• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.360-369
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• 2016

본 연구에서는 팜 부산물인 Empty Fruit Bunch (EFB)의 연료적 특성을 향상시키기 위해 용탈처리와 습식 반탄화를 연속적으로 수행하였다. 용탈처리는 $25{\sim}90^{\circ}C$에서 5~30분 수행하였으며, $90^{\circ}C$, 10분 조건에서 55.99%의 가장 높은 회분 감소율을 나타냈다. 회분 감소율은 용탈 시간보다 온도에 따라 영향을 받았다. 용탈처리 후 연속적으로 습식 반탄화를 수행하였으며 반응온도 $180{\sim}200^{\circ}C$, 반응시간 5~40분에서 실시하였다. 연속처리에 의해 규소를 제외한 대부분의 무기성분은 제거되었으며 회분 감소율은 41.05~63.58%로 나타났다. 특히, 염소, 칼륨, 마그네슘, 인 성분은 80%이상 제거되었다. 용탈처리 후 $200^{\circ}C$, 40분에서 습식 반탄화를 수행한 결과 발열량은 원시료(4390 kcal/kg)와 비교하여 7.96% 증가한 4736 kcal/kg를 나타냈다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.685-694
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• 2016

본 연구에서는 반탄화 과정에서 바이오매스 열분해 거동을 열중량 분석과 발생되는 기체분석으로 확인하였다. 반응온도는 $220{\sim}300^{\circ}C$, 승온속도 $10{\sim}30^{\circ}C/min$, 반응시간은 110분으로 고정하여 분석하였다. 백합나무 중량감소율은 $220^{\circ}C$에서 8.01~8.81%, $300^{\circ}C$에서 71.86~77.38%로 나타났으며, $240^{\circ}C$ 이상에서 급격하게 증가하였다. 반면 낙엽송 중량감소율은 $300^{\circ}C$에서 49.58~54.15%로 백합나무와 비교하여 낮았다. 백합나무에 대한 활성화 에너지는 87.32~91.24 kJ/mol으로 승온속도에 따라 큰 차이를 나타내지 않았으며, 낙엽송에 대한 활성화 에너지는 83.85~91.60 kJ/mol으로 나타났다. 반탄화 과정에서 발생하는 가스성분은 대부분 헤미셀룰로오스 유래 성분이었으며 반응온도가 증가하면서 성분의 종류 및 농도도 증가하였다. 백합나무에서는 furfural, acetic acid가 고농도로 검출되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권5호
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• pp.17-23
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• 2017

In South Korea, 25 % of annual agricultural residues (11.64 million tons) are unused. The hydrophilicity, low lower heating value (LHV), and low energy density of agricultural residues can be obstacles for efficient usage. Torrefaction, a low temperature pyrolysis process, can be a solution to overcome these disadvantage of agricultural residues. In this study, agricultural residues such as bean stem, pepper stem, perilla stem, sorghum stem, acorn shell, and ginkgo shell are torrefied at 200, 230, and $250^{\circ}C$ and evaluated energy properties, respectively. The torrefaction can increase the LHV and energy density rate of agricultural residues from 3,331~4,444 kcal/kg to 4,166~5,830 kcal/kg and 20~30 %, respectively.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.350-355
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• 2018

본 연구에서는 굴참나무의 열분해 및 촉매 열분해에 바이오매스 반탄화가 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 굴참나무와 반탄화된 굴참나무의 열분해 및 촉매 열분해 거동은 열중량분석 결과와 회분식반응기를 이용한 급속열분해 반응에서 얻어진 바이오오일의 생성물분포를 비교하여 평가하였다. 굴참나무와 반탄화된 굴참나무의 열중량 곡선 및 미중열중량곡선은 굴참나무 내 헤미셀룰로오스의 제거량은 반탄화 온도 및 시간을 증가시킴에 따라 증가됨을 나타내었다. 굴참나무의 반탄화과정에서 헤미셀룰로오스의 제거로 굴참나무 내 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 증가되기 때문에 열분해 과정에서 오일의 수율은 감소하고 고형 촤 수율은 증가하였다. 반탄화 굴참나무의 열분해 오일 중 레보글루코산과 페놀류의 선택도는 굴참나무 열분해 오일에 비해 높았다. 바이오오일 중 방향족 화합물의 함량은 HZSM-5 ($SiO_2/Al_2O_3=30$) 상에서 굴참나무 및 반탄화된 굴참나무의 촉매열분해를 적용함으로써 증가되었다. 굴참나무에 비해, 반탄화 굴참나무는 HZSM-5를 이용한 촉매 열분해를 통한 방향족화합물 형성에 더 높은 효율을 보였고 더 높은 반탄화 온도($280^{\circ}C$) 및 반응온도($600^{\circ}C$)를 적용함으로써 극대화되었다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.235-240
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• 2014

본 연구에서는 음식물쓰레기를 반탄화 하여 생성된 생성물의 특성 및 온도에 대한 영향을 비교하여 연료화 가능성을 파악하고자 하였다. 반응온도를 $180^{\circ}C{\sim}270^{\circ}C$ 조절하고 열전달방식을 질소가스 열전달방식과 열매체유 열전달방식으로 나누어 실험한 결과 생성물의 생산 수율과 수분함량은 온도가 높아짐에 따라 감소하였고 특히 $240^{\circ}C$이상에서는 수분감소 뿐만 아니라 열적변화도 확인 할 수 있었다. 반응온도가 낮을수록 열매체유 열전달방식이 수분감소에 더 좋은 열전달 효율을 보였지만 온도가 높아질수록 그 차이는 미미한 것을 확인할 수 있었다. 발열량의 경우 초기 660 Kcal/kg 에서 질소가스 열전달방식 6,400 Kcal/kg 간접방식 6,890 Kcal/kg 으로 상승 되었고, 원소분석결과 반응온도가 상승할수록 반탄화 생성물의 탄소원소의 함량증가와 산소원소 함량 감소를 확인 하였으며 석탄밴드 분석결과 저급석탄에 가까운 H/C와 O/C의 범위를 나타내었다. 음식물쓰레기를 반탄화를 통하여 연료개질이 가능하다는 것을 확인 할 수 있었으며, 반응온도가 높아질수록 저급석탄에 더 가까워짐을 확인할 수 있었다.

• 펄프종이기술
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• 제46권1호
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• pp.18-28
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• 2014

Renewable Portfolio Standards(RPS) is a regulation that requires a renewable energy generated from eco-friendly energy sources such as biomass, wind, solar, and geothermal. The RPS mechanism generally is an obligatory policy that places on electricity supply companies to produce a designated fraction of their electricity from renewable energies. The domestic companies to supply electricity largely rely on wood pellets in order to implement the RPS in spite of undesirable situation of lack of wood resources in Korea. This means that the electricity supply companies in Korea must explore new biomass as an alternative to wood. Palm kernel shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) as oil palm wastes can be used as raw materials used for making pellets after their thermochemical treatment like torrefaction. Torrefaction is a pretreatment process which serves to improve the properties including heating value and energy densification of these oil palm wastes through a mild pyrolysis at temperature typically ranging between 200 and $300^{\circ}C$ in the absence of oxygen under atmospheric pressure. Torrefaction of oil palms wastes at above $200^{\circ}C$ contributed to the increase of fixed carbon with the decrease of volatile matters, leading to the improvement of their calorific values over 20.9 MJ/kg (=5,000 kcal/kg) up to 25.1 MJ/kg (=6,000 kcal/kg). In particular, EFB sensitively responded to torrefaction because of its physical properties like fiber bundles, compared to PKS and hardwood chips. In conclusion, torrefaction treatment of PKS and EFB can greatly contribute to the implement of RPS of the electricity supply companies in Korea through the increased co-firing biomass with coal.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.263-263
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• 2014

Low temperature pyrolysis of woody biomass has been conducted to produce highcalorie torrefied fuel. In this experiment, to maximize the energy efficiency in heat transfer, flue gas is directly used for heat source in the torrefier. To accomplish the oxygen free environment in the torrefaction reactor, a burner has been developed and it can be runned with fuel rich state. An inner central axis rotating type of reactor was applied in experiment. To use the calorific gases produced from torrefier, another burner is developed to combust them.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권1호
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• pp.122-134
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• 2015

본 연구는 낙엽송을 이용한 반탄화 펠릿의 제조 가능성을 확인하기 위하여 수행하였다. 낙엽송 칩을 230, 250, $270^{\circ}C$ 및 30, 50, 70분의 조건에서 반탄화 처리를 각각 실시하였으며, 반탄화 낙엽송 칩의 함수율, 수분흡착률, 발열량, 회분을 측정하여 각 조건에 대한 반탄화 조건의 영향을 분석하였다. 또한 반탄화 낙엽송 칩의 표면을 광학현미경, FE-SEM, SEM-EDXS를 이용하여 관찰하였다. 낙엽송 시편의 리그닌 함량은 반탄화 온도 및 시간 증가와 함께 증가한 반면, 전섬유소 함량은 감소하였다. 함수율은 반탄화 처리하지 않은 칩과 비교하여 급격히 감소하였으며, 수분흡착률은 반탄화 온도가 높을수록 감소하였다. 낙엽송의 발열량 및 회분함량은 반탄화 온도가 높아짐에 따라 증가하였으나, 반탄화 낙엽송 펠릿의 내구성은 무반탄화 낙엽송 펠릿과 비교하여 현저히 낮았다. 낙엽송 칩의 단면을 광학현미경 및 FE-SEM으로 관찰한 결과 반탄화 조건이 강해질수록 재색의 농색화 및 세포벽의 부분적 붕괴를 확인할 수 있었으며, SEM-EDXS 분석을 통하여 반탄화에 따른 리그닌의 분포 확산 및 양의 증가가 확인되었다. 결과를 종합하면, 연료적 특성의 측면에서 $270^{\circ}C$/50분이 낙엽송의 최적 반탄화 조건인 것으로 판단되나, 낙엽송 반탄화 펠릿의 내구성 결과에 따르면 $230^{\circ}C$/30분과 같이 반탄화 처리조건이 강하지 않은 경우에 대하여 고려할 필요성이 있을 것으로 생각한다.

• 신재생에너지
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• 제9권3호
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• pp.29-35
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• 2013

This research analyzed the fuel characteristic change of spent coffee bean by torrefaction. The calorific value was increased from 4,974 kcal/kg to 6,075 kcal/kg ($260^{\circ}C$, 30min), 6,452 kcal/kg ($270^{\circ}C$, 30min), 6,823 kcal/kg ($280^{\circ}C$, 30min), 6,970 kcal/kg ($260^{\circ}C$, 30min). The highest energy yield was obtained when the spent coffee bean were torrefied on the condition of $280^{\circ}C$, 30min. The moisture absorption rate was decreased from 5.12% to 2.76% when the spent coffee bean were torrefied on the condition of $290^{\circ}C$, 30min. Lignin was increased from 11.33% to 14.39% on the condition of $260^{\circ}C$ 30min. But it did not preferability to torrefy spent coffee bean at temperature of more than $270^{\circ}C$ because lignin decreases to the level that is hard to make pellet.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.375-378
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• 2014

In this study, we carried out torrefaction experiment using PKS(Palm Kernel Shell), and Bagasse as a raw material of oversee of herbaceous biomass and using waste wood and logging residue as a raw material of domestic of woody biomass. And then, by analyzing the physical & chemical properties, we investigated the characteristics as a fuel. By using the result of thermo gravimetric analysis, the biomass residue was torrefied for 30 minutes at a temperature range of $250-350^{\circ}C$ in anaerobic condition. As a result, torrefied materials of moisture content are lower than raw, but of fixed carbon, calorific value and ash are higher than raw.