• KIEAE Journal
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• 제15권1호
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• pp.103-109
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• 2015

Recently, the usage of renewable energy system has been recommended because of the energy saving and depletion of fossil fuel. Especially, ground source heat pump system(GSHP) has a high efficiency by using annual stable ground temperature. Also, wood pellet is low cost and a high calorific value compared to fossil fuel. However, only small number of farms have applied renewable energy system to horticultural facility because of a high initial costs and uncertainty of its cost efficiency. In this study, in order to analyze the feasibility for the horticulture, TRNSYS simulation based on the standard horticultural facility was conducted in different weather and covering material conditions. Then, comparative feasibility analysis of each energy supplying system was conducted. As a result, we have found out that a high initial cost of renewable energy system was recovered by the economics of the energy cost. Due to the energy cost reduction, the payback periods were 10-11 years in the case of GSHP and 4-6 years in the case of wood pellet boiler.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권4호
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• pp.403-410
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• 2017

With the growing importance of GHG reduction, wood pellets are considered as a cheaper renewable energy and carbon neutral. On the other hand, there is a concern that the burning wood pellets may release even more air pollutants such as CO and VOCs. In this study, we analyzed the social costs of burning fuels including wood pellets and coals based on the unit calorific value. The social costs were calculated by sum of the import costs of the fuels and the emission costs of the air pollutants. The results showed that wood pellets are inferior to coals in the aspect of the social costs. It is necessary to improve the quality of the wood pellets and pellet boiler facilities for being used eco-friendly energy sources in the future. We suggest that the control facilities of CO and VOCs should be installed, if the control costs are lower than the pollution costs.

• 대한화학회지
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• 제44권6호
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• pp.563-572
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• 2000

화력발전소에서 사용되는 석탄중의 회성분 분석은 노내에서의 슬래깅성(slagging), 파울링성(fouling), 마모성 및 집진성 등을 예측하거나 구성성분에 따라 석탄의 적정 혼탄비율을 결정하는데 유용하게 사용되므로 매우 중요하다. 현재 ASTM에서는 석탄회 분석법은 용융법에 의해 전처리한 후 AAS(Atomic Absorption Spectrometer)로 분석하는 것으로 규정하고 있으나, 이 분석법은 시료의 수가 많은 경우에 상당한 시간과 노력을 필요로 하여 한전의 모든 발전소의 분석업무를 담당하고 있는 본 연구실의 경우에는 적합하지 않다. 따라서, 정확하고 신속한 분석방법을 개발하기 위하여 시료를 LiBO$_2$를 사용한 용융법과 마이크로파을 이용한 용해법으로 전처리를 한 다음 ICP를 사용하여 분석한 결과와 석탄회 시료를 투명한 pellet으로 만들어 XRF로 분석한 결과를 비교${\cdot}$검토하였다. 이번에 확립된 두 가지 전처리법에 의한 ICP 분석과 XRF 방법 모두 석탄회의 주요 성분을 분석하는 데 유용하게 사용할 수 있는 분석방법임을 확인할 수 있었고, 각각의 방법은 장${\cdot}$단점을 가지고 있으므로 사용목적에 따라 적절히 활용될 수 있다.

• 플랜트 저널
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• 제18권3호
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• pp.52-61
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• 2022

본 연구는 실제 운영중인 영동에코발전본부 1호기 125 MW 우드펠릿 발전소를 대상으로 탈질설비 운전조건이 NOx 발생량에 미치는 영향을 시험하였다. SNCR 요소 유량 증가에 따라 NOx 농도는 점차 감소하였으나 SCR 후단 암모니아 슬립은 상승하였다. 시험대상 보일러는 고온의 내부온도로 인해 SNCR 운영에 불리한 구조이며 노즐의 최적위치 검토가 필요할 것이다. SCR 희석공기 온도변화는 NOx 발생량에 영향을 미치지 않았다. SCR 암모니아 유량 증가는 SCR 후단 NOx 농도를 감소시켰고 NOx 제거효율도 증가시켰다. 다만 암모니아 슬립 자체 기준치를 초과하지 않는 암모니아 유량 111 kg/h가 최대 운전기준으로 추정된다. SCR 믹서 압력 상승은 NOx 농도를 감소시키고 제거효율도 최대로 측정되어 NOx 생성을 가장 효과적으로 억제하는 변수로 파악되었다.

• 한국연소학회지
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• 제19권3호
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• pp.8-17
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• 2014

The aims of this research were to evaluate effects of biomass co-firing to pulverized coal power plants and the variation of co-firing ratios on the plant efficiency related to power consumption of auxiliary system and flue gas characteristics such as production and component by process simulation based on the existing pulverized coal power plant. In this study, four kinds of biomass are selected as renewable fuel candidates for co-firing: wood pellet(WP), palm kernel shell(PKS), empty fruit bunch(EFB) and walnut shell(WS). Process simulation for various biomass fuels and co-firing ratios was performed using a commercial software. Gas side including combustion system and flue gas treatment system was considering with combination of water and steam side which contains turbines, condenser, feed water heaters and pumps. As a result, walnut shell might be the most suitable as co-firing fuel among four biomass since when 10% of walnut shell was co-fired with 90% of coal on thermal basis, flue gas production and power consumption of auxiliary systems were the smallest than those of other biomass co-firing while net plant efficiency was relatively higher than those of other biomass co-firing. However, with increasing walnut shell co-firing ratios, boiler efficiency and net plant efficiency were expected to decrease rather than coal combustion without biomass co-firing.

• 펄프종이기술
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• 제44권4호
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• pp.32-42
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• 2012

Wood biomass including forest residues, waste wood, and construction residuals has been widely generated in Korea, but forest biomass from the National Forest Management Operation Project plays a big role in generating wood biomass. Unfortunately the promotion policy of woody energy organized by the Forest Service in Korea concentrates more on demand creation rather than on supply expansion. Therefore, in order to utilize insufficient wood resources effectively, it is greatly required to develop uses for maximizing their added value. In particular, more attention to the use of the second generation biomass has been paid in foreign countries because there is a threshold that the first generation biomass cannot produce enough biofuel without threatening food supplies and biodiversity. In Korea, wood pellets are regarded as the alternative clean fuels to oils and coals that emit green house gases into the atmosphere. However, using wood as pellet raw materials can not be an economic way because the value of wood disappears right after burning in the boiler in spite of its contribution to the decrease of carbon emission. Differently from wood pellets, kraft pulping process using woody biomass produces black liquor as a by-product which can be used to generate electricity, bioenergy and biochemicals through gasification. Thus, it can be more economical to make a torrefaction of lignocellulosic biomass such as low-quality wood and agricultural leftovers as raw materials of pellets.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.34-34
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• 2017

목질계바이오매스 중 목재펠릿은 '탄소중립(Carbon Neutral)' 연료로써 온실가스 감축 의무에 대응 가능한 에너지원이다. 하지만 목질계바이오매스 연소 시 발생되는 타르는 보일러 내부에 누적되어 효율을 감소시킨다. 타르 및 연소 불꽃에 의한 효율 감소를 최소화하기 위해 반대측면에 내화재(Castable)를 적용하여 실험하였으며 시뮬레이션을 이용하여 구조변경 분석이 실시되었다. 적용된 내화재는 비중이 낮고 단열성이 우수하여 열손실을 막아 연료비 절감의 효과를 가져 오며, 연소실 내부 청소 면적 감소로 인한 경제적 효과도 기대 할 수 있다. 분석결과를 이용하여 최적화된 펠릿보일러가 제작되었으며, 실험을 통하여 200시간 가동 후 열효율 감소량이 나타났다. 단위시간별 동일한 외부환경(산화제량, 부하, 주변 온도, 펠릿소비량)에서 실험이 진행 되었으며, 타르생성이전(Non-tar), 이후(Tar-existence) 보일러의 열효율 성능 비교실험이 실시되었다. 실험결과 타르생성이전 조건에서 구조변경 전 후 보일러의 열효율은 각각 91.87%, 90.73%로 확인되었으며, 타르생성이후 조건에서 각각 82.68%, 83.27%의 열효율을 확인하였다. 타르생성이전 대비 이후 조건에서 열효율 감소량은 각각 9.19%p, 7.46%p로 구조변경 전 대비 변경 후 보일러의 열효율이 약 1.73%p 더 적게 감소됨을 확인되었으며, 시뮬레이션 결과 타르생성이전 조건에서 구조변경 전 후 보일러의 효율은 각각 91.83%, 92.05%로 확인되었으며 타르 생성이후 조건에서 각각 85.25%, 87.43%의 열효율을 확인하였다. 타르생성이전 대비 이후 조건에서 열효율 감소량은 각각 6.58%, 4.62%로 구조변경 전 대비 변경 후 보일러의 열효율이 약 1.96%p 더 적게 감소됨을 확인하였다.

• 펄프종이기술
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• 제47권1호
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• pp.24-34
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• 2015

Domestic companies supplying electricity must increase obligatory duty to use renewable energy annually. If not met with obligatory allotment, the electricity-supply companies must pay RPS (Renewable Portfolio Standards) penalty. Although the power plants using a pulverizing coal firing boiler could co-fire up to around 3 per cent with wood pellets mixed in with coal feedstock without any major equipment revamps, they recorded only about 60 per cent fulfillment of RPS. Consequently, USD 46 million of RPS penalty was imposed on the six power supplying subsidiaries of GENCOs in 2014. One of the solutions to reduce the RPS penalty is that the power supply companies adopt the co-firing of torrefied lignocellulosic biomass in coal plants, which may contribute to the use of over 30 per cent of torrefied biomass mixed with bituminous coals. Extra binder was required to form pellets using torrefied biomass such as wood chips, PKS (Palm Kernel Shell) and EFB (Empty Fruit Bunch). Instead of corn starch, 30, 50 and 70 per cent of Larix saw dusts were respectively added to the torrefied feedstocks such as Pinus densiflora chips, PKS and EFB. The addition of saw dusts led to the decrease of the calorific values of the pellets but the forming ability of the pelletizer was exceedingly improved. Another advantage from the addition of saw dusts stemmed from the reduction of ash contents of the pellets. Finally, it was confirmed that torrefied oil palm biomass such as PKS and EFB could be valuable feedstocks in making pellets through improved binding ability.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.239-250
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• 2020

바이오매스는 풍부한 신재생에너지로 화석연료에 의한 온실가스 배출을 줄일 수 있는 자원으로 활용될 수 있다. 인도네시아에서는 경제성이 우수한 대량의 조림지 부산물과 팜 부산물이 발생된다. 일반적으로 바이오매스들은 낮은 열량 및 연소 효율에 의해 연료로서 사용하기 어려운 경우가 많다. 최근 이러한 바이오매스를 고품위 연료로 전환하는 반탄화 기술 개발이 활발하며, 유럽을 중심으로 다수의 생산 설비가 상용화되었다. 우리나라는 현재 ~ 2 million ton yr-1 이상의 혼소용 우드팰릿을 동남아시아에서 수입하고 있다. 하지만 반탄화 연료 시장은 아직 열리지 않았고, 추후 국내 기술 및 시장 환경 성숙에 따라 도입되리라 예상된다. 인도네시아 현지 혼소용 연료로서 반탄화된 조림지 부산물은 신재생에너지 확대 정책(feed-in-tariff, FIT) 하에서 경제성 확보 가능하다. 하지만 팜 부산물인 EFB (empty fruit bunch, EFB)를 혼소용 연료로 사용하기 위해서는 알카리 금속 제거에 따른 경제성 저하 극복 방안이 강구되어야 한다. ETS (emission trading system, ETS)와 CDM (clean development mechanism, CDM)제도의 지원을 받는 경우 EFB는 연료 민감성이 낮은 시멘트 소성로에서 기존 석탄을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제17권4호
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• pp.125-132
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• 2021

Fresh PM_2.5 smokes emitted from combustion of four biomass materials (pellet, palm fruit fiber (PFF), PKS, and sawdust) in a laboratory-controlled environment were characterized using an attenuated total reflectance-fourier transform infrared (ATR-FTIR) technique. In smoke samples emitted from combustion of pellets, PFF and PKS, which is being used as boiler fuels for greenhouses in rural areas, the organic carbon/elemental carbon (OC/EC) ratios in PM_2.5 were very high (14.0-35.5), whereas in sawdust smoke samples they were significantly low (<4.0) due to the combustion method close to flaming combustion. ATR-FTIR analysis showed that OH(3400-3250 cm^-1), CH₃(2958-2840 cm^-1), CH₂(2910 cm^-1 and 2850 cm^-1), ketone(1726-1697 cm^-1), C=C(1607-1606 cm^-1 and 1515-1514 cm^-1), lignin (1463-1462 cm^-1 and 1430-1428 cm^-1) and -NO₂(1360-1370 cm^-1) peaks were identified in all biomass burning (BB) smoke samples. However, additional peaks appeared depending on the type of biomass. Among the four types of biomass materials, an additional peak of the methylene group CH₃(2872-2870 cm^-1) appeared only in PFF and PKS smoke samples, and a peak of C=O(1685 cm^-1) was also confirmed. And in the case of PKS smoke samples, a peak of aromatic C=C(1593 cm^-1 and 1476 cm^-1) that did not appear in other BB samples was also observed. This indicates that the molecular structure of organic compounds emitted during BB differs depending on the type of biomass materials. The results of this study are expected to provide valuable information to more specifically reveal the effect of BB on PM_2.5 collected in the atmospheric environment.