• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.194-197
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• 2008

We measured the efficiency and flue gas concentration of a 90kW woodchip boiler which is for heating water of lodging. At nominal operating condition, the fuel, woodchip is fed into the boiler at a rate of 22.6 kg/h. In order to determine the efficiency of the boiler, we measured the water flow rate, woodchip flow rate, heating value and water content of woodchip, temperature of inlet and outlet of heating water. The results of test show that the power output of the woodchip boiler is 90.0 kW(77,400 kcal/h) and the thermal efficiency of the boiler is 88.5%. By using a gas analyser, flue gas concentrations are measured. The results show that O2 in the flue gas is 10.2%, CO concentration is 393 ppm and NOx concentration is 74 ppm.

• 신재생에너지
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• 제8권4호
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• pp.21-29
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• 2012

The extensible supply of New & Renewable energy resources desperately needs to counter the high dependence on imported energy, recent high oil prices and the Climate Change Conference, and the government has operated the 'Renewable Portfolio Standard' (RPS) as one of the renewable energy policy from 2012. By analyzing the operation case of combined heat and power plant using the woodchip biomass, we drew the price of wood chip fuel, plant capacity factor, electricity selling price, heat selling price and LCOE value. After analyzing the economic feasibility of 3MWe combined heat and power plant based on the operating performance, the minimum of economic feasibility has appeared to be secured according to the internal rate of return (IRR) is 6.34% and the net present value (NPV) is 3.6 billion won as of 20 years life time after installation, and after analyzing the cases of the economic feasibility of the price of wood chip, plant capacity factor, electricity and heat selling price are changed, the economic feasibility is valuable when the price of wood chip is over 64,000 won/ton, NPV is minus, and the capacity factor is above 46.9%, the electricity selling price is 116 won/kWh and the heat selling price is above 75,600 won/Gcal. When going over the new installation hereafter, we need the detailed review of the woodchip storage and woodchip feeding system rather than the steam-turbine and boiler which have been inspected many times, the reason why is it's hard to secure the suitable quality (constant size) of woodchip by the lack of understanding about it as a fuel because of the domestic poor condition and the calorific value of woodchip is seriously volatile compared with other fuels.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.17-22
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• 2011

Biomass gasification provides synthesis gas or syngas that can be used for internal combustion engines as fuel or chemical synthesis as feedstock. Among different types of gasifiers, downdraft gasifier can produce relatively clean syngas with lower tar contents. In this study, a downdraft gasifier was fabricated with 150 mm of hearth diameter to gasify woodchip that is commercially available in this country. After drying woodchip to about 20 %, gasification experiments were conducted measuring temperature, pressure, air and gas flow rates. The volumetric concentrations of CO, $H_2$, $CO_2$, $CH_4$ were 10.7~14.5, 16.5~21.4, 12.5~16.6, and 2.3~2.9, respectively. They were overall within the ranges of the results that the previous studies showed. However, CO concentration was relatively lower and H2 was slightly higher than those from other studies. It seemed that water gas shift reaction was occurred due to the moisture in the fuel woodchip. Additional drying process coupled with syngas cooling would be required to improve the overall efficiency and syngas quality.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.75-80
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• 2012

Gasification is a therm-chemical conversion process to convert various solid fuels into gaseous fuels under limited supply of oxygen in high temperature environment. Considering current availability of biomass resources in this country, the gasification is more attractive than any other technologies in that the process can accept various combustible solid fuels including plastic wastes. Mixed fuels of biomass and polyethylene pellets were used in gasification experiments in this study in order to assess their potential for synthesis gas production. The results showed that higher reaction temperatures were observed in mixed fuel compared to woodchip experiments. In addition, carbon monoxide, hydrogen, and methane concentrations were increased in the synthesis gas. Heating values of the synthesis gas were also higher than those from woodchip gasification. There are hundred thousand tons of agricultural plastic wastes generated in Korea every year. Co-gasification of biomass and agricultural plastic waste would provide affordable gaseous fuels in rural society.

• 에너지공학
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• 제23권1호
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• pp.7-20
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• 2014

본 연구에서는 전국적으로 48만ha에 걸쳐 연료림으로 조성되어 있는 리기다소나무를 에너지연료로 활용하기 위해 최적의 생산시스템을 개발하고 이에 따른 공급가격과 전기 열 판매가격 및 이용률 등을 고려한 우드칩 연료한계가격을 산출하였으며 다양한 시나리오에 따른 경제성 민감도 분석을 수행하였다. 열 및 발전 전용시설에서의 경제성을 결정짓는 가장 중요한 변수는 연료공급가격이다. 열 전용시설에서는 본 연구에서 제안된 모든 생산시스템에서 생산되는 우드칩 연료의 활용이 가능하며 발전 전용시설에서는 생산비가 가장 높은 연료사용에는 일부 한계가 있으나 전기 판매가격이 현재의 SMP(pitch pine : 계통한계가격)보다 높아지거나 이용률이 80%이상으로 되는 경우 모두 활용 가능한 것으로 분석되었으며, 더욱이 RPS제도 시행에 따른 신재생에너지 인증서(REC:Renewable Energy Certificate)편익과 온실가스 절감효과로 CDM(Clean Development Mechanism)편익 등을 고려할 경우 충분히 활용 가능한 것으로 분석되었다. 따라서, 국내 발전부문에서의 RPS 공급의무율 이행을 위해서 산림 바이오매스의 활용이 적극 권장된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.506-512
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• 2013

바이오매스 및 저등급 석탄인 갈탄은 잠재력이 큰 에너지원으로 이들을 가스화하여 합성가스를 얻으면 발전을 하거나 수송용 연료를 생산할 수 있다. 본 연구에서는 상압의 열천칭 반응기(thermobalance)에서 woodchip, 톱밥, 갈탄의 수증기 가스화반응의 kinetics를 조사하였다. 가스화 온도 $600{\sim}900^{\circ}C$, 수증기 분압 20~90 kPa 범위에서 수증기 가스화 반응을 수행하였다. 세 가지의 기체-고체 화학반응모델들이 가스화반응의 거동을 묘사하는 능력을 비교하였다. 이들 중에서 탄소전환율의 변화를 가장 잘 나타내는 modified volumetric model을 사용하여 가스화반응의 kinetic 정보를 도출하였다. Arrehenius plot으로부터 얻어진 시료들의 활성화에너지는 문헌상의 범위 내에서 얻어졌으며 톱밥 > woodchip > 갈탄의 순으로 나타났다. 각 시료에 대하여 수증기 분압에 대한 반응차수를 결정하였으며, 가스화공정 설계의 기초 데이터로서 겉보기 반응속도식을 제시하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.4-11
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• 2007

시설하우스 토양의 염류 집적은 연작장해로 인한 작물의 수량성 감소뿐만 아니라 지하수 등 수계의 오염 가능성을 높이고 있다. 본 연구는 이러한 시설하우스 토양의 염류집적 양상을 개선하는 한 방법을 제시하고자 시행되었다. 볏짚 (RS)과 파쇄목 (W)의 시용으로 토마토의 수량은 높아졌고 배꼽 썩음과의 발생은 줄었으며, 배추의 수량도 표준시비했을 때보다 증가되었다. 토양에 잔류하는 질산과 인산, 카리의 함량 및 전기전도도가 표준시비 처리구보다 낮았는데, 이는 토양검정을 기준으로 한 비료 시용량 절감도 한 이유일 것이다. 또한, 볏짚과 파쇄목의 시용은 토양 가비중을 낮춰 공극량을 높였으며, 토양 미생물체 탄소와 dehydrogenase 활성을 증가시켰다. 파쇄목의 시용은 볏짚과 비교하여 토마토와 배추의 수량이 높았으며, 작물 수확 후 토양에 질산과 인산이 덜 잔류하였고, 토양 미생물체와 dehydrogenase 활성은 높았다. 본 연구는 파쇄목 시용과 검정시비에 의한 화학비료의 절감이 하우스토양의 염류집적을 경감시킬 수 있는 가능성을 제시하였으며, 토양의 화학성뿐만 아니라 물리성과 미생물성도 함께 검토하면 토양 질의 변화에 미치는 영향을 평가하는 데 도움이 됨을 보여주었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권3호
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• pp.39-46
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• 2016

This study investigated the potential use and the effectiveness of biomass ashes for the stabilization of heavy metals in soil through a series of experiments. The ashes used for the experiments were obtained from the gasification of biomass including miscanthus and woodchips. The amounts of nickel and chromium released from the soil and ash mixture were analyzed. Chemical analysis showed that the ash contained unburned carbon as well as silica and alkali metals. Miscanthus ashes have C (83.400 %) > Si (9.040 %) > K (3.180 %) > Ca (1.800 %), and woodchip ashes have C (93.800 %) > Ca (2.220 %) > Fe (1.370 %) > K (1.200 %). KSLT and TCLP test results implied that the heavy metal concentrations were below the environmental standards and would not impose the risks. The results also showed that Ni releases were more limited as more ashes were mixed with the soil due to the increases in exchangeable, carbonate, and oxide nikels. Both miscanthus and woodchip ahses were effective in stabilizing nickel and chromium through mixing with the soil. It could be seen that ashes produced from biomass gasification can be used to stabilize the heavy metals in soils.

• 한국연소학회지
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• 제16권1호
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• pp.8-14
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• 2011

Biomass gasification is a promising technology in terms of clean energy and flexible options for end use such as heat, steam, electricity, gaseous or liquid fuels. In a gasification process, reduction of tar is very important because it can cause any mechanical problems and small tar implies high energy efficiency. However, generation and conversion mechanisms of tar have not been fully understood due to its complex nature. In this study, characteristics of tar generated from different gasification stages were investigated. Korean pine woodchip was used as feedstock and tar was sampled in a separate way during devolatilization and char gasification stage, investigated. As a result. more various kinds of hydro carbon compounds were identified in the devolatilization stage than char gasification stage because primary tar compounds are released mostly from pyrolysis of cellulose and hemicellulose. When the reaction temperature increased up to $900^{\circ}C$, tar composition becomes simplified into about 10 aromatic compounds mostly with 1-4 rings without substitution up to phenanthrene. The sampled tar in the char gasification stage mostly contains 5-7 simple aromatic compounds.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.71-82
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• 2012

국내에서 퇴비화 첨가제로 주로 사용되는 재료로는 톱밥과 목편(woodchip)으로서, 이들 첨가제는 주로 적정 수분함량 및 C/N비의 조절에 주안점을 주고 사용되고 있다. 하지만 톱밥과 목편(woodchip)은 서로 상이한 물리적 특성을 나타내고 있으며, 첨가제의 공기투과성에 대한 연구는 활발히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 퇴비화 첨가제로 주로 사용되고 있는 톱밥과 목편(woodchip)의 혼합비율에 따라 용적 밀도, 수분함량, 공기공극, 입자크기, 공기유속 등이 공기투과성에 미치는 영향을 파악하였다. 모든 첨가제에서 수분함량이 증가함에 따라 공기공극율은 감소하고 입자크기는 증가하였으며, 특히 목편의 혼합비율이 높아짐에 따라 이러한 효과는 더욱 증대되는 경향을 나타내었다. 공기공극율과 수분함량은 선형의 관계로서 공기투과성에 미치는 영향은 매우 유사하게 나타났다. 건조수분함량 0.25~0.43(d.b.)(습윤수분함량으로는 20~30%) 이후의 구간에서는 공기공극율이 낮아짐에도 불구하고 압력손실이 감소함으로써 공기투과성이 개선되는 현상을 보이고 있다. 특히 입자크기가 5 mm로 커질 때까지 압력손실은 지수적으로 감소하여 공기투과성이 현저히 개선되고 있다. 이는 수분함량 증가에 따라 미세입자가 입단화됨으로써 대공극이 증가하고 이에 따라 공기이동성이 원활해 졌기 때문으로 여겨진다. 따라서 첨가제의 입자크기가 공기공극율이나 수분함량에 비하여 공기투과성에 미치는 영향이 매우 높았으며, 퇴비화시에는 초기 입자크기를 5 mm 이상으로 조절하는 것이 적합하다.