• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.18 no.3
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• pp.309-316
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• 2007

조합 및 고속탐색 실험 기법을 촉매 성분의 선정에 활용하였다. 소형 연료전지 작동을 위한 수소 생산에 가장 적합한 것으로 알려진 메탄을 산화 분해용 촉매의 특성을 적외선 화상 및 병렬형 반응 시스템으로 조사하였다. 반응의 모델을 먼저 제시하고 이를 근거로 Cu-Zn-Pd계 촉매를 선정하였다. 먼저 적외선 화상을 이용한 스크리닝을 위해서는 발열 효과라는 촉매 활성의 간접적인 현상을 보여줄 수 있는 적외선 민감 카메라를 이용하여 한 번에 50개의 시료 측정이 가능한 촉매 시료 배열을 설계하였다. 적외선 화상 결과로 높은 활성을 보이는 촉매 시료를 선정한 다음, 병렬형 반응 시스템과 단일 흐름 고정층 반응 시스템으로 선정된 촉매의 활성 특성을 조사 확인하였다. 본 연구에서 제시한 것과 같은 접근 방법으로 지속적으로 얻어진 결과를 반영하여 최적의 활성을 보이는 촉매 성분을 단기간에 찾아내고자 한다.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2009.06a
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• pp.774-779
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• 2009

The purpose of this research is to develop the high performance of solar chemical reactor for producing hydrogen by methane reforming reaction with steam. Two shape of chemical reactor is suggested: first type is filled with porous material and second type is spiral type. These reactors is installed on the dish-type thermal system of Inha University, Inha Dish-1. Performance analysis of these two reactors is conducted from getting methane conversion.

• Journal of Korean Institute of Industrial Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.155-164
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• 1996

Biomass to methane via anaerobic digestion conversion is a good supply method of substitutable energy resources. The economic viability of this technology is contingent upon managing the production facilities in a cost effective manner. The problem is to determine the batch production sequence as well as the batch residence times in the digester so as to maximize total gas production over a given planning horizon. The problem is difficult to solve since the batch sequencing decisions and the batch residence time decisions cannot be isolated. This paper developes a heuristic algorithm which is based on a dynamic programming procedure for the multiple feedstock sequencing and scheduling biogas production systems and demonstrates to yield good results.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.139.2-139.2
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• 2011

산업혁명 이후 계속된 산업화로 이산화탄소, 메탄, 이산화질소와 같은 온실가스의 대기 중 농도가 지속적으로 증가하고 있다. 세계 각국은 화석연료 고갈 및 기후변화에 대처하기 위해 대체연료에 대한 연구가 활성화되고 있는데 특히, 폐유 재생과 폐기물의 발생 및 처리 문제를 극복하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 시험은 폐유를 정제한 정제연료유와 유화정제연료유의 물성을 석유제품인 중유와 비교 분석하였다. 유화정제연료유는 폐유 중 중금속, 회분 및 슬러지 등을 제거한 후 유화제 등을 넣어 생산된 제품으로 연구를 수행하였다. 본 논문은 이에 대한 전반적인 내용을 언급하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.71.2-71.2
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• 2013

천연가스를 화학적 전환에 의해 부가가치를 높이기 위해서는 리포밍에 의해 합성가스(CO/H2)를 경유하는 간접전환경로가 현재로서는 가장 현실적인 방법이라 할 수 있다. 천연가스를 이용한 합성가스 제조기술은 수증기개질법(SRM), 이산화탄소 개질법(CDR, dry reforming), 부분산화법, 촉매 부분 산화법, 자열개질법 등으로 구분되며, 최근에는 각각의 제조방법의 장점을 고려하여 혼합개질법 또는 일련의 리포머 조합 방법이 개발되고 있다. CDR은 촉매 하에서 메탄과 이산화탄소의 직접접촉에 의해 반응이 일어나며, 수소와 일산화탄소의 비가 같은 합성가스가 제조된다. SRM에 비하여 고온에서 반응이 일어나고 전환율이 더 낮으므로 에너지 소비가 상대적으로 높다. 하지만, SRM과 함께 사용하면 합성가스 비율을 F-T합성이나 메탄올 합성에 적절한 비율로 조절이 가능한 장점이 있으며, 온실가스를 저감시킬 수 있는 전환기술로도 각광받고 있다. 본 발표에서는 최근의 CDR을 이용한 가스로부터 합성석유(GTL)와 메탄올을 고효율로 생산하는 기술 개발 동향에 대해서 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.35 no.3
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• pp.318-323
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• 2024

In this paper, computer modeling works have been performed for the power generation Rankine cycle using new working fluids and liquefied natural gas (LNG) cold heat. PRO/II with PROVISION released January 2023 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function was selected for the modeling of the power generation cycle. Optimal working fluid composition was determined to maximize LNG cold heat to increase power generation efficiency and net power production.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.23 no.2
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• pp.28-35
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• 2015

In this study, the experiment was carried out to produce methane by applying Semi-Continuous Leachate Recirculation Anaerobic Digestion System fed with source separated food waste from school cafeteria. There were two systems and each system consisted of a bioreactor and a liquid tank. Each bioreactor had a screen near the bottom of the reactor. 2.5L of separated liquid was transferred to the liquid tank for 30min each day by using a tubing pump and the liquid from the liquid tank was pumped to the bioreactor at the upper of the bioreactor as soon as the transfer was ended. Through this circulation, the liquid having high concentration of VFAs was supplied to the top of bioreactor. At the beginning of the experiment, food waste/inoculum anaerobic sludge volume ratio was 2:8 that is 9g VS/L of OLR(Organic Loading Rate). Feeding was conducted every two weeks. Experimental results showed that the contents of moisture, combustible matter, ash were 65.91%, 32.73%, and 1.36%, respectively. Two different food waste loading were studied. The average organic loading rates were 3.51g VS/d for System A and 3.86g VS/d for System B, respectively. The average produced methane based on food waste fed to bioreactor were observed as $6.30m^3CH_4/kgVS{\cdot}d$ for system A and $4.94m^3CH_4/kgVS{\cdot}d$ for System B, respectively.

• KSBB Journal
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• v.21 no.6 s.101
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• pp.451-455
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• 2006

An efficient pilot scale (10 ton) three-stage methane fermentation system to digest food waste has been developed in this laboratory. This system consisted of three stages: semianaerobic hydrolysis, anaerobic acidogenesis and strictly anaerobic methanogenesis. From the secondary acidogenesis reactor, a novel strain KA4 responsible for alcohol fermentation was isolated and characterized. The cell was oval and its dimension was $5.5-6.5{\times}3.5-4.5\;{\mu}m$. This strain was identified as Saccharomyces cerevisiae KA4 by 26S rDNA D1/D2 rDNA sequence. Optimal culture temperature was $30-35^{\circ}C$. Cells were tolerant to 5% (v/v) ethanol concentration, however, were inhibited significantly by higher ethanol concentration up to 7%. The strain could grow well up to 50% (w/v) initial glucose concentration in the YM liquid medium, however, optimal concentration for ethanol fermentation was 10%. It could produce ethanol in a broad initial pH range from 4 to 10, and optimal pH was 6. In this condition, the strain converted 10% glucose to 7.4% ethanol during 24 hr, and ethanol yield was estimated to be 2.87 moi EtOH/mol glucose.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.15 no.9
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• pp.13-18
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• 2014

BMP test was carried out to evaluate the characteristics for co-digestion of night soil and food waste. 6 types of sludge were tested in 30 days which were raw, excess, digested, night soil/septic tank (1:1), food waste (food : dilution water = 1:1), and mixed sludge. Bio gas was produced actively after 2 days, and continued in 2 weeks. Gas generation amount was decreased rapidly after considerable space of time. Especially maximum productivity of gas was shown in 7~8 days. The ultimate methane yields of raw, excess, digested, night soil/septic tank, food waste, and mixed sludge were 64.63, 67.49, 66.45, 72.44, 107.85, and 46.71 mL $CH_4/g$ VS respectively from Modified Gompertz model. The lag growth phase time and maximum specific methane production rate of mixed sludge were 1.88 day and 80.4 mL/day respectively. The methane potential of mixed sludge was higher than individual sludge. So high methane potential was expected by controlling mixing ratio of food waste. Besides stable operation of digestion tank and the solution of oligotrophic problem were possible.