• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.313-317
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• 2017

지속적인 에너지 수요의 증가로 인하여 저등급 석탄이 새로운 에너지 자원으로서 인정받고 있다. 그러나 저등급 석탄의 높은 수분 함량으로 인하여 저등급 석탄의 이용 효율은 기존의 석탄 이용 플랜트들에서 이용하기에 부족하다. 따라서 저등급 석탄의 수분 함량을 낮추는 건조 공정이 요구되고 있다. 비록 다양한 건조 실험들이 진행되었으나, 고압조건에서의 건조 특성은 크게 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는 높은 수분 함량을 지닌 저등급 석탄(수분 함량: 21.5 wt%)의 급속 건조 특성을 가압 마이크로 상승관을 이용하여 고찰하였다. 압력(1-40 bar), 건조 온도($200-600^{\circ}C$), 마이크로 상승관 길이(2-6 m) 등의 운전 조건 변화에 따른 저등급 석탄의 건조 특성을 분석하였다.

• 한국연소학회지
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• 제20권2호
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• pp.1-13
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• 2015

Drying, which is the oldest and most energy-intensive process, is an essential process for treatment of solid product. The specific procedure to design and evaluate the dryers, which are a rotary kiln dryer and a flash dryer, in case of drying the high-moisture coal was described. From determination of size to the heat and mass balance in one-dimensional model were conducted to evaluate the performance of dryers. Heat consumption, inlet gas temperature and size of the dryers were compared between a rotary kiln dryer and a flash dryer. Further considerations to evaluate the reactor elaborately were also discussed. Performance simulation of dryers along with the design procedure described here will provide helpful basis for understanding the concept of reactor design.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.288-296
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• 2023

세계적으로 석탄은 다른 에너지원에 비해 매장량이 풍부하여 다양한 에너지원으로 사용되고 있다. 기존 석탄 이용 방식에서 발생하는 환경적인 문제를 해결하기 위해 청정 석탄 활용 기술 개발이 이루어지고 있으며 대표적인 기술로 IGCC발전 기술이 있다. IGCC 발전에서 사용되는 석탄은 CMD 공정에서 열풍을 동시에 공급하여 건조, 분쇄가 이루어지고 있으나, 공급되는 열풍의 온도가 너무 높을 경우, 탈휘발, 자연발화 현상이 발생하게 되고 이로 인한 CMD 공정의 안정적인 운전을 저하시킨다. 본 연구에서는 유연탄 9종을 이용하여 탈휘발, 자연발화 개시온도를 측정하고 석탄 특성분석결과와 함께 상관관계를 알아보고자 하였다. 탈휘발 현상의 경우 350 ~ 400 ℃ 사이에서 6종 석탄의 탈휘발이 확인되었고 400 ℃ 이상의 온도에서 3종의 석탄 탈휘발을 확인하였다. 자연발화의 경우 100 ℃ 이하에서 1종의 석탄, 100 ~ 150 ℃ 사이에서 6종의 석탄, 150 ℃ 이상에서 2종 석탄의 자연발화를 확인하였다. 측정한 개시온도를 석탄 분석 결과 중 Oxygen, Moisture, Fe₂O₃, CaO, H/C Ratio, O/C Ratio와 비교하여 상관관계를 확인하였다. 회귀분석으로 각 개시온도의 회귀계수와 결정계수를 계산하였으며, FC/VM 데이터의 52.44%가 탈휘발 개시온도에 대해, Fe₂O₃ 데이터의 59.10%가 자연발화 개시온도에 대해 영향을 주는 것에 대한 유의한 결과를 확인 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.693-701
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• 2016

Steam gasification of low rank coals is possible at relatively low temperature and low pressure, and thus shows higher efficiency compared to high rank coals. In this study, the gasification reactivity of four different Indonesian low rank coals (Samhwa, Eco, Roto, Kideco-L) was evaluated in $T=700-800^{\circ}C$. The low rank coals containing $53.8{\pm}3.4$ wt% volatile matter in proximate analysis and $71.6{\pm}1.2$ wt% carbon in ultimate analysis showed comparable gasification reactivity. In addition, $K_2CO_3$ catalyst rapidly accelerated the reaction rate at $700^{\circ}C$, and all of the coals were converted over 90% within 1 hour. The XRD analysis showed no significant difference in carbonization between the coals, and the FT-IR spectrum showed similar functional groups except for differences due to moisture and minerals. TGA results in pyrolysis ($N_2$) and $CO_2$ gasification atmosphere showed very similar behavior up to $800^{\circ}C$ regardless of the coal species, which is consistent with the steam gasification results. This confirms that the indirect evaluation of the reactivity can be made by the above instrumental analyses.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.43-50
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• 2010

에너지 위기로 인하여 석탄에 대한 관심이 증가하고 있다. 그 중에서도 저등급석탄에 대한 관심이 증가하고 있는데, 저등급석탄은 수분함량이 30~60%갱도로 수분함량이 높다. 이러한 저등급 석탄을 발전용 연료로 사용하기 위해서는 건조공정이 선행적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 고정층 반응기를 이용하여 저등급석탄의 건조 반응속도론을 도출하였다. 건조반응속도는 입자크기, 주입가스 온도, 가스 유속, L/D의 영향을 변수로 하여 도출하였다. Reynold's number는 가스 유속과 석탄업자의 크기, L/D는 반응기 직경과 대상탄의 충진양을 보정하기 위해 고려하였다. 석탄의 건조 특성에서도 알 수 있듯이, 고정층 반응기를 이용한 저등급석탄의 건조에 있어서도 표면수분의 건조가 원활하며, 상 경계 반응이 적합한 메커니즘임을 확인 할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제25권4호
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• pp.51-60
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• 2017

화력발전소에서 발생하는 유연탄 Bottom ash(BA)는 고온에서 연소 되고 남은 재이다. 고온에서 구워진 재료이기 때문에 맥반석과 같은 기능이 있을 것으로 사료되어 연구를 시작하였다. 최근 일반 모르터보다 황토, 맥반석 등이 재료로 들어가서 원적외선, 항균, 항곰팡이, 탈취, 조습 기능이 있는 모르터의 수요가 늘어가는 추세이다. 유연탄 BA를 친환경 바이오 혼합소재로 활용하기 위한 친환경 바이오 BA 모르터를 일반 모르터와 각각의 기능성에 대해 비교 시험한 결과 원적외선 방사율이 약 $0.02{\times}10^2W/m^2$ 정도 높게 측정되었으며, 탈취 기능은 약 26% 이상 높게 측정되었다. 조습의 경우에도 친환경 바이오 BA 모르터가 일반 모르터보다 약 1.8배 우수한 효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 국토해양부에서 제정한 흡 방습 건축자재 "양호"기준보다 10% 이상 뛰어난 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.74-80
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• 2019

하수슬러지의 열화학적 처리는 수분을 제거하여 연료로 사용되는 하수슬러지의 수분 함량을 낮추어 주는 기술이다. 열화학적 처리된 하수슬러지는 열량이 높아지기 때문에 에너지 집약적 과정이라고 할 수 있다. 이러한 공정 중에 소비되는 에너지를 절약하기 위해 하수슬러지의 수열 탄화 공정을 사용하였다. 수열탄화 공정은 하수슬러지를 사전 건조 없이 깨끗한 고체연료로 전환할 수 있다. 본 연구는 수열탄화 하수슬러지와 미분탄 연소 시스템의 혼소 특성을 조사하는 것을 목적으로 한다. 혼소 시 생성되는 유해물질 및 연소 효율의 변화를 측정하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 $80kW_{th}$급 연소로로서 1기의 선회류 버너가 장착되어 있다. 두 가지의 석탄을 주 연료로 사용하였고, 하수슬러지의 혼소율은 열량 기준 0% ~ 10%까지 진행하였다. 실험 결과 $NO_x$는 400 ~ 600 ppm, $SO_x$는 600 ~ 700 ppm 사이를 유지하였고, CO는 100 ppm 전후로 일정하게 유지되어 안정적인 연소를 확인할 수 있었다. 하수슬러지를 혼소할 경우, 혼소율이 증가할수록 $NO_x$와 $SO_x$의 배출량도 증가하였으나 그 편차가 크지 않았다. 연소 배가스에 포함된 오염 물질 배출은 혼소 비율 보다 주 연료인 석탄의 조성에 의해 크게 영향을 받는 것으로 밝혀졌다.

• 한국자원식물학회지
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• 제13권1호
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• pp.41-47
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• 2000

양파의 직파재배를 정착시켜 국제경쟁력을 제고 시키기 위한 기초연구의 일환으로 양파종자에 pellet 처리하는 방법을 개발하고, pellet종자의 제 특성을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) Pellet 종자의 모양형성은 일차적으로 pellet물질의 종류에 따라 좌우되며 kaolin, clay, ash,석고 등은 모양형성이 잘 되었으며, bentonite와 diatomite는 모양형성은 되지만 pellet 종자의 표면이 매끄럽지 않았으며, clay는 모양형성은 잘되지만 건조하는 과정에서 pellet종자의 표면에 균열이 발생하였다. PG를 polymer로 PVS(8%)를 binder로 하여 pellet한 종자는 모양 형성, 경도 등에서 가장 적합하였다. 2) Pellet종자의 경도는 polymer종류, binder의 종류와 농도의 영향을 받는데 그 정도는 polymer에서 더 컸다. pellet물질 중 경도가 높았던 것은 gysum, coal ash 등이었으며, 생석회는 경도가 가장 낮았다. 3) PG로 pellet한 종자의 기내 발아율과 출아율은 각각 93.6, 91.8%로 pellet 물질 중 가장 높았고, 출아율은 처리온도 20, $25^{\circ}C$에서 비슷하였다. 토양 수분함량별 출아율은 각각 91% 이상으로 토양 수분함량간 큰 차이는 없었다. 종자의 크기별 평균 출아율은 pellet종자 입경 5와 6mm에서 각각 92.0%로 가장 높았다. 파종심도별 출아율은 파종심도 10mm에서 92.7%로 가장 높았으며 파종심도가 점차 깊어질수록 낮아졌다. 토양수분함량별 평균 출아소요시간은 토양수분함량 70%에서 158시간으로 대조구 138시간에 비해 20시간이 지연되었다.

• 신재생에너지
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• 제10권2호
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• pp.12-18
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• 2014

The objective of this work is to produce solid biofuel from sawdust using the HTC (Hydrothermal carbonization) process. The HTC process of feedstock involves the raw material coming into contact with high temperature and pressurized water. The HTC process could produce gaseous, liquefied and solid products, but this study focused on solid product only as an alternative to coal. In this study, sawdust used for a feedstock and its moisture content was under 5%. Water was added with the feedstock to raise moisture content to 80% and also used catalysts. The HTC process was performed at temperature range from 200 to $270^{\circ}C$ and reaction time was 15 to 120 min. Rising temperature resulted in increasing the higher heating value (HHV) of HTC product. In case of adding catalyst, HHV of solid biofuel was higher and reaction occurred at lower temperature and pressure. Also, HTC solid product had been characterized and found to be hydrophobic, increased HHV (over 40%), and pelletized easily compared to raw material.

• 신재생에너지
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• 제4권4호
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• pp.37-43
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• 2008

Three properties of food waste are water 80%, ash 3%, volatile matter 17%. When food waste goes through treatment process such as removal of foreign substances, removal of water as well as sodium, dryness, and pulverization, it transforms into 4,000 Kcal/kg purverized fuel if moisture content is below 13%. Fuel ratio (fixed carbon/volatile matter) of purverized fuel is low compared with bituminuous coal. Ignition temperature measured by thermogravimetry analyzer is about $460^{\circ}C$. Combustion test of purverized fuel have been performed using energy recovery facility which include storage tank of dewatered cake, dryer, hammer mill, combuster including burner, boiler, flue gas treatment equipment. When 160-180 kg/hr of fuel is steadily supplied to burner for 3 hours, combustor temperature reaches about $1000^{\circ}C$ and CO is 77-103 ppm at 1.55 excess air ratio and SOx and Cl are under 2 ppm and 1ppm, respectively. This experiment demonstrate that purverized fuel made from food waste could be an alternative clean energy at the age of high oil price.