• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.133-138
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• 2006

최근 미국 ANL연구소가 개발한 다이포실 수지는 우라늄의 선택특성이 우수하나 수지의 형태가 분말형이므로 입상의 비드형으로 제조하기 위하여 다이포실 분말을 알기네이트상에 고정화하는 방법을 적용하였다. 생성된 비드의 우라늄에 대한 흡착특성을 측정한 결과, 소디움 알기네이트 자체도 우라늄 흡착특성을 최대 68%까지 나타낸 후 30% 수준으로 감소하였으며, 이는 흡착후 탈착하는 과정을 거쳐 평형에 이르는 것으로 사료된다. 또한 비드내 다이포실의 양이 증가할수록 우라늄의 흡착이 증가하며 최대 85 %정도의 흡착율을 나타내고 있다. 다이포실 수지만의 경우 반응초기에 급격한 흡착을 보이고 있으나 3일정도 이후에는 비드의 흡착율과 유사한 결과를 나타내고 있으며 비드내 함유된 순 다이포실량을 고려할 경우 알기네이트 자체의 흡착효과로 인해 비드의 흡착효율이 크게 상승되는 것으로 해석된다. 우라늄 농도의 영향은 농도의 증가에 따라 우라늄의 제거효율이 감소하였으며, 비드의 양을 2배로 증가시킨 결과 최대 90%이상의 제거효율을 얻었다. 결론적으로 다이포실 수지를 소디움 알기네이트상에 고정화하여 입자형의 비드로 제조하므로서 적은 양의 수지로 우라늄 제거특성이 우수한 비드를 얻을 수 있었으며 나아가서 연속공정에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.838-846
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• 2016

산업체에서 많이 사용되는 연소공정은 배가스 성분의 회수나 제거를 필요로 한다. 최근에는 배가스로부터 이산화탄소를 회수하기 위해 제올라이트 13X를 사용하는 MBA(이동상흡착) 공정이 개발되었다. 본 연구에서는 제올라이트 13X에 대한 이산화탄소, 질소, 이산화황 및 수증기의 흡착 실험을 수행하여 흡착평형 및 고체입자 안으로의 흡착속도를 조사하였다. 여러 실험온도에서의 흡착데이터를 Langmuir, Toth, Freundlich 등온흡착식에 적용하여 각 흡착등온식의 파라미터를 구했고, 이론식에 의한 예측값과 실험데이터가 잘 일치함을 확인하였다. 이산화황과 수증기가 불순물로 존재할 경우에 주성분인 이산화탄소의 흡착량을 측정하였다. 이성분 흡착 데이터는 순수 성분에 대해 얻어진 파라미터를 extended Langmuir 등온흡착식에 적용하여 예측한 결과와 잘 일치하였다. 다만, $H_2O$ 불순물이 대략 ${\sim}10^{-5}H_2O\;mol/g$ zeolite 13X 이하 존재할 때에는 $CO_2$ 흡착량이 순수 $CO_2$의 흡착보다 오히려 소량 증가하는 현상이 관찰되었다. 실험으로 측정한 흡착속도를 구형 입자 확산모델에 적용하여 이산화탄소, 이산화황, 질소, 수분의 확산계수와 활성화에너지를 구했다. 미량의 불순물이 흡착되어있을 때는 이산화탄소나 이산화황의 확산계수가 줄어들었다. 본 연구에서 얻어진 파라미터 값들은 실제 흡착공정의 설계에 유용할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권11호
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• pp.999-1009
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• 2018

본 연구에서는 국내 하천에서 실측한 유사량 자료를 기초로 데이터 마이닝의 Model Tree 기법을 통해 유사량 산정 공식들을 도출하였으며, 이를 활용하여 내성천에서의 안정하도 단면을 평가하였다. 본 연구에서 도출한 유사량 공식은 국내 모래하상 전체를 대상으로 한 경우, 하폭, 유속, 수심, 경사, 하상토 중앙입경을 선택하였을때 적합도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 내성천으로 자료의 범위를 한정한 경우에는 경사를 제외한 하폭, 유속, 수심, 하상토 중앙입경을 선택한 유사량 공식의 적합도가 가장 높게 나타났다. 각각의 Model Tree 공식들은 내성천 영주댐 하류 용혈지점에서의 안정하도 단면 평가를 수행하는데 적용되었으며, 현재 내성천의 단면과 비교했을 때 향후 안정하도 단면으로의 변화를 위해 하상의 침식이 발생할 것으로 예측되었다. 또한 현재 하상보다 완만한 경사가 유지될 경우 장기적으로 평형상태에 도달할 것으로 예측되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.694-702
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• 2002

활성탄은 산업분야에서 촉매로도 사용되고 용제 회수, 가스 분리, 그리고 악취제거 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 입상활성탄에서 CTC(Carbon Tetrachloride, $CCl_4$)의 흡착능에 따른 잔존수분의 영향을 연구하였다. 고정층 흡착탑에서 CTC의 입구농도, 유속변화에 따른 파과곡선과 흡착량의 변화 및 활성탄의 잔존수분 탈착특성도 함께 연구하였다. 활성탄의 잔존수분량은 0에서 20%(w/w)범위에 있었으며, 모든 실험은 298.15 K에서 수행하였으며 활성탄에 대한 사염화탄소의 흡착평형실험결과는 Langmuir등온식으로 잘 묘사되었다. 활성탄의 잔존 수분량이 증가함에 따라 $CCl_4$의 흡착량은 감소하였으며 사염화탄소의 흡착에 따른 잔존수분의 탈착은 지수적으로 감소되었고, LDF(linear driving force)모델을 이용하여 파과곡선을 잘 모사할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제29권4호
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• pp.40-47
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• 2001

삼보광산 폐수(총 중금속 농도 : 107 ppm) 에 함유되어 있는 중금속 $Zn^{2+}$(42.1 ppm) 과 $Mn^{2+}$(53.1 ppm)을 미처리 상수리나무와 소나무 수피로 정수하기 위하여 현장에서 칼럼 시험을 수행하였다. 수피 각각 6kg을 2단 칼럼(직경 45 cm, 높이 60 cm) 에 나누어 넣고 1 ${\ell}$/min의 유속으로 폐수를 칼럼에 통과시키며 15일간 일정 시간마다 여액의 중금속 농도를 분석하였다. $Zn^{2+}$은 상수리나무 수피로 처리함에 따라 24 hr 동안 10 ppm 이하로 유지되었다. 즉 64%의 흡착율을 보였다. 한편 소나무 수피는 15 hr 동안 20 ppm 정도로 약 53%의 흡착율을 나타내었다. $Mn^{2+}$은 수피에 흡착이 저조하여 10 hr 이내 까지만 20-35%의 흡착율을 나타내었다. 수종 간에 Mn2 + 의 흡착율의 차이는 거의 없었다. 수피를 삼보광산의 폐수에 함유된 중금속 흡착제로 사용할 경우 $Zn^{2+}$에는 효과적이었으나. $Mn^{2+}$의 흡착용으로는 적당하지 않았다.

• 농업과학연구
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• 제10권1호
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• pp.118-128
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• 1983

자연공기(自然公氣)에 의(依)한 곡물건조(穀物乾燥)의 시뮤레이숀 모델에 관(關)하여 논(論)한 후(後), 벼 건조(乾燥)에 있어서 곡물수분(穀物水分)과 건물손실(乾物損失)의 변화(變化)를 예측(豫測)할 수 있도록 시뮤레이숀 모델을 수정개발(修正開發)하였으며, 이것을 실재(實在) 실험치(實驗値)와 비교(比較)하여 모델의 유효성(有效性)을 입증(立證)하였다. 그 후(後) 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 벼 건조(乾燥)의 최소송풍량(最小送風量)과 최대곡물층(最大穀物層)의 두께를 결정(決定)하기 위(爲)하여 벼 건조(乾燥) 시뮤레이숀을 행(行)하였는데, 이를 위(爲)하여 배의 최초수분함량(最初水分含量) 송풍량(送風量) 및 수확시기(收穫時期)를 건조(乾燥)의 조건(條件)으로 하였으며 텍사스 버어몬트 지방(地方)의 15년간(年間)의 공인기상(公認氣象) 자료(資料)를 이용(利用)하였다. 이상(以上)의 연구(硏究)를 통(通)하여, 다음과 같은 결론(結論)을 얻을 수 있었다. 1. 벼의 specific heat, equilibrium relative humidity, 비중(比重), mass transfer coefficient, 그리고 건물손실(乾物損失) 방정식(方程式)이 주어진다면 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 곡물건조(穀物乾燥) 시뮤레이숀 모델 (KSUDRYER)은 벼건조(乾燥)에도 이용(利用)이 가능(可能)하였다. 2. 유효성(有效性) 검정결과(檢定結果)에 의(依)하면, 수정개발(修正開發)된 시뮤레이숀 모델은 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 건조시(乾燥時) 벼의 수분변화(水分變化)를 정확(正確)히 예측(豫測)할 수 있었다. 3. 일반적(一般的)으로 다음의 건조조건(乾燥條件)을 사용(使用)한다면, 텍사스 지방(地方)의 기상조건하(氣象條件下)에서 벼는 자연공기(自然空氣)에 의(依)하여 건조(乾燥)될 수 있겠다. 최소(最初) 벼수분(水分)이 24%, 22%, 20% 그리고 18%일때, 각각(各各)의 최소송풍량(最小送風量)은 $5.5m^3/min-t$, $3.3m^3/min-t$, $2.2m^3/min-t$, 그리고 $1.1m^3/min-t$이며, 각각(各各)의 최대건조층(最大乾燥層) 두께는 0.91m, 1.52m, 2.13m, 그리고 2.44m였다. 이상(以上)의 결과(結果)는 Morrison(1954), 그리고 Sorenson and Crane (1960)의 실재실험(實在實驗) 결과(結果)와 비교(比較)해 볼 때 별 차이(差異)가 없었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제4권2호
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• pp.65-83
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• 1979

Low-temperature drying systems have been extensively used for drying cereal grain such as shelled corn and wheat. Since the 1973 energy crisis, many researches have been conducted to apply solar energy as supplemental heat to natural air drying systems. However, little research on rough rice drying has been done in this area, especially very little in Korea. In designing a solar drying system, quality loss, airflow requirements, temperature rise of drying air, fan power and energy requirements should be throughly studied. The factors affecting solar drying systems are airflow rate, initial moisture content, the amount of heat added to drying air, fan operation method and the weather conditions. The major objectives of this study were to analyze the effects of the performance factors and determine design parameters such as airflow requirements, optimum bed depth, optimum temperature rise of drying air, fan operation method and collector size. Three hourly observations based on the 4-year weather data in Chuncheon area were used to simulate rough rice drying. The results can be summarized as follows: 1. The results of the statistical analysis indicated that the experimental and predicted values of the temperature rise of the air passing through the collector agreed well. 2. Equilibrium moisture content was affected a little by airflow rate, but affected mainly by the amount of heat added, to drying air. Equilibrium moisture content ranged from 12.2 to 13.2 percent wet basis for the continuous fan operation, from 10.4 to 11.7 percent wet basis for the intermittent fan operation respectively, in range of 1. 6 to 5. 9 degrees Centigrade average temperature rise of drying air. 3. Average moisture content when top layer was dried to 15 percent wet basis ranged from 13.1 to 13.9 percent wet basis for the continuous fan operation, from 11.9 to 13.4 percent wet basis for the intermittent fan operation respectively, in the range of 1.6 to 5.9 degrees Centigrade average temperature rise of drying air and 18 to 24 percent wet basis initial moisture content. The results indicated that grain was overdried with the intermittent fan operation in any range of temperature rise of drying air. Therefore, the continuous fan operation is usually more effective than the intermittent fan operation considering the overdrying. 4. For the continuous fan operation, the average temperature rise of drying air may be limited to 2.2 to 3. 3 degrees Centigrade considering safe storage moisture level of 13.5 to 14 perceut wet basis. 5. Required drying time decrease ranged from 40 to 50 percent each time the airflow rate was doubled and from 3.9 to 4.3 percent approximately for each one degrees Centigrade in average temperature rise of drying air regardless of the fan operation methods. Therefore, the average temperature rise of drying air had a little effect on required drying time. 6. Required drying time increase ranged from 18 to 30 percent approximately for each 2 percent increase in initial moisture content regardless of the fan operation methods, in the range of 18 to 24 percent moisture. 7. The intermittent fan operation showed about 36 to 42 percent decrease in required drying time as compared with the continuous fan operation. 8. Drymatter loss decrease ranged from 34 to 46 percent each time the airflow rate was doubled and from 2 to 3 percent approximately for each one degrees Centigrade in average temperature rise of drying air, regardless of the fan operation methods. Therefore, the average temperature rise of drying air had a little effect on drymatter loss. 9. Drymatter loss increase ranged from 50 to 78 percent approximately for each 2 percent increase in initial moisture content, in the range of 18 to 24 percent moisture. 10. The intermittent fan operation: showed about 40 to 50 percent increase in drymatter loss as compared with the continuous fan operation and the increasing rate was higher at high level of initial moisture and average temperature rise. 11. Year-to-year weather conditions had a little effect on required drying time and drymatter loss. 12. The equations for estimating time required to dry top layer to 16 and 1536 wet basis and drymatter loss were derived as functions of the performance factors. by the least square method. 13. Minimum airflow rates based on 0.5 percent drymatter loss were estimated. Minimum airflow rates for the intermittent fan operation were approximately 1.5 to 1.8 times as much as compared with the continuous fan operation, but a few differences among year-to-year. 14. Required fan horsepower and energy for the intermittent fan operation were 3. 7 and 1. 5 times respectively as much as compared with the continuous fan operation. 15. The continuous fan operation may be more effective than the intermittent fan operation considering overdrying, fan horsepower requirements, and energy use. 16. A method for estimating the required collection area of flat-plate solar collector using average temperature rise and airflow rate was presented.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제4권2호
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• pp.64-64
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• 1979

Low-temperature drying systems have been extensively used for drying cereal grain such as shelled corn and wheat. Since the 1973 energy crisis, many researches have been conducted to apply solar energy as supplemental heat to natural air drying systems. However, little research on rough rice drying has been done in this area, especially very little in Korea. In designing a solar drying system, quality loss, airflow requirements, temperature rise of drying air, fan power and energy requirements should be throughly studied. The factors affecting solar drying systems are airflow rate, initial moisture content, the amount of heat added to drying air, fan operation method and the weather conditions. The major objectives of this study were to analyze the effects of the performance factors and determine design parameters such as airflow requirements, optimum bed depth, optimum temperature rise of drying air, fan operation method and collector size. Three hourly observations based on the 4-year weather data in Chuncheon area were used to simulate rough rice drying. The results can be summarized as follows: 1. The results of the statistical analysis indicated that the experimental and predicted values of the temperature rise of the air passing through the collector agreed well.2. Equilibrium moisture content was affected a little by airflow rate, but affected mainly by the amount of heat added, to drying air. Equilibrium moisture content ranged from 12.2 to 13.2 percent wet basis for the continuous fan operation, from 10.4 to 11.7 percent wet basis for the intermittent fan operation respectively, in range of 1. 6 to 5. 9 degrees Centigrade average temperature rise of drying air.3. Average moisture content when top layer was dried to 15 percent wet basis ranged from 13.1 to 13.9 percent wet basis for the continuous fan operation, from 11.9 to 13.4 percent wet basis for the intermittent fan operation respectively, in the range of 1.6 to 5.9 degrees Centigrade average temperature rise of drying air and 18 to 24 percent wet basis initial moisture content. The results indicated that grain was overdried with the intermittent fan operation in any range of temperature rise of drying air. Therefore, the continuous fan operation is usually more effective than the intermittent fan operation considering the overdrying.4. For the continuous fan operation, the average temperature rise of drying air may be limited to 2.2 to 3. 3 degrees Centigrade considering safe storage moisture level of 13.5 to 14 perceut wet basis.5. Required drying time decrease ranged from 40 to 50 percent each time the airflow rate was doubled and from 3.9 to 4.3 percent approximately for each one degrees Centigrade in average temperature rise of drying air regardless of the fan operation methods. Therefore, the average temperature rise of drying air had a little effect on required drying time.6. Required drying time increase ranged from 18 to 30 percent approximately for each 2 percent increase in initial moisture content regardless of the fan operation methods, in the range of 18 to 24 percent moisture.7. The intermittent fan operation showed about 36 to 42 percent decrease in required drying time as compared with the continuous fan operation.8. Drymatter loss decrease ranged from 34 to 46 percent each time the airflow rate was doubled and from 2 to 3 percent approximately for each one degrees Centigrade in average temperature rise of drying air, regardless of the fan operation methods. Therefore, the average temperature rise of drying air had a little effect on drymatter loss. 9. Drymatter loss increase ranged from 50 to 78 percent approximately for each 2 percent increase in initial moisture content, in the range of 18 to 24 percent moisture. 10. The intermittent fan operation: showed about 40 to 50 percent increase in drymatter loss as compared with the continuous fan operation and the increasing rate was higher at high level of initial moisture and average temperature rise.11. Year-to-year weather conditions had a little effect on required drying time and drymatter loss.12. The equations for estimating time required to dry top layer to 16 and 1536 wet basis and drymatter loss were derived as functions of the performance factors. by the least square method.13. Minimum airflow rates based on 0.5 percent drymatter loss were estimated.Minimum airflow rates for the intermittent fan operation were approximately 1.5 to 1.8 times as much as compared with the continuous fan operation, but a few differences among year-to-year.14. Required fan horsepower and energy for the intermittent fan operation were3. 7 and 1. 5 times respectively as much as compared with the continuous fan operation.15. The continuous fan operation may be more effective than the intermittent fan operation considering overdrying, fan horsepower requirements, and energy use.16. A method for estimating the required collection area of flat-plate solar collector using average temperature rise and airflow rate was presented.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.95-106
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• 1998

매년 석탄화력발전소에서 다량으로 배출되어 나오는 폐기물 fly ash를 효율적으로 재활용하고 환경오염을 줄이기 위해서 fly ash를 알카리 처리하여 인공 zeolite를 합성하고 광물학적 특성 및 형태학적 구조를 X-ray, IR, SEM 분석으로 밝혀냈다. 또한 $NH_4{^+}$, $K^+$, $H_2PO_4{^-}$ 이온에 대한 fly ash와 인공 zeolite의 흡착능을 비교하기 위해 반응시간, 시료의 양, 이온의 농도에 따른 흡착량을 조사하였고, 4% PVA(Polyvinylalcohol)용액으로 입자화시킨 인공 zeolite를 다양한 비율로 첨가하여 상토를 제조하고 폿트 실험을 실시한 결과를 종합하면 다음과 같다. 인공 zeolite의 양이온치환용량(CEC)은 $257.7cmol^+kg^{-1}$으로 fly ash의 $7.0cmol^+kg^{-1}$보다 36배나 증가된 값을 보였으며 $SiO_2/Al_2O_3$의 비가 감소하였고, $Na^+$의 양은 증가하였다. 인공 zeolite의 이화학성질, X-ray, IR 분석의 결과를 종합해볼 때 천연 zeolite 조성 ($Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-H_2O$)과 유사하였다. SEM 촬영 결과 fly ash는 전체적으로 표면에 전혀 공극이 없는 구형의 형태를 지녔으며, 인공 zeolite는 알카리 처리로 인해 다공성이 큰 물질로 변화되어 표면적이 한층 증대된 것을 볼 수 있었다. fly ash와 인공 zeolite 모두 반응시간이 증가할수록, 시료의 양이 증가할수록, 이온의 농도가 높을수록 흡착량이 많았으며 대체적으로 $NH_4{^+}$ 이온이 $K^+$ 이온보다 더 많은 흡착량을 보였으며, fly ash 보다는 인공 zeolite가 이온에 대한 흡착능이 더 우수함을 볼 수 있었다. NPK+토양+입자상태의 zeolite 20%+퇴비 5%구에서 배추의 생육이 가장 좋았으며 시중 상토의 경우 재배기간이 20일이 넘었을 때 엽이 황색으로 변했지만 제조한 상토에서 자란 배추는 이러한 증상을 나타내지 않았다. 폐기물인 fly ash를 알카리 처리하여 양이온치환용량이 증가된 인공 zeolite를 합성하고 여기에 비료 성분 N, P, K를 첨가하여 입자화 시킨 후 이를 상토제조에 이용하는 것이 석탄회의 부가가치를 높이는 가장 효과적인 방법이라고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.657-666
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• 2014

석탄가스화 기술은 온실가스 배출이 많은 석탄을 사용하지만 이산화탄소 포집에 유리한 장점이 있어서 차세대 석탄활용 기술로 주목받고 있다. 석탄 또는 펫코크 슬러리를 이용하는 습식 가스화 기술은 건식 기술에 비하여 효율이 낮지만 낮은 건설비와 슬러리 공급 유연성 등의 장점으로 인하여 현재는 물론 미래에도 여전히 매력적인 기술로 인식될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 역청탄을 슬러리화한 시료를 사용하고, 기존의 건식 석탄가스화기에 석탄슬러리 공급장치와 슬러리 공급 버너를 연계하여 가스화 실험을 수행하였다. 기존의 분류층 가스화기의 운전온도보다는 비교적 낮은 온도에서 운전을 수행하여 일부의 회재만이 슬랙으로 전환되고 나머지는 비산재로 배출되는 부분 용융형 가스화 운전을 수행하였다. 운전 종료 후 슬랙과 비산재를 포집하여 탄소전환율을 계산하였고, 탄소 질량 정산 방법을 적용하여 가스화 운전 성능을 나타내는 가장 중요한 지표인 냉가스효율을 계산하였다. 탄소전환율과 냉가스효율은 약 98.5% 및 60.4% 수준으로서 파일롯급 플랜트에서의 실험 결과임을 고려하면 비교적 높은 값을 나타내었다. 또한 실험 결과와 화학적 평형상태 계산 결과를 서로 비교하고 에너지 정산을 통하여 실험 결과의 건전성을 확인하였다.