다. 또한 모델 혼합가스를 대상으로 모듈의 메탄농도와 압력에 대해 투과실험을 수행하여 메탄의 농도와 회수율에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과를 토대로 2단 재순환 분리막 파일럿 플랜트를 제작하였으며 현장에서 발생되는 바이오가스를 대상으로 공정변수에 대한 메탄 회수율과 농도에 관한 투과실험을 수행하였다. 제습기와 탈황설비 등의 전처리설비를 거쳐 가스 내의 수분을 500 ppm 이하, 바이오가스내의 황화수소 농도를 20 ppm 이하로 제거하였으며 그 정제된 혼합가스를 대상으로 파일럿 분리막 공정의 막면적비에 따른 운전결과를 알아보기 위하여 1, 2단의 막면적비가 각각 1:1, 1:3, 2:2가 되도록 구성하여 실험을 진행한 결과, 1단의 막면적은 $1m^2$로 동일하고 2단의 면적비가 $1m^2$에서 $3m^2$로 증가하였을 경우 최종 공급유량은 6.6 L/min에서 80.7 L/min로 그리고 메탄 회수율은 메탄순도 95%에서 47.1%에서 92.5%로 증가하였다. 또한, 막 면적비가 1:1로 동일한 경우 전체 면적이 2배로 증가함에 따라서 유량은 6.6 L/min에서 100.8 L/min로 회수율은 47.1에서 88.3%를 나타내었다. 1:3 면적비에서 공급유량이 증가하는 경우, 최종 메탄 순도는 감소하고 메탄 회수율은 증가하는 것을 알 수 있었다. 운전압력이 증가할수록 공급유량은 증가하고 회수율은 다소 감소하는 것으로 나타났다. 실험을 통해 유효막면적, 공급압력과 공급유량의 변화가 공정 성능향상에 중요한 영향을 미친다는 것을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1287-1293
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• 2008

기존의 연구에서 널리 사용된 흡수제 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP)의 성능 개선을 위해 carbon dioxide (CO$_2$) 및 nitrogen dioxide (NO$_2$)의 흡수율이 우수한 ammonia (NH$_3$)를 첨가하여 평면교반조에서 CO$_2$, NO$_2$ 및 CO$_2$/NO$_2$의 흡수속도실험을 수행함으로써 반응속도상수를 AMP 단일흡수제와 비교하였다. 30 wt.% AMP에 1, 3, 5 wt.%의 NH$_3$ 첨가에 따라 흡수속도는 대표적으로 303 K, 1 kPa NO$_2$ 분압에서 12.6$\sim$32.6% 증가되므로 NH$_3$의 첨가로 반응속도를 향상시켜 공정 효율의 증가를 기대할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 30 wt.% AMP에 3 wt.% NH$_3$ 첨가 수용액의 NO$_2$ 분압 1 kPa과 CO$_2$ 분압 15 kPa에서 CO$_2$/NO$_2$ 동시 흡수속도는 5.50$\sim$6.40$\times$10$^{-6}$ kmol m$^{-2}$ s$^{-1}$로 NH$_3$의 CO$_2$ 및 NO$_2$에 대한 높은 부하능 및 추가 반응에 기인하여 AMP 단일수용액에 비해 48.2$\sim$41.6% 증가하였다. 또한, 화력발전소에서 배출되는 연소배가스 조성과 같이 CO$_2$ 15 kPa 및 NO$_2$의 비교적 낮은 분압(1 kPa) 조건에서 NO$_2$는 AMP에 NH$_3$ 첨가에 따라 약 2배의 빠른 반응으로 CO$_2$의 흡수에 큰 영향 없이 NO$_2$를 동시에 흡수할 수 있을 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.67-76
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• 2021

바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH₄)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 10⁶toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.853-860
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• 2012

비산재 혼합에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$과 $CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$과 $MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.688-693
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• 2014

촉매필터의 NO 환원활성을 조사하기 위하여 $SO_2$와 $H_2O$가 동시 또는 따로 존재하는 조건에서 NO, $NH_3$, air로 구성된 합성가스 분위기에서 그 성능이 측정되었다. 집진성능이 높이 평가된 SiC 세라믹 필터의 기공에 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매를 코팅하여 SCR용 촉매필터를 제작하였다. $260^{\circ}C$ 이하의 저온영역에서 반응가스 중에 $SO_2$와 $H_2O$가 각각 또는 동시에 존재할 경우에 이들이 존재하지 않을 때와 비교하여 촉매필터의 활성이 두드러지게 감소하였다. 반면에 $320^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 반응가스 중에 $SO_2$가 포함될 경우 촉매필터의 활성이 증가하여 여과속도 2 cm/s에서 500 ppm의 NO를 99.8% 이상 질소로 환원시켰다. 특히 반응가스 중에 물이 존재할 때는 $380^{\circ}C$의 고온까지 99% 이상의 NO 전환율이 유지되었다. 이와 같은 물의 영향은 물이 고온에서 $NH_3$ 산화반응을 둔화시켜서 $N_2O$ 생성으로 가는 반응을 억제시키기 때문으로 해석되었다. $SO_2$와 $H_2O$가 공존하는 반응가스에서 100시간 운전 후에도 촉매필터의 초기 NO 환원활성이 유지되었다. 따라서 촉매필터가 분진과 NOx 가스를 동시에 처리할 수 있는 우수한 산업촉매로써 활용될 수 있을 것으로 사료되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제43권4호
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• pp.491-499
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• 1996

연구배경 : 흉막염은 임상에서 흔히 접하게 되는 질환이나 폐기능에 미치는 영향 및 천자 후 변화는 많이 연구되어져 있지 않다. 이전의 보고들은 흉막 천자 후 폐기능 변화와 동맥혈 산소 분압은 거의 없거나 작은 호전을 보인다고 보고하였다. 이에 흉막액이 폐기능에 미치는 영향, 흉막천자 후 폐기능 및 동맥혈 간소 분압의 개선 정도와 장기 경과 관찰후 폐기능의 변화를 살펴보고자 하였다. 방법 : 1994년 2월부터 1995년 9월까지 이화여대부속병원에 결핵성 흉막염으로 입원한 환자 27명을 대상으로 하여 흉막액의 경중도와 발현되는 증상, 증상 발현 기간에 따라 폐기능을 비교하고 천자 전후의 변화를 측정하였다. 결과 : 1. 흉막염은 제한성 폐기능 장애를 야기시키며 소기도 뿐 아니라 대기도의 기능 장애도 유발시킨다. 2. 흉막 천자후 MMFR, $FEV_1$, Raw, $PO_2$는 조기(median 1주)부터 현저히 호전되었으며, 합병증이 없는 환자에서 장기(median 17주) 경과 관찰시 경한 제한성 폐기능 장애가 남았다. 3. 흉막 삼출이 심한 정도에 따라 FVC, $FEV_1$ 및 TLC가 유사한 정도로 제한되며 이에 따라 산소 분압도 상대적으로 저하되었다. 4. 증상 발현 기간이 1주 이내인 경우와 주소가 호흡곤란인 경우 폐기능 장애가 가장 심하였다. 5. Flow-Volume Curve 에서 흉막천자 후 Lung Volume이 큰 부위에서 작은 부위보다 Flow Rate가 상대적으로 증가하는 양상을 보였으며 말기 호흡으로 갈수록 영향을 적게 받았다. 6. 초회 천자량과 $FEV_1$(r=0.47), FVC(r=0.44), 및 TLC(r=0.39) 의 호전된 변화량과는 유의한 상관관계를 보였으며 흉막염 1L천자시 $FEV_1$은 0.44L, FVC는 0.41L, TLC는 0.73L의 호전이 예측된다. 결론 : 흉막염은 제한성 폐기능 장애를 야기시키며 소기도 뿐 아니라 대기도의 기능 장애도 유발시키고, 흉막천자 후 점차로 호전되어 회복 후에는 경한 제한성 폐기능 장애를 남긴다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제56권5호
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• pp.523-531
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• 2004

연구배경 : 최근 기계환기 중 기관지내시경술의 필요성이 증가하고 있으나, 시술 중 생리학적 변화나 안전성에 대한 연구가 부족한 상황이다. 이에 연구자들은 PEEP을 시술전과 동일하게 유지하면서 기관지내시경술을 시행하여 생리학적 변화 및 안전성에 대해 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2002년 6월부터 2002년 11월까지 삼성서울병원 내과계 중환자실에서 기계환기를 하면서 기관지내시경술을 시행했던 19명의 환자(남자 10명 여자 9명, 연령 중앙값 61.6세)를 대상으로 하였다. 기관지내시경술을 시행하기 전 100% 산소로 15분간 전산 소요법을 시켰으며 기관지내시경 시술 중 기계환기는 용적조절양식으로, 일회환기량 4 ml/kg, 호흡수 20회/분, 흡기 대 호기비 1:2로 환기하였으며 PEEP은 시술전과 동일하게 유지하였다. 시행 후 30분간 100% 산소를 유지하였다. 결 과 : 기관지내시경술 시행시간의 중앙값은 6분(범위 3-15분)이었다. 기관지내시경술을 시행하면서 호흡성 산증과 저환기, 최고기도압의 상승, 심박수의 증가, auto-PEEP의 발생을 보였다. 이들 변화는 기관지내시경 시술 후에 시술 이전의 상태로 되었다. 압력손상 및 혈압 감소 등의 심각한 합병증은 관찰되지 않았다 결 론 : 심각한 저산소증으로 높은 PEEP을 유지하고 있는 환자에게서 PEEP을 유지한 채로 기관지내시경술을 시행하여도 심각한 합병증은 관찰되지 않았다. 다만, 기관지내시경을 시행하는 동안 호흡성 산증 및 저환기를 보였고, 비록 가역적이지만 이러한 상태에서 환자의 노출을 최소화하기 위해서는 기관지내시경 시행시간을 최소화하여야 한다고 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제27권2호
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• pp.124-138
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• 2018

본 연구는 안산시 산림을 대상으로 연간 $CO_2$ 흡수량 평가를 위한 통계 및 공간자료의 활용성을 검토하였다. 통계자료, 임상도(1:5,000), 산림수종 표준 탄소흡수량 자료들을 활용해 산림의 연간 $CO_2$ 흡수량을 산정하였다. 또한 세분류토지피복도를 이용한 연간 $CO_2$ 흡수량 분석 및 활용성을 검증하였다. 통계자료를 이용한 경우 2010년을 기준으로 연간 $CO_2$ 흡수량의 차이가 컸다. 이는 2010년부터 산림기본통계의 작성 방법이 고도화됨에 따라 임목축적이 급격히 증가한 결과이다. 향후 통계자료를 활용할 경우 최근의 산림기본통계를 이용한 보정이 필요하다. 임상도(1:5,000)와 산림기본통계(2015, 2010)의 시기 차이를 이용한 방법은 수종들의 생장량에 따른 $CO_2$ 흡수량이 반영되지 않았다. 산림수종 표준 탄소흡수량 자료와 임상도(1:5,000)를 이용한 결과 연간 42,369 ton을 흡수하였다. 세분류토지피복도와 산림수종 표준탄소흡수량 자료를 이용한 결과는 40,696 ton이었다. 임상도(1:5,000)를 이용하여 세분류토지피복도를 검증한 결과 p<0.01 수준에서 유의했고, 흡수량 차이는 1,673 ton이었다. 본 연구는 다양한 산림활동의 온실가스 감축 효과 평가에 있어 객관적 기준을 적용하는 일환으로서 의의를 지닌다. 나아가 탄소흡수원과 관련된 토지이용 및 관리 등의 의사결정 지원을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.

• 펄프종이기술
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• 제48권2호
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• pp.34-45
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• 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.