• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.442-448
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• 2012

폐 플라스틱을 이용한 연료유 생산 공정을 위한 폴리프로필렌(PP) 수지에 대한 열분해 반응 실험을 하였다. 질소 분위기에서 상온에서 $650^{\circ}C$ 까지의 비등온 조건에서의 열분석기와 $420^{\circ}C$ 등온에서의 Pyrolyser GC-mass 분석기, $420^{\circ}C$의 배치형 반응기에서 무촉매반응과 천연제올라이트, 폐 FCC 촉매, ZSM-5 등의 제올라이트 계 촉매를 사용한 열분해 실험이 행하여졌다. TGA 실험에서 PP 수지의 열분해반응은 $330^{\circ}C$ 부근에서 시작되어, $497^{\circ}C$에서 완결되었다. 촉매반응에서 제올라이트 계열 촉매는 폐 FCC 촉매> 천연제올라이트> ZSM-5> PP의 순으로 열분해 반응속도를 높이는데 유효하였다. 열분해가 완료되는 온도도 폐 FCC 촉매 첨가 시 가장 낮게 나타났다. PY-G.C. mass 실험에서 PP 수지 만의 경우에서보다 촉매가 첨가됨에 따라 탄소 수가 낮은 생성물이 생성되는 것을 알 수 있었다. ZSM-5 촉매나 폐 FCC 촉매 첨가 시 특히 낮은 탄소 수의 생성물이 많이 생성되었다. 회분식 반응기에서 초기 오일생성율은 폐 FCC 촉매 첨가시 가장 높지만, 최종 오일전환율은 천연제올라이트 첨가 시가 폐 FCC 촉매 첨가 시보다 2% 정도 높았다. 탄소분석에서도 폐 FCC 촉매 첨가가 경유 성분이 주성분으로 요구되는 연료유 제조에 우수 하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권6호
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• pp.50-56
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• 2008

Post-consumed플라스틱 중 폐 polypropylene fraction으로 분리된 재료를 이용하여 열분해 실험을 수행하였다. 본 연구의 목적은 열분해 생성오일 중 용제로 사용이 가능한 BTEX-aromatics 수율이 반웅온도에 따라 어떤 영향을 받는지 고찰하는 것이었다. 이를 위하여 열전달이 우수한 유동층 반응기를 이용하여 $650^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$ 사이의 반응온도에서 열분해 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 오일생성 극대화를 위해 열분해 반응 중 생성되는 가스를 유동화 가스로 사용하였으며, 유동화 가스의 유량과 시료 투입율은 실험 중에 일정하게 유지하였다. 실험결과 gas, oil 및 char가 반응 생성물로 얻어졌다. 생성 가스는 GCs(TCD, FID)를 사용하여 정량 분석하였고 정성적 분석을 위해서는 GC-MS 시스템을 이용하였다 정확한 분석을 위해서 생성오일은 진공 증류하여 distillation residue를 분리하였으며, 증류한 oil은 GC-MS 통해 정성 및 정량적 분석을 수행하였다. 반응온도가 높아질수록 distillation oil중의 BTEX-aromatics의 함량은 증가하였으며 $695^{\circ}C$에서 약 30% 정도의 함량을 나타내었다. 생성 가스는 대부분 $CH_4$, $C_2H_4$, $C_2H_6$, $C_3H_6$, $C_4H_{10}$로 구성되어 있었으며, 고위 발열량은 약 45 MJ/kg로서 열분해 공정 에너지원이나 기타 연료용 에너지원으로 사용가능할 것으로 평가되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권5호
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• pp.17-25
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• 2006

본 연구는 Al-MCM-48을 이용하여 HDPE를 촉매 분해하는 것으로, Al-MCM-48의 촉매 활성을 Al-MCM-41, Beta, ZSM-5와 비교하였다. Al-MCM-48를 사용한 열분해 활성은 무촉매 열분해의 활성보다 매우 높았다. 다른 촉매와 비교했을 때 Al-MCM-48의 활성화 에너지는 거의 차이가 없었다. 촉매의 점진적인 비활성화 경향도 조사하였다. ZSM-5와 Al-MCM-48은 Al-MCM-41과 Beta보다 비활성화 경향이 낮았다. Py-GC/FID(pyrolyzer)를 이용하여 열분해 생성물의 특성에 대하여 분석하였다. 그 결과 ZSM-5 촉매를 사용한 경우에는 $C_1-C_4$ 범위의 기상 생성물이 많이 생성되었다. Al-MCM-41과 Beta를 사용한 경우에는 주로 $C_5-C_{12}$ 범위의 화합물이 생성되었다. Al-MCM-48은 다른 촉매들에 비해 $C_5-C_{22}$ 범위의 오일 생성물에 대해서 높은 선택도를 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.461-468
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• 2014

바이오차(biochar)는 산소가 제한된 환경에서 바이오매스를 열분해를 시켜 얻을 수 있는 고체물질을 말한다. 원료가 되는 바이오매스는 에너지작물, 임업부산물, 농업부산물 등의 폐기물을 사용할 수 있으며, 토양으로 적용 시 기후변화 완화, 화석연료 소비저감, 폐기물 처리비용저감 등의 장점이 있다. 본 연구에서는 폐목재를 원료로 바이오차를 생산하는 시스템을 대상으로 전과정평가 기법에 의해 환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 폐목재 1톤을 기능단위로 하였을 때 생산되는 바이오차를 토양에 적용하는 시나리오를 구성하고 지구온난화에 미치는 영향을 중심으로 환경영향을 분석한 결과, 파쇄 및 건조의 전처리 공정에서 4.048E-01 kg, 가스화 열분해공정에서 4.579E-01 kg, 토양살포 공정에서 9.070E-02 kg의 온실가스를 발생하여 총 9.534E-01 kg의 온실가스가 발생하는 것을 확인하였다. 바이오차의 토양적용 시 탄소저장효과는 252 kg으로 분석되어 251 kg의 탄소 네거티브 효과를 보였다.

• 한국연초학회지
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• 제21권2호
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• pp.119-127
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• 1999

This study was conducted to evaluate the effect of cigarette papers, flax and wood, on the delivery of mainstream smoke. The main components of cigarette papers were cellulose, hemicellulose, lignin, and pectin. Lignin contents, known as precursor of smoke's phenolic compounds, of the flax and wood cigarette papers were 5.8% and 10.6%, respectively. The pyrolysis products of cigarette papers were similar by the profile of total ion chromatogram. But, the area % of some components, such as 1,3-cyclopentanedione, 3,5- dimethyl cyclopentane-1,2-dione, 2-hydroxy-3-methyl-2-cyclopentenone, dihydro-2(3H)-furanone, 3-methyl-2(5H)-fruanone, and 5-methyl-2-furaldehyde delivered through pyrolysis of the flax cigarette paper were higher than that of wood cigarette paper. Otherwise, the area % of some components, such as 2-methyl-cyclopentene-l-one), 2,3-butanedione, 2-cyclopentene-l-one, and 5-hydroxy-2-methyl-furaldehyde, 2-furaldehyde delivered through pyrolvsis of the wood cigarette paper were higher than that of flax cigarette paper. To identify the difference between two cigarette papers, we used the cigarette column filled with the cut cigarette paper instead of the cut tobacco leaf. The amounts of semi-volatile fraction delivered from flax cigarette paper was more than that of wood cigarette paper. But, by using the cut tobacco, there was no big difference of delivery amount between flax and wood cigarette papers. Also, aroma of TPM by collecting from brening cut tobacco wrapped in flax and wood papers showed a different pattern by the electonic nose system. Although the difference between two cigarette papers by using the cut tobacco was smaller than that of cut cigarette paper, this result indicated that the fax and wood had the different effects on the delivery of smoke components as shown in the sensory test results.

• 한국분말재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.151-156
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• 2001

MgO based nanocomposite powder including ferromagnetic iron particle dispersions, which can be available for the magnetic and catalytic applications, was fabricated by the spray pyrolysis process using ultra-sonic atomizer and reduction processes. Liquid source was prepared from iron (Fe)-nitrate, as a source of Fe nano-dispersion, and magnesium (Mg)-nitrate, as a source of MgO materials, with pure water solvent. After the chamber were heated to given temperatures (500~$^800{\circ}C$), the mist of liquid droplets generated by ultrasonic atomizer carried into the chamber by a carrier gas of air, and the ist was decomposed into Fe-oxide and MgO nano-powder. The obtained powders were reduced by hydrogen atmosphere at 600~$^800{\circ}C$. The reduction behavior was investigated by thermal gravity and hygrometry. After reduction, the aggregated sub-micron Fe/MgO powders were obtained, and each aggregated powder composed of nano-sized Fe/MgO materials. By the difference of the chamber temperature, the particle size of Fe and MgO was changed in a few 10 nm levels. Also, the nano-porous Fe-MgO sub-micron powders were obtained. Through this preparation process and the evaluation of phase and microstructure, it was concluded that the Fe/MgO nanocomposite powders with high surface area and the higher coercive force were successfully fabricated.

• 한국재료학회지
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• 제25권3호
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• pp.125-131
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• 2015

Fluorine-doped $SnO_2$ (FTO) thin film/Ag nanowire (NW) double layers were fabricated by means of spin coating and ultrasonic spray pyrolysis. To investigate the optimum thickness of the FTO thin films when used as protection layer for Ag NWs, the deposition time of the ultrasonic spray pyrolysis process was varied at 0, 1, 3, 5, or 10 min. The structural, chemical, morphological, electrical, and optical properties of the double layers were examined using X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, the Hall effect measurement system, and UV-Vis spectrophotometry. Although pure Ag NWs formed isolated droplet-shaped Ag particles at an annealing temperature of $300^{\circ}C$, Ag NWs covered by FTO thin films maintained their high-aspect-ratio morphology. As the deposition time of the FTO thin films increased, the electrical and optical properties of the double layers degraded gradually. Therefore, the double layer fabricated with FTO thin films deposited for 1 min exhibited superb sheet resistance (${\sim}14.9{\Omega}/{\Box}$), high optical transmittance (~88.6 %), the best FOM (${\sim}19.9{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$), and excellent thermal stability at an annealing temperature of $300^{\circ}C$ owing to the good morphology maintenance of the Ag NWs covered by FTO thin films.

• 자원리싸이클링
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• 제15권1호
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• pp.12-19
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• 2006

볏짚은 국내에서 유용한 재생 가능한 바이오매스이다. 유동층과 char 분리 장치가 구비된 급속 열분해 장치를 이용하여 볏짚으로부터 바이오오일의 생산에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구는 온도변화에 따른 볏짚의 열분해 생성물의 분포와 생성물의 화학적 구성을 알아보고 바이오오일의 활용 가능성을 고찰하고자 했다. 급속 열분해 반응은 $466^{\circ}C,\;504^{\circ}C,\;579^{\circ}C$에서 각각 수행되었다. 유동화 매체로는 생성가스를 사용하였으며 유량은 약 30NL/min 였다. 볏짚의 열분해 결과 기체, 액체, 고체 물질을 얻을 수 있었으며, 기체물질은 GC(TCD, FID)를 이용하여 정성적, 정량적 분석을 하였다. 액체물질은 상등액과 tar가 풍부한 하등액으로 분리하여 발열량, 원소분석, 수분, GC/MS를 통해 화학구성성분을 분석하였다. 고체물질인 char는 원소분석을 하고 그 발열량을 측정하였다. 액체물질인 바이오오일은 화학특성 분석결과 대체 연료유뿐만 아니라 화학 원료물질로서의 사용가능성을 볼 수 있었다.

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.95-102
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• 2018

We examined the pressure effects on petroleum pitch synthesis by using open and closed reaction systems. The pressure effects that occur during the pitch synthesis were investigated in three pressure systems: a closed system of high pressure and two open systems under either an atmosphere or vacuum. A thermal reaction in the closed system led to the high product yield of a pitch by suppressing the release of light components in pyrolysis fuel oil. Atmospheric treatment mainly enhanced the polymerization degree of the pitch via condensation and a polymerization reaction. Vacuum treatment results in a softening point increase due to the removal of components with low molecular weights. To utilize such characteristic effects of system pressure during pitch preparations, we proposed a method for synthesizing cost-competitive pitch precursors for carbon materials. The first step is to increase product yield by using a closed system; the second step is to increase the degree of polymerization toward the desired molecular distribution, followed by the use of vacuum treatment to adjust softening points. Thus, we obtained an experimental quinoline insolubles-free pitch of product yield over 45% with softening points of approximately $130^{\circ}C$. The proposed method shows the possibility to prepare cost-competitive pitch precursors for carbon materials by enhancing product yield and other properties.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.206-211
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• 2003

본 논문은 국제해사기구-해양환경보호위원회 제 46차(외교회의 결정 2001년 10월 5일)회의에서 유기주석계 방오도료 사용금지(2003년 1월 1일 선체 사용금지, 2008년 1월 1일 선체 잔존금지)에 따른 TBT함유 페인트 폐기물 다량 발생에 대한 처리기술의 개발로 방오 도료 페인트의 최적 처리시스템을 연구하였다. 열분해 반응장치를 이용하여 TBT함유 페인트 폐기물의 열분해 특성 및 처리 성능을 평가하였다. TBT함유 페인트 폐기물을 열분해 반응조에서 온도를 100$0^{\circ}C$, 반응시간을 1시간동안 처리했을 때 유기주석이 99% 제거되어 처리효율이 뛰어났다.