• 제목/요약/키워드: carbonization time

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수열탄화를 이용한 하수 슬러지의 고형연료화 및 에너지 회수 효율 (Hydrothermal carbonization of sewage sludge for solid recovered fuel and energy recovery)

  • 김대기;이관용;박기영
    • 상하수도학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.57-63
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    • 2015
  • Recently, Korea's municipal wastewater treatment plants generated amount of wastewater sludge per day. However, ocean dumping of sewage sludge has been prohibited since 2012 by the London dumping convention and protocol and thus removal or treatment of wastewater sludge from field sites is an important issue on the ground site. The hydrothermal carbonization is one of attractive thermo-chemical method to upgrade sewage sludge to produce solid fuel with benefit method from the use of no chemical catalytic. Hydrothermal carbonization improved that the upgrading fuel properties and increased materials and energy recovery, which is conducted at temperatures ranging from 200 to $350^{\circ}C$ with a reaction time of 30 min. Hydrothermal carbonization increased the heating value though the increase of the carbon and fixed carbon content of solid fuel due to dehydration and decarboxylation reaction. Therefore, after the hydrothermal carbonization, the H/C and O/C ratios decreased because of the chemical conversion. Energy retention efficiency suggest that the optimum temperature of hydrothermal carbonization to produce more energy-rich solid fuel is approximately $200^{\circ}C$.

수지함침보드의 2차 탄화에 의한 고밀도 우드세라믹 제조 - 밀도경사 변화 - (Manufacturing of High Density Woodceramics by Recarbonization Using a Resin Impregnation Board - Change of Density Profile -)

  • 오승원;전순식;변희섭
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.60-67
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    • 2011
  • 본 연구에서는 고밀도 우드세라믹을 제조하기 위한 기초 연구로서 수지함침율 및 탄화온도에 따라 제조된 1차 탄화 우드세라믹을 수지 재 함침 후 2차 탄화하여 우드세라믹을 제조하고 밀도경사를 조사하였다. 2차 탄화 후 최소, 평균 및 최고밀도가 1차 탄화 우드세라믹보다 증가하였고, 밀도경사 비율도 증가하였다. 따라서 고밀도와 밀도경사 비율이 작은 균질한 우드세라믹을 제조하기 위해서는 2차 함침과 2차 탄화에 의한 우드세라믹 제조방법도 효과가 있는 것으로 나타났다.

알루미늄 고분자 콘덴서의 특성에 대한 절연지 탄화의 영향 (Effects of Separator Carbonization on the Characteristics of Aluminium Polymer Condenser)

  • 김재근;유형진;홍웅희;박미진;박승열
    • 공업화학
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    • 제17권5호
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    • pp.539-546
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    • 2006
  • 전도성 고분자인 polyethylenedioxythiophene (PEDOT)을 권취형 알루미늄 콘덴서의 고체 전해질 및 음극으로 적용하기 위하여 PEDOT 중합공정 및 절연지 탄화공정 연구를 수행하였다. 단량체로 ethylenedioxythiophene (EDOT), 산화제로 ferric-p-toluenesulfonate를 사용하였다. 권취된 미세 다공성 알루미늄 에칭박 피트 내부에 균일한 PEDOT 전해질 층을 생성하기 위하여 콘덴서 소자를 열처리하여 탄화함으로써 절연지의 섬유조직을 조절하고 이를 통해 중합액의 절연지 집중현상을 억제하여 에칭 피트 내부로의 중합액 함침이 용이하도록 하였다. 탄화온도, 탄화시간에 따라 콘덴서의 용량, 손실, 등가직렬저항, 내열특성이 좌우되었다. 절연지의 두께, 밀도는 탄화공정의 중요한 변수이며 이들 변수에 따라 콘덴서의 특성이 영향을 받는 것을 확인하였다.

우분과 계분에 대한 탄화물의 에너지 특성 (Characteristics of Carbonization Residue from Cow and Chicken Manure)

  • 이민석;김재경;이승희
    • 자원리싸이클링
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    • 제23권5호
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    • pp.28-35
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    • 2014
  • 우분과 계분의 삼성분, 원소분석 등으로 기초특성을 파악하고, 탄화공정을 통하여 얻어진 우분과 계분 탄화물의 에너지특성에 대하여 비교, 검토하였다. 우분과 계분의 최적 탄화조건은 탄화물의 저위발열량과 수율을 곱한 총발열량으로 도출하였으며, 우분이 탄화온도 $300^{\circ}C$, 탄화시간 20분으로, 계분이 $350^{\circ}C$, 15분으로 나타났다. 최적 탄화조건에서 우분과 계분 탄화물의 저위발열량은 우분이 4,378 kcal/kg, 계분이 3,462 kcal/kg으로 평가되었다. 최적 탄화조건을 통해 생성된 우분 탄화물은 고형연료제품기준을 만족하는 신재생 에너지원으로 활용이 가능한 것으로 판단되었으나 계분 탄화물은 원료의 개질 등을 통한 발열량 증가가 필요한 것으로 평가되었다.

주방 인테리어 재료의 연소시험에 관한 연구 (A Study on Combustion Test of Kitchen Interior Materials)

  • 성재업;김사익
    • 한국가구학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.261-270
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    • 2012
  • Nowadays, kitchen are not for the housewives who were independent themselves in the past but for the functional spaces. Kitchen spaces are not only the main function in the residence but also changing spaces which provide the mutual understanding communication between the family members. Although the primary function of the kitchen is food preparation, it is commonly a gathering spot for family and friends, especially if it includes an informal eating area. With so much time spent in the kitchen, and can easily become tired do the decorating scheme. But, for fear of high remodeling costs, it is often unchanged for many years. Surprisingly, there are many changes that can de made to the decorating scheme of a kitchen without either the expense or the inconvenience of remodeling. Between materials on the market, materials for kitchen interior were chosen for this study. Following results came from the materials after combustion. Among boards, MDF showed the highest score in these four categories; residual inflame time, residual glow time, carbonization length, carbonization area. Also, among finishing materials (interior materials), MDF + Poly Coating showed the highest score in those categories. Therefore, it seemed that interior materials need flame retardancy.

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구형 고분자수지로 활성탄제조 시 운전인자의 영향 (Effect of Operating Parameters on the Physical Properties of Activated Carbon Manufactured with Bead-Type Polymer Resin)

  • 이강춘;윤태경;손장호
    • 청정기술
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    • 제19권3호
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    • pp.279-286
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    • 2013
  • 탄소원으로 구형 고분자수지 중 폴리스티렌-DVB 공중합으로 제조된 양이온교환수지를 사용하여 활성탄제조 시 활성탄의 주요물성인 비표면적과 비용적에 미치는 운전인자의 영향이 실험적으로 연구되었다. 활성탄의 비표면적과 비용적은 탄화공정에서 탄화온도 및 탄화시간이 증가함에 따라 감소하였고, 활성화공정에서는 활성화온도와 활성화시간에 따라 증가하였지만 특정 온도와 시간 이상에서는 감소하였다. 탄화공정에서 승온속도가 증가함에 따라 감소하였지만, 반대로 활성화 후 승온속도에 비례하는 물성을 보였다. 2가이온으로 포화된 수지로 제조된 활성탄은 새 수지로 제조된 활성탄에 비해 낮은 비표면적을 보였다.

탄화공정에서의 우분 반응속도 평가 (Evaluation on Reaction Kinetics of Cow Manure in Carbonization Process)

  • 김재경;이민석;이승희
    • 자원리싸이클링
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    • 제23권6호
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    • pp.40-46
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    • 2014
  • 우분의 기본 특성과 우분 탄화물의 특성에 대한 검토를 통해 탄화도, 전환율, 반응속도 및 활성화 에너지에 대하여 고찰하였다. 우분 시료 자체의 저위발열량은 272 kcal/kg로 낮게 나타나 연료로써의 개질이 필요하므로 탄화공정을 이용하여 탄화물의 발열량을 4,300 kcal/kg 이상인 연료로 전환 하였다. 전환율은 반응초기인 10분까지 급격히 증가하였으며, 온도가 증가함에 따라 높게 나타났다. 우분 탄화공정에서의 반응속도는 1차식으로 나타내었으며, 빈도인자(A)는 $1.34{\times}10^{-2}min^{-1}$, 활성화 에너지는 5,196.4 cal/mol로 평가되었다. 반응속도 상수는 $250^{\circ}C$일 때 $0.0679min^{-1}$, $400^{\circ}C$일 때 $0.2107min^{-1}$로 온도가 증가함에 따라 반응속도도 증가하는 것으로 나타났다. 우분 탄화에서의 반응속도에 대한 평가한 결과, 탄화공정의 최적조건은 탄화온도 $350^{\circ}C$, 탄화시간 20분으로 나타났다.

열수 탄화 공정을 거친 리그닌 하이드로차(hydrochar)의 탄화 거동 분석과 근적외선 분광법을 이용한 예측 모델 개발 (Analysis of Carbonization Behavior of Hydrochar Produced by Hydrothermal Carbonization of Lignin and Development of a Prediction Model for Carbonization Degree Using Near-Infrared Spectroscopy)

  • HWANG, Un Taek;BAE, Junsoo;LEE, Taekyeong;HWANG, Sung-Yun;KIM, Jong-Chan;PARK, Jinseok;CHOI, In-Gyu;KWAK, Hyo Won;HWANG, Sung-Wook;YEO, Hwanmyeong
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제49권3호
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    • pp.213-225
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    • 2021
  • 본 논문에서는 열수 탄화(hydrothermal carbonization)에 의해 제조된 리그닌 하이드로차의 탄화 특성을 조사하였고, 근적외선 분광법과 부분 최소 제곱(partial least squares) 회귀를 이용하여 탄화 거동을 예측하기 위한 모델을 수립하였다. 온도 200℃에서 열수 탄화된 리그닌의 탄소 함량은 무처리 시료 보다 약 3 wt% 높았으며 가열 시간이 증가할수록 탄소 함량도 서서히 증가하는 경향이 나타났다. 열수 탄화는 리그닌을 더욱 탄소 집약적으로 변화시키고 마이크로 파티클을 제거하여 더욱 균질한 특성을 부여하였다. 근적외선 분광법과 부분 최소 제곱 회귀를 이용한 판별 및 예측 모델은 수열 탄화의 적용 여부를 완벽히 구분했으며 높은 정확도로 열수 탄화 리그닌의 탄소 함량을 예측하였다. 본 연구로부터 근적외선 분광법과 결합된 부분 최소 제곱 회귀 모델을 이용하여 열수 탄화에 의해 제조된 리그닌 하이드로차의 탄화 특성을 빠르고 비파괴적으로 예측할 수 있다는 것이 확인되었다.

Relationship Between Exothermic Heat and Carbon Contents of Pitch-based Carbon Fiber

  • Lee, Jae-Young;Oh, Jong-Hyun;Yang, Xiao Ping;Ryu, Seung-Kon
    • Carbon letters
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    • 제10권3호
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    • pp.202-207
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    • 2009
  • Pitch-based carbon fiber tows were prepared from naphtha cracking bottom oil by reforming and carbonization. The relationship between exothermic heat and carbon contents of the fiber was investigated by changing the carbonization conditions. The carbon contents and the crystallinities of isotropic pitch-based carbon fibers were 86.8~93.8 wt% and 33.7~40.1%, respectively, which were linearly proportional to the increase of carbonization temperature from 700 to $1000^{\circ}C$. The exothermic heat (temperature increase) of fiber tows was measured in a short time, which was also linearly proportional to the increase of carbon contents due to the increase of crystallinity, even though the crystallinity was low. Therefore, the carbon contents or carbonization degree of fibers can rapidly and indirectly be estimated by measuring the surface temperature increase of fibers.

Preparation of isotropic pitch precursor for pitch-based carbon fiber through the co-carbonization of ethylene bottom oil and polyvinyl chloride

  • Liu, Jinchang;Shimanoe, Hiroki;Nakabayashi, Koji;Miyawaki, Jin;Ko, Seunghyun;Jeon, Young-Pyo;Yoon, Seong-Ho
    • Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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    • 제67권
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    • pp.276-283
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    • 2018
  • For the first time, polyvinyl chloride (PVC) was used as an easily-handled chlorine source for preparation of isotropic pitch-based carbon fiber (IPCF) incorporating ethylene bottom oil (EO) as a raw material. Pitch precursors were prepared by the chlorination-dehydrochlorination triggered by chlorine radicals originated from PVC; aromatization and poly-condensation reactions occurred by polyene-type radicals from PVC. Radical production and co-carbonization were facilitated by pretreatments of EO through vacuum distillation, bromination, and additional heat treatment. Pitches were prepared by the co-carbonization of pretreated EO and EO containing 20 wt% PVC, and had higher yields and better spinnability than those by simple distillation.