• 제목/요약/키워드: Wood-Pellet

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우드펠릿 기반 바이오매스 발전소로부터 배출된 저회를 활용한 염류토양 및 작물성장에 미치는 영향 (Effect of Saline Soil and Crop Growth with Bottom Ash from Biomass Power Plant Based Wood Pellet)

  • 김소희;이승규;윤진주;박재혁;강세원;조주식
    • 한국환경농학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.310-317
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    • 2022
  • BACKGROUND: The salt in soil interrupts crop growth. Therefore, water resources are used to remove any salt found in the soil. However, water resources have been reduced by global warming; thus, a new study is required into reducing the salt in soil. Recently, the bottom ash (BA) of a biomass power plant was found to be similar to biochar. Hence, it can be used to remove heavy metals and wastewater through the adsorption characteristics of BA. The objective of this study was to evaluate the improvement effects on crop growth in saline soil containing the BA from biomass power plants. METHODS AND RESULTS: The effect on crop growth in the saline soil supplemented with BA was studied with the crop-planted pots, which were packed by reclaimed greenhouse soils collected from Byolyang, Suncheon. The BA application level was 25, 50, 100, 200, and 400 kg/10a (referred as BA25, BA50, BA100, BA200, and BA400, respectively). The BA increased the fresh weights of the leaf and root, while nitrogen uptake increased by approximately 24-102% and 54-77%, respectively for the lead and root. The phosphorous uptake increased by 38%, although only in the leaf of the lettuce. In the case of soil, BA increased water content, pH, EC, CEC, and NH4+ and the SAR of the soil decreased by 5-15%. The bottom ash increased the contents of Ca2+ and Mg2+, and fixed the amount of Na+. CONCLUSION(S): It was confirmed the bottom ash of a biomass power plant, based on wood pellets, improved crop growth, and increased the nutrient uptake of crops in saline soil. In addition, bottom ash, which has a wide range of porosity and high values of pH and EC, improved properties of the saline soil. However, the BA has a large amount of B, As, and heavy metals. Finally, it may require a study on the safety and contamination of heavy metals contained in the bottom ash, which would be applied in soil for a long time.

Effect of light, ultrasonication and liquid smoke on germination of proso millet (Panicum miliaceum L.) seeds

  • Kim, Min Geun;Kim, Young Ae;Jung, Ki-Yeul;Kim, Du Hyun
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.213-213
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    • 2017
  • High quality seed of proso millet that has high germination percentage, germination speed, and uniformity demanded to increases rates of mechanization in cereal crop cultivation. In order to improve germination characteristics, proso millet seeds were treated with red light, ultrasonication and liquid smoke (LS) solution that generated from hickory wood. All treatments were performed in seed priming solution with 100mM $NH_4NO_3$ at $15^{\circ}C$ for 24hrs under aeration condition. Seeds were exposed under light intensity of 2000 lux for 15m, 30m, 60m, and 120m in priming solution. Ultrasonic treatment was performed at 60%, 80%, and 100% intensity of 21.6 KHz for 5m, 10m, and 20m in priming solution. For LS treatment seed were soaked in 0%, 0.5%, 1.0%, 5.0% and 10.0% of diluted solution with $dH_2O$ or 100mM $NH_4NO_3$ solution. The effect of seed treatment was evaluated with germination percentage (GP), mean germination time (MGT), germination index (GI), germination rate (GR), Germination uniformity (GU) and heath seed percentage (HS). Our results demonstrate that red light (15min) or ultrasonication (21.6kHz, 5min) treatment improved MGT, GI, GR, and GU comparing to untreated control. Importantly, we show that LS treatments have significant effect on the health seedling and germination characteristics. Proso millet seeds that treated with 5% LS solution for 24hrs improves HS up to 97% that similar results obtained in 100mM $NH_4NO_3$ priming for 24hrs. The combined treatment with LS solution and 100mM $NH_4NO_3$ priming were not effective in all treatments. Our results demonstrate that treating seeds with LS or 100mM $NH_4NO_3$ priming or ultrasonication improves germination characteristics. The methods described here will help advance research using this species by increasing the germination performance at which successive seed pellet process.

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발전용 바이오매스 연료(WP·EFB·PKS)의 열분해 온도 조건에 따른 반탄화 및 염소 방출 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Torrefaction and Chlorine Release According to the Mild Pyrolysis Temperature Conditions of Biomass Fuels (WP·EFB·PKS) for Power Generation)

  • 김지훈;박재흔;최재현;전충환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.683-690
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    • 2017
  • Wood pellet (WP), empty fruit bunch (EFB) and palm kernel shell (PKS) which are biomass fuels for power generation are selected to study the characteristics of torrefaction process. These biomass fuels are torrefied at $220^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, and $280^{\circ}C$. The heating value of biomass fuels is increased depending on the torrefaction temperature. However, due to energy yield decline, it is not always desirable to torrefy biomass at higher temperature. Considering the mass yield and energy yield after torrefaction, the most proper temperature conditions for torrefaction of WP is $250-280^{\circ}C$ and for EFB, PKS are $220-250^{\circ}C$. Additionally, to investigate the phenomenons of chlorine release during torrefaction process, Ion Chromatography (IC) method was used. In the case of EFB and PKS torrefied at $300^{\circ}C$, the chlorine component has been reduced by 97.5% and 95.3% compared to the raw biomass, respectively. In conclusion, torrefied biomass can be used as alternative fuels in replacement of coals for both aspects of heating value and chlorine corrosion problems.

바이오매스 가스화 내의 $H_2S$, COS, $CO_2$ 복합 제거를 위한 메탄올 흡수탑 개발 (Development of a Methanol Absorption System for the Removal of $H_2S$, COS, $CO_2$ in Syngas from Biomass Gasifier)

  • 엄원현;김재호;이시훈
    • 공업화학
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    • 제23권1호
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    • pp.23-27
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    • 2012
  • 비식용 바이오매스로부터 합성액체연료를 생산하기 위해 바이오매스 가스화와 Fisher-Tropsch (FT) 반응을 연계하는 바이오매스 액화(BTL) 공정이 개발되고 있다. 그러나 바이오매스 가스화 내에 포함되어 있는 $H_2S$, COS 및 $CO_2$는 FT 반응의 효율을 저하시키고 촉매를 피독시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 포함된 산성가스들의 제거를 위해 lab-scale 메탄올 흡수탑을 제작하여 산성가스 제거 특성을 고찰하였다. 메탄올 흡수탑 내의 온도, 압력, 메탄올 사용량 및 산성가스 농도에 따른 제거 성능의 영향을 고찰하였다. 메탄올 흡수탑은 $H_2S$, COS의 제거와 동시에 이산화탄소를 효율적으로 제거하여 바이오매스 액화 공정에 효율적으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

미분탄화력발전에서의 바이오매스 혼소 시 플랜트 성능특성 평가 (Evaluation of Plant Performance during Biomass Co-firing in Pulverized Coal Power Plant)

  • 문태영;;이은도;이정우;양원
    • 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.

저회의 시용수준에 따른 상추의 생육 및 납 흡수 특성 평가 (Evaluation of Growth Characteristics and Lead Uptake of Lettuce under different application levels of Bottom Ash)

  • 조한나;이승규;김소희;윤진주;박재혁;조주식;강세원
    • 한국환경농학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.185-190
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    • 2022
  • BACKGROUND: Most of the bottom ash(BA) from wood pellet-based thermal power plants that is not recycled is placed into landfill. BA has a function and structure similar to biochar. Hence, BA is classified as waste, but, it is predicted that BA can be used agricultural utilization. METHODS AND RESULTS: To investigate the effect of BA application on lettuce, growth characteristics and Pb contents were examined with BA application levels(0, 1, 2, 3 and 4 g/L), respectively, in hydroponic cultivation with Pb solution. Irrespective with BA application levels, the length, leaf number and fresh weight of lettuce in BA treatments were increased by 84.3~120, 36.2~39.0, and 215~322%, respectively, compared to the BA-0 treatment. The groups with BA treatments, Pb in the nutrient solution was adsorbed to the BA due to the surface area and functional groups of the BA, and the lettuce growth was maintained more smoothly than in the BA-0 treatment. BA application is considered to have created a favorable environment for lettuce growth in hydroponic cultivation with Pb solution. CONCLUSION(S): Although direct comparing the removal effect of heavy metal between BA and biochar is not present, the BA application in contaminated area suggested a significant meaning on the recycling waste, and increasing potential crop productivity by immobilizing heavy metal.

소나무와 리기다소나무를 사용하여 제조한 목재펠릿의 품질 특성 비교 (Comparison of Quality Characteristics of Woodpellet Manufactured from Pinus densiflora S. et Z. and Pinus rigida Mill)

  • 서준원;이응수;강찬영;김시백;윤용한;박헌
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.374-380
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    • 2015
  • 목질 바이오매스 자원의 효율적 에너지화 방안의 일환으로 소나무와 리기다소나무를 목재펠릿으로 만들고, 그 특성을 조사하였다. 제조된 목재펠릿의 함수율, 발열량, 회분, 겉보기밀도, 내구성, 원소분석을 측정하여 비교하였다. 소나무와 리기다소나무 목재펠릿의 원소분석의 결과, 소나무는 61.42% (C), 수소 5.56% (H), 산소 32.87% (O) 그리고 0.15% (N)로 나타났으며, 리기다소나무는 61.03% (C), 수소 5.96% (H), 산소 32.83% (O) 그리고 0.18% (N)로 나타나 두 수종 간에 거의 차이가 없었다. 각 시료의 발열량은 약 19 MJ/kg로서 품질규격 1급((${\geq}18.0MJ/kg$)을 만족시켰다. 회분량의 경우 소나무가 0.50%, 리기다소나무가 0.53%로 양자 간의 차이가 거의 없었으며, 품질규격 1급(${\leq}0.7%$)을 만족시켰다. 겉보기 밀도는 소나무 펠릿의 경우 $648kg/m^3$으로 품질규격 1급(${\geq}640kg/m^3$)을 만족시켰으나, 리기다소나무의 경우 $622kg/m^3$으로 품질규격 2급(${\geq}600kg/m^3$)을 만족시켰다. 함수율의 경우 두 수종 모두 품질규격 1급(${\leq}10%$)를 만족시켰으며, 내구성의 경우 소나무 목재펠릿은 품질규격 3급(${\geq}95%$)를 만족시켰으나 리기다소나무 목재펠릿은 내구성 품질규격을 만족시키지 못하였다.

전산유체역학(CFD) 목재펠릿보일러 구조개선 전·후 타르생성에 따른 열효율 분석 (Thermal Efficiency analysis according to tar fouling by Structure Improvement of Wood pellet boiler using Computational Fluid Dynamics)

  • 주상연;오광철;이상열;조라훈;박선용;이서현;정인선;이충건;김대현
    • 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.

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탄화도별 발전연료의 자연발화 특성 평가 (Spontaneous Combustion of Various Fuels of Carbonization Rank)

  • 김재관;박석운;정재혁;신동익;홍준석;홍진표
    • 에너지공학
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    • 제26권3호
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    • pp.78-89
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    • 2017
  • 미분탄화력발전소에서 사용되는 각종 발전연료의 탄화도에 따른 발열개시온도(CPT;Cross Point Temperature), 발화온도(IT; Ignition temperature) 및 발화온도 승온속도(CPS;Cross Point Slope)는 전기로 내부에 설치된 백금망에 $74{\mu}m$이하 입도의 시료를 넣고 공기분위기, $25^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$까지의 승온조건에서 평가하였다. 발열개시온도 및 발화온도는 탄화도에 대한 의존성이 크지 않은 반면, 발화온도 승온속도는 탄화도에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 탄화도가 낮은 우드펠렛의 발화온도 승온속도는 $20.995^{\circ}C/min$으로 기장 높은 자연발화성을 가지며, 아역청 KIDECO탄은 $15.370^{\circ}C/min$인 반면, 가장 높은 탄화도를 가지는 석유코크스는 $20.950^{\circ}C/min$로 나타냈다. 자연발화 경향성은 석탄 표면의 산화반응에 주요한 변수로서 작용하는 휘발분 함량 및 산소관능기의 농도 뿐만 아니라 촤의 비표면적, 정압몰비열이 높을수록 증가하는 것으로 확인되었다.

목질계 바이오매스 연소부산물 분석과 모르타르 혼입 평가 (Investigative Analysis of By-products from Lignocellulosic Biomass Combustion and Their Impact on Mortar Properties)

  • 정영동;김민수;박원준
    • 한국건축시공학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.663-671
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    • 2023
  • 본 연구에서는 목질계 바이오매스(Bio-SRF, 우드펠릿)를 연료로 사용하는 발전소 3곳에서 배출된 4종의 목질계 플라이애시(FA)의 재활용성을 실험적으로 검토하였다. FA의 물리 분석(입형, 입도분포, 분말도, 밀도)과 화학 분석(화학조성, 중금속 함량)을 수행하였고, KS L 5405에 준하여 혼입률 5~20%의 모르타르 시험체를 제작하고 플로우와 압축강도를 측정하였다. 4종의 FA는 입경 약 20~30㎛, 밀도 약 2.3~2.5g/cm3, 분말도 2,600~4,900cm2/g, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO 성분이 약 50~90%를 차지하고 있으며, 염소와 SiO2 함량을 배제하고 KS L 5405의 FA 2, 3형과 유사한 특성을 보였다. 모르타르 혼입 평가 결과, 펠릿 연소 FA는 5~20% 혼입 범위에서 모르타르 압축강도는 34~47MPa로 측정되었다. 목질계 연료 100%를 연소한 FA는 혼화재 대체재로서 재활용성이 높다고 평가된다.