• Environmental Engineering Research
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• 제24권4호
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• pp.591-599
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• 2019

To convert sewage sludge to energy, drying-gasification characteristics during microwave heating were studied. During the gasification of carbon dioxide, the main products were gas, followed by char, and tar in terms of the amount. The main components of the producer gas were carbon monoxide and hydrogen including a small amount of methane and light hydrocarbons. They showed a sufficient heating value as a fuel. The generated tar is gravimetric tar, which is total tar. As light tars, benzene (light aromatic tar) was a major light tar. Naphthalene, anthracene, and pyrene (light polycyclic aromatic hydrocarbon tars) were also generated, but in relatively small amounts. Ammonia and hydrogen cyanide (precursor for NO_x) were generated from thermal decomposition of tar containing protein and nitrogen in sewage sludge. In the case of sludge char, its average pore diameter was small, but specific area, pore volume, and adsorption amounts were relatively large, resulting in superior adsorption characteristics.

• 한국연초학회지
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• 제21권2호
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• pp.128-135
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• 1999

This study was conducted to determine the sidestream smoke concentration, nicotine, tar, and CO, by the characteristics of tobacco leaves and their combinations. 20 kinds of tobacco leaves and 15 types of their combinations were selected for this study. After collecting the sidestream smoke by fishtail chimney, the concentrations of nicotine, tar, and CO in sidestream smoke were analyzed. Variation in nicotine concentration of sidestream smoke among tobacco leaves and their combinations was as much as 9-times. Heavy leaves and burley leaves were higher in nicotine concentration than light leaves and flue-cured leaves, respectively, the reconstituted tobacco leaf had the minimum concentration of nicotine. Tar concentration of sidestream smoke also was changed by the characteristics of tobacco leaves and their combinations. As the american C4F had the maximum concentration of tar in sidestream smoke, the reconstituted tobacco leaf showed the minimum concentration. Blending 50 % flue-cured B1-0 plus 50% burley B1-T grade showed the highest value in the nicotine concentration. Also, in case of adding B3K and izmir tobacco leaves, the nicotine concentration was decreased. The tar concentration in the sidestream smoke increased as increasing the amount of flue-cured heavy leaf. The CO concentration was not so much Changed by the characteristics of tobacco leaves and their combinations.

• Environmental Engineering Research
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• 제17권2호
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• pp.89-94
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• 2012

Pyrolysis/gasification technology utilizes an energy conversion technique from various waste resources, such as biomass, solid waste, sewage sludge, and etc. to generating a syngas (synthesis gas). However, one of the major problems for the pyrolysis gasification is the presence of tar in the product gas. The tar produced might cause damages and operating problems on the facility. In this study, a gliding arc plasma reformer was developed to solve the previously acknowledged issues. An experiment was conducted using surrogate benzene and naphthalene, which are generated during the pyrolysis and/or gasification, as the representative tar substance. To identify the characteristics of the influential parameters of tar decomposition, tests were performed on the steam feed amount (steam/carbon ratio), input discharge power (specific energy input, SEI), total feed gas amount and the input tar concentration. In benzene, the optimal operating conditions of the gliding arc plasma 2 in steam to carbon (S/C) ratio, 0.98 $kWh/m^3$ in SEI, 14 L/min in total gas feed rate and 3.6% in benzene concentration. In naphthalene, 2.5 in S/C ratio, 1 $kWh/m^3$ in SEI, 18.4 L/min in total gas feed rate and 1% in naphthalene concentration. The benzene decomposition efficiency was 95%, and the energy efficiency was 120 g/kWh. The naphthalene decomposition efficiency was 79%, and the energy yield was 68 g/kWh.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.192-200
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• 2016

A characteristics of microwave drying-gasification was analyzed for converting a dewatered sewage sludge generated a wastewater treatment plant. Gas (60%) was the largest component of the product of microwave gasification, followed by sludge char (33%) and tar (2%). The main components of the producer gas were hydrogen (33%) and carbon monoxide (40%), and there was some methane and hydrocarbons ($C_2H_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$). Larger nitrogen and smaller oxygen amounts were generated. Gravimetric tar generated $414g/m^3$. This means a total tar which is a heavy hydrocarbons from the volatile organic substance in the sewage sludge. Selected light tars were benzene, anthracene, naphthalene, pyrene, showing lower concentrations as 2.62, 0.37, 0.49, $0.28g/m^3$, respectively. Sludge char has larger meso pores which is a mean pore size of $50.85{\AA}$ and has high adsorptivity. An amount of adsorption was $228.71cm^3/g$, showing higher quantity than acommercial adsorbers. This indicates that the gas obtained from the microwave gasification of wet sewage sludge can be used as fuel, but the heavy tar in the gas must be treated. Sludge char can be used as a tar reduction adsorbent in the process, and then burns as a solid fuel.

• 에너지공학
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• 제20권4호
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• pp.298-302
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• 2011

In this study, Catalytic reforming with vapor and biomass gasification was simultaneously performed in a same fixed bed reactor at $600-800^{\circ}C$. Light gases were produced from reformation of the tar (fuel gases) in biomass gasification by using limonite and dolomite, as catalysts. Hydrogen and carbon dioxide are main components in light gases. Hydrogen yields increased with temperature increasing in the range of $650-800^{\circ}C$, because the water shift reaction was promoted by catalyst. The yield of hydrogen gas was increased about 160% under catalyst with the mixture of limonite and dolomite comparing to limonite only.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-39
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• 2017

현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1034-1042
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• 2012

본 연구에서는 다양한 석탄 연구에 적용되고 있는 층류 반응기(LFR)를 이용하여 열분해와 연소 분위기에서 탄종에 따른 화염형상을 분석하였고, 휘발분 함량이 다른 두 석탄의 타르와 수트의 발생률을 구하였으며 이를 촤 입자의 표면적 및 표면 형상 변화와 함께 비교하였다. 본 연구에서 사용된 층류 반응기는 화염형상을 가시적으로 분석하기에 뛰어나므로 석탄이 반응할 때 생성되는 수트 클라우드를 측정하여 그 형상 변화를 근거로 탈휘발의 종료 지점을 가정하였다. 휘발분 함량이 많은 Berau 탄은 Glencore A.P. 탄보다 수트 클라우드의 폭과 길이가 증가하였고, 연소 분위기에서는 촤와 수트의 산화반응에 의하여 열분해 때보다 화염과 수트 클라우드의 길이가 짧아지면서 더 밝은 빛을 내었다. 포집높이 50 mm까지에서는 휘발분 함량이 많은 Berau 탄의 타르와 수트 발생률이 Glencore A.P. 탄보다 작았다. 이는 석탄 연료의 조성 중 Berau 탄내에 상대적으로 높은 산소 성분의 함량과 OH- 같은 라디칼들로 인해 타르가 산화되기 때문이다. 반면에, 50 mm 이후부터는 Berau 탄이 Glencore A.P. 탄보다 더 많은 타르와 수트의 발생률이 나타나며 탄종간에 수트 발생률의 역전현상이 일어나는데 이는 촤 입자 내부의 휘발물질과 탈휘발 과정에서 생성된 화염 속의 잔여 타르 및 light gas 성분이 반응하여 수트를 발생시켰기 때문이다. 이를 통해서 석탄 내의 휘발분의 함량과 산소농도는 수트 클라우드의 길이와 폭에 명확한 영향을 주며, 수트 발생률에 매우 중요한 인자라는 것을 확인할 수 있었다. SEM과 B.E.T.의 결과로부터 탈휘발이 종료된 후에도 촤 입자 내부의 잔존 휘발물들이 분출되면서 타르와 수트가 발생함을 확인할 수 있었고, 각 탄의 휘발분 함량과 기공의 발달 차이를 통해서 100 mm 이후에 나타난 타르와 수트의 발생률 역전 현상을 설명할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권11호
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• pp.636-641
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• 2015

폐기물을 고체재생연료(SRF: Solid Refuse Fuel) 에너지로 전환하는 것은 화석에너지의 대체효과는 물론 온실가스 저감에도 기여한다. 그러나 플라스틱이 많이 함유한 SRF의 직접연소의 경우 검뎅(soot), 다이옥신 등의 생성문제가 있으므로 열분해/가스화 처리의 적용이 효과적이다. 본 연구에서는 플라스틱이 다량 함유된 SRF를 열분해 가스화의 특성을 파악하여 새로운 형태의 열분해 가스화 처리장치 개발을 위한 열적 기본자료을 제공하고자 한다. 이를 위해 새로이 벤치규모의 장치를 설계 제작하여, 설정된 일정 온도에서 공기비 변화에 대한 가스, 타르, 촤 생성특성에 대해 규명하였다. SRF 샘플 2 g, 가스화 공기비 0.691, 홀딩시간(Holding time) 32분일 때, 생성가스는 $H_2$ 1.36%, $CH_4$ 2.18%, CO 1.88%, $Cl_2$ 15.9 ppm, HCl 26.4 ppm로 생성되었으며, 중량타르(Gravimetric tar) $18g/Nm^3$와 경질타르는 Benzene $4.03g/m^3$, Naphthalene $0.39g/m^3$, Anthracene $0.11g/m^3$, Pyrene $0.06g/m^3$ 그리고 촤는 0.29 g 생성되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.704-710
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• 2014

바이오매스는 지구온난화에 중요한 기여자인 이산화탄소와 같은 온실가스를 해결할 수 있는 대체에너지로 간주된다. 또한 바이오매스 에너지는 열화학적 전환 공정을 통해 다양한 형태로 전환된다. 본 연구에서는 목질계 바이오매스의 가스화를 위해 연속식 가스화기를 제작하였다. 목질계 바이오매스는 폐목재를 사용하였다. 이산화탄소 가스화 실험은 가스화 온도, 함수율 그리고 주입 이산화탄소 농도 변화에 따라 진행하였다. 실험결과는 가스화 온도가 증가함에 따라 생성가스 발생량이 증가함을 보였다. 경질타르는 중질타르의 열적 분해에 의해 증가되었고, 주사현미경 분석을 통해 촤 세공형성이 발달되는 것을 확인하였다. 일산화탄소 농도는 부다 반응에 의해 이산화탄소 주입농도 증가함에 따라 증가하였다. 변수별 실험에 의해, 최적 실험 조건에서 수소와 일산화탄소는 32.91%와 48.33%가 생성되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.205-209
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• 2018

The spectral composition of light can affect the growth and biochemical composition of photosynthetic microalgae. This study examined the use of light filtering through a solution of soluble colored additives, a cost-effective method to alter the light spectrum, on the growth and lipid production of an oleaginous microalga, Nannochloropsis gaditana (N. gaditana). Cells were photoautotrophically cultivated under a white light emitting diode (LED) alone (control) or under a white LED that passed through a solution of red and yellow color additive (4:1 ratio) that blocked light below 600 nm. The specific growth rate was significantly greater under filtered light than white light ($0.2672d^{-1}$ vs. $0.1930d^{-1}$). Growth under filtered light also increased the fatty acid methyl ester (FAME) yield by 22.4% and FAME productivity by 80.0%, relative to the white light control. In addition, the content of saturated fatty acids was greater under filtered light, so the biodiesel products had better stability. These results show that passing white light through an inexpensive color filter can simultaneously enhance cellular growth and lipid productivity of N. gaditana. This approach of optimizing the light spectrum may be applicable to other species of microalgae.