• 신재생에너지
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• 제6권1호
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• pp.29-37
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• 2010

Biogas is a carbon neutral energy and consists of mostly methane and carbon dioxide, with smaller amounts of water vapor, and trace amounts of $H_2S$, Siloxane and other impurities. Hydrogen sulfide and Siloxane usually must be removed before the gas can be used for generation of electricity or heat. The goals of this project are to develope the Fuel conditioning system of Land Fill Gas for 30kW-Micro Gas Turbine co-generation system. The fuel conditioning system mainly consists of $H_2S$ removal system, Land Fill Gas compressor, Siloxane removal system and many filtering systems. The fuel requirement of 30kW MGT is at least 32% of $CH_4$, $H_2S$ (<30 ppm), Siloxane (<5ppb) and supply pressure (> 0.6 MPa) from LFG compressor. Main mechnical charateristics of Micro Gas Turbine system by using LFG have the specific performance; 1) high speed turbine speed (96,000 rpm) 2) very clean emmission NOx (<9 ppm) 3) high efficiency of energy conversion rate. This paper focuses on the development of design technology for LFG fuel conditioning system. The study also has the plan to replace the fuel of gas turbine and other distributed power systems. As the increase of Land Fill Gas (LFG), this system help to contribute to spread more New & Renewable Energy and the establishment of Renewable Portfolio Standards (RPS) for Korea.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.570-576
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• 2014

LFG (Land-Fill Gas) includes components of $CH_4$, $CO_2$, $O_2$, $N_2$, and water. The preparation of synthesis gas from LFG as a DME (Dimethyl Ether) feedstock was studied by methane reforming of $CO_2$, $O_2$ and steam over NiO-MgO-$CeO_2$/$Al_2O_3$ catalyst. Our experiments were performed to investigate the effects of methane conversion and syngas ratio on the amount of LFG components over NiO-MgO-$CeO_2$/$Al_2O_3$ catalyst. Results were obtained through the activity reaction experiments at the temperature of $900^{\circ}C$ and GHSV of 4,000. The results were as following; it has generally shown that methane conversion rate increased with the increase of oxygen and carbon dioxide amounts. Highly methane conversion of 92~93% and syngas ratio of approximately 1.0 were obtained in the feed of gas composition flow-rate of 243ml/min of $CH_4$, 241ml/min of $CO_2$, 195ml/min of $O_2$, 48ml/min of $N_2$, and 360ml/min of water, respectively, under reactor pressure of 15 bar for 50 hrs of reaction time. Also, it was shown that catalyst deactivation by coke formation was reduced by excessively adding oxygen and steam as an oxidizer of the methane reforming.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.13-20
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• 2011

마이크로 가스터빈의 높은 연료 다양성은 광범위한 범위의 적용처에 적용할 수 있도록 설계되었다. 최근에는 가스터빈 발전시스템의 연료로서, 유기성폐기물의 소화가스와 쓰레기 매립지로부터 발생되는 바이오 가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 우리는 매립지 가스를 이용하여 마이크로 가스터빈 열병합 발전시스템의 성능특성 및 운전 특성에 대한 영향을 연구하고 있다. 메탄과 이산화탄소를 동시에 회수하는 공정을 개발하여 현장 실증 플랜트 규모로 시험을 수행하였으며, 유리온실에 농작물의 이산화탄소 고농도 집적을 목적으로 철-킬레이트 화합물을 기본으로 하는 액상촉매를 이용하여 매립지 가스내에 있는 불순물을 저렴한 비용으로 제거하고자 한다. Fe-EDTA(철-킬레이트)를 이용한 내부순환 다판식 기포탑 반응기에 의하여 농축정제와 이산화탄소 제거가 매립지 가스의 최적화 연료화를 추진하였다. 매립지가스의 유량은 0.207 $m^3$/min이고 5.5 kg/$cm^2$의 압력으로 공급되며 메탄농도 70%, 이산화탄소 27%로 공급되도록 농축반응기를 설계하였고 황화수소 99% 제거를 목표로 한다. 유리온실은 마이크로 가스터빈 배가스와 온수를 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도에서 1500 ppm의 농도범위로 공급되도록 설계되었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권7호
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• pp.111-117
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• 2021

본 연구는 LFG(Land Fill Gas)의 주성분인 메탄(CH₄) 60%와 이산화탄소(CO₂) 40%로 구성된 매립지가스를 활용하여 정적연소 환경에서 연소의 초기 불안정성을 해결할 수 있는 실험적인 연구결과를 제안하는 것이다. 실험조건은 공기과잉율 0.9~1.6, 초기연소를 위한 압축압력 3bar, 실험주변온도 25℃, 실험용 연료가스 메탄, 예연소실 화염 분출구 직경 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5mm로 설정하였다. 실험결과 M3.0 모델에서 초기화염의 확산성이 매우 증가된 특성을 확인할 수 있으며, 이와 같은 증가의 특성은 공기 과잉률이 0.9, 1.0, 1.2에서 오리피스의 효과가 극도로 향상하게 되었다는 점을 알 수 있었다. 결과적으로, 본 실험을 통하여 M3.0으로 설계된 예연소실 화염 분출구 치수를 LFG에 적용할 경우 기존의 점화 플러그 특성 보다 부분적인 연소의 성능을 높일 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.160-160
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• 2007

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.477-483
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• 2015

LFG (Land-Fill Gas) includes components of $CH_4$, $CO_2$, $O_2$, $N_2$, and water. The preparation of synthesis gas from LFG as a DME (Dimethyl Ether) feedstock was studied by methane reforming of $CO_2$, $O_2$ and steam over $NiO-MgO-CeO_2/Al_2O_3$ catalyst. Our experiments were performed to investigate the effects of methane conversion and syngas yield on the amount of LFG components over $NiO-MgO-CeO_2/Al_2O_3$ catalyst. Results were obtained through the methan reforming experiments at the temperature of $900^{\circ}C$ and GHSV of 8,800. The results were as following; it has generally shown that syngas yield increase with the increase of oxygen and steam amounts and then decrease. Highly methane conversion of above 98% and syngas yield of approximately 60% were obtained in the feed of gas composition flow-rate of 243ml/min of $CH_4$, 241ml/min of $CO_2$, 195ml/min of $O_2$, 48ml/min of $N_2$, and 450ml/min of steam, respectively, under reactor pressure of 1 bar for 200 hrs of reaction time. Also, it was shown that catalyst deactivation by coke formation was reduced by excessively adding oxygen and steam as an oxidizer of the methane reforming.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.4679-4688
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• 2011

본 연구는 신재생에너지 활용을 위하여 강원도의 B 지자체를 대상으로 폐기물 발생특성에 따른 매립가스 발생량 및 자원화 가능성에 대하여 연구하였다. B 지자체의 생활폐기물 평균 겉보기 밀도는 144 kg/$m^3$로, 가스 물질 및 연료화 가능성 물질인 가연성 평균 폐기물 조성비는 종이류 36.0 %, 비닐 플라스틱류 21.6 %, 음식물류 19.7 %로 조사되었다. 발열량 분석결과, 고위발열량(습윤) 3,471 $kca{\ell}$/kg, 저위발열량(습윤) 2,941 $kca{\ell}$/kg로 측정되었으며, 특히 음식물류 폐기물의 매립지 직매립이 금지된 후 에는 발열량이 높은 종이류와 비닐 플라스틱의 비율이 증가하여 발열량이 증가한 것으로 나타났다. 매립지에서 발생하는 메탄가스는 2021년(2,505.7 CH4 ton/year)을 정점으로 점차 감소하는 것으로 예측되었는데, 특히 RDF(Refuse Derived Fuel) 제조시설이 설치되면 2013년(1,956.9 CH4 ton/year)을 정점으로 감소되는 것으로 예측되었다. B 지자체의 매립지에서 발생하는 매립가스(Land Fill Gas; LFG) 추정량은 9.92 $m^3$/min 로 예측되어 타 지자체에서 발생하는 매립가스 추정량(10.11 $m^3$/min)과 유사하게 조사되었다.