Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
/
v.50
no.4
/
pp.51-58
/
2008
Unit costs for energy production in bioenergy facilities are dependent upon both fixed cost for facility construction and operational costs including biomass feedstock supply. With the increase of capacity, unit fixed cost could be decreased while supply cost tends to increase due to the longer transportation distance. It is desirable to take into account biomass availability in planning bioenergy facilities. A cumulative curve relationship was proposed to relate biomass availability and cumulative products of biomass amount and transportation distance. Optimum size of gasification facilities was affected by collection cost, biomass cumulative relationship. Based on biomass availability of Icheon-City, optimum sizes were about $400kW_{th}$ for gas production, and about $200kW_{el}$ for power generation. Unit cost of bioenergy production could be substantially reduced by reducing collection cost through supplying biomass from diverse sources including land development areas where significant amount of waste wood is generated. When planning bioenergy facilities, however, biomass availability and spatial distribution are key factors in determining the size of capacity.
Over 800 thousand tons per year (TPY) agricultural biowastes, such as sugar cane bagasse, sugarcane leaf, rice straw, rice husk and corn leaf, are produced in Taiwan. These biomasses are the major types of agricultural wastes and are abundantly available. However, these biowastes cause disposal and landfill problems. Ossification ashes of the agricultural biowastes containing 70-95 % amorphous silica would make the utilization system of agricultural biowaste ashes become highly economically and environmentally attractive. Experimentally, high crystallinity (99%$^{+}$) zeolites ZSM-5 and ZSM-48 synthesized from the reaction mixtures containing a silica source from ashes of these biowastes gasification were investigated. Tetrapropylammonium bromide (TPABr) and 1,6-diamino-hexane (C$_{6}$ DN) were used as structure-directing agents in syntheses of ZSM-5 and ZSM-48, respectively. X-ray powder diffraction (XRD) and scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDX) data indicated that ZSM-5 or ZSM-48 with a high crystallinity can be obtained within 48 hours of crystallization in the high pressure (15-20 atm) autoclave at 393-473 K. The Si/Al ratios of synthetic zeolite products were determined by X-ray fluorescence (XRF) and induced couple plasma/mass spectroscopy (ICP/MS). It was observed that the ZSM-5 crystals a.e composed of hexagonal rod-shaped crystals with typically 8-13 пm in size by SEM. In addition, ZSM-48 crystalline materials are composed of spherical aggregates of needle-shaped or rod-like crystals with typically 2-3 пm in diameter and 6-8 пm in length.h.
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
/
v.44
no.4
/
pp.32-42
/
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.
Gi Hoon Hong;Sunghyun Uhm;Hyungjune Jung;Sungwon Hwang
Journal of the Korean Institute of Gas
/
v.28
no.1
/
pp.1-10
/
2024
In this study, we constructed a process simulation model for an agricultural by-products based Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) combined heat and power generation system as part of the introduction of technology for energy self-sufficiency in the agricultural sector. The aim was to reduce the burden of increasing fuel and electricity consumption due to rapid fluctuations in international oil prices and the expansion of smart farming in domestic farms, while contributing to the national greenhouse gas reduction goals. Based on the experimental results of 0.3 ton/day torrefied agricultural by-product gasification experiment, a model for an agricultural by-product-based SOFC cogeneration system was constructed, and optimization of the heat exchange network was conducted for SOFC capacities ranging from 4 to 20 kW. The results indicated that an 8 kW agricultural by-product-based SOFC cogeneration system was optimal under the current system conditions. It is anticipated that these research findings can serve as foundational data for future commercial facility design.
In the agricultural sector where the fossil fuels are primary energy resources, the current global energy crisis together with the dissemination of smart farming has led to the new phase of energy pattern in which the electricity demand is growing faster particularly. Therefore, the fuel cell combined heat and power system, coupling the environmentally friendly fuel cell to biomass treatment and feeding, can be regarded as the most effective energy system in agriculture. In this mini-review, we discuss the R&D trend of the fuel cell combined heat and power system aimed at utilizing agricultural by-products as fuels and highlight the issues in terms of the process configuration and interconnection of individual processes.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
/
v.60
no.5
/
pp.105-113
/
2018
In this study physical and chemical characteristics of rice straw ash (RSA) were analyzed in agricultural by-products such as the characteristics of soil pH, electric conductivity (EC), total phosphorus (T-P), available phosphate (Avail-P), and cation exchange capacity (CEC). The results showed that RSA is of mainly C in 95.74% and followed by Si > Al > P > Mg > K > Ca. The pH of RSA was high near 11 and the T-P concentration was $2,322.38{\pm}10.35mg/kg$. The specific surface area of RSA was $123.50m^2/g$, which was much lower than that of biochar. The X-ray diffraction (XRD) analysis indicated that RSA were C and Si based crystalline. TCLP and KSLT test results implied that the heavy metal concentrations were below the environmental standards and would not impose the risks. T-P concentration increased from $225.59{\pm}12.69mg/kg$ to $593.39{\pm}17.36mg/kg$ along with RSA mixing ratio to soil from 0% to 15%. Both pH and EC values were increased with the increase of RSA ratio. The changes in Avail-P and CEC were not when RSA mixing ratio was 1%. whereas the Avail-P concentration was slightly increase when the mixing ratio was more than 5%. Additional investigation considering receiving soil characteristics based on the results of this study would help effective application of RSA to soil.
Oxidation behaviours of ash free coal (AFC), carbon, and H2 fuels were investigated with a coin type molten carbonate fuel cell. Because AFC has no electrical conductivity, its oxidation occurs via gasification to H2 and CO. An interesting behaviour of mass transfer resistance reduction at higher current density was observed. Since the anode reaction has the positive reaction order of H2, CO2 and H2O, the lack of CO2 and H2O from AFC results in a significant mass transfer resistance. However, the anode products of CO2 and H2O at higher current densities raise their partial pressure and mitigate the resistance. The addition of CO2 to AFC reduced the resistance sufficiently, thus the resistance reduction at higher current densities did not appear. Electrochemical impedance results also indicate that the addition of CO2 reduces mass transfer resistance. Carbon and H2 fuels without CO2 and H2O also show similar behaviour to AFC: mass transfer resistance is diminished by raising current density and adding CO2.
Annual amount of plastics waste including rubber and leather waste, generated in 1990 was about 2,600,000 tons. Amount of generation of plastics waste has rapidly increased, but fractions of recycling and incineration have gradually decreased. Recently, two-stage incinerator, consisting of gasifier and gas combustor, draws much attention in Korea. Plastics are gasified in the starved air condition in the gasifier and produced gas is fired in the combustor. Combustion of produced gas is much easier than that of solid plastics, and produces a little pollutants. Standardzation of technology and process automation are still needed, but this incineration technology is in the commercial stage. Next topic concerned with this two-stage incineration will be how to treat complex plastics waste including toxic substances generated from automobiles and household appliances. Pyrolysis, realized by indirect heating in inert atmosphere, can provide high-quality products with minimum emissions. Many plastics are easily decomposed into oil in pyrolysis conditions, which can be utilized as chemical feedstocks, or gasoline or kerosene depending on feed materials and operating conditions. This has been demonstrated in several pilot-scale tests performed in Japan, Germany, etc. Easy removal of HCl from PVC is one of the most decisive merits of pyrolysis process. But in general, further efforts should be made for the process to obtain marketability. The future of pyrolysis process depends on public concern about environmental problems and oil prices.
In this study, characteristics of wood pellet gasification was studied using a Two Stage Gasifier which is consisted of pyrolysis reactor and ultra high temperature reformer. The average yields of $H_2$, $CH_4$, CO, $CO_2$ were 16.7, 11.3, 37.2, 26.6 L/mim, conversion rate from biomass to gas was 65% in pyrolysis reactor and gas yields in reformer were 55.4, 0.8, 120.8, 56.8 L/mim, respectively. The hydrogen flow rate from reformer is obtained 360.1 L/hr. The most of $CH_4$ was decomposed from 12.3 to 0.3 vol.% while $H_2$ is from 18.2 to 23.7 vol.% in reformer by methane dry reforming, Boudouard reaction, oxidation and/or steam reforming. The amount of $H_2O$ generated by hydration reaction from reformer was 1111.8 g, its accelerated conversion of $CH_4$ to other products. The conversion rate from $CH_4$ to other Compounds was 97.2%. Cold gas efficiency was 53.2%.
Coal gasification experiments were performed to characterize the bench scaled unit of 0.5∼1.0 T/D entrained coal gasifier developed by KIER. Datong coal from China was selected for this study. The system was operated at the temperature range of 1300∼1550$^{\circ}C$, with 62.5% of coal water mixture on the basis of dry coal. Oxygen and slurry mixture were preheated prior to feeding into burner and the ratio of oxygen/coal was in the range of 0.8∼1.2. In the preparation of coal water mixture, 0.3 wt% of CWM1002 and 0.05 wt% of NaOH wire added to reduce viscosity as well as to enhance theological properties of slurry. The resultant gaseous products consist primarily of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, and minor amounts of methane. Formation of H$_2$and CO was increased, while CO$_2$was decreased as the reacting temperature being increased due to the char-CO$_2$reaction. Maximum production of H$_2$and CO occurred in the O$_2$/coal ratio of 0.9 at 1530$^{\circ}C$. Heating values of product gases were in the range of 1700∼2400 kcal/N㎥.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.