• Bulletin of Korea Environmental Preservation Association
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• s.419
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• pp.20-24
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• 2015

바이오가스는 지구 온난화의 원인인 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지로 다방면에서 사용될 수 있다. 바이오가스 플랜트가 널리 보급된 유럽에서는 자동차연료, 도시가스, 연료전지, 스팀생산 및 발전등에 이용되고 있다. 우리나라에서도 바이오가스를 활용하기 위한 다양한 방법이 개발되어 시도되고 있으며 주로 발전에 국한되어 활용되던 것이 현재에는 도시가스, 자동차연료, 연료전지, 스팀생산 등에도 이용되고 있다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.18 no.3
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• pp.38-49
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• 2010

The technology of anaerobic digestion of organic wastes has been researched for the production of biogas in various purposes. Biogas comes from anaerobic digestion and landfill in which that of main components are methane and carbon dioxide containing small amount of hydrogen sulfide and ammonia. Biogas can either be used directly on the site where it is generated after proper upgrading or distributed to external customer via separate pipelines like natural gas. There are four basic ways biogas can be utilized such as production of heat and steam, electricity production, vehicle fuel and production of chemicals. There is no international technical standard for biogas use but some countries have developed national standards and procedures for biogas use. In this paper, technical standards of biogas depending on purpose have reviewed for the several countries.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.246.1-246.1
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• 2010

본 연구는 바이오가스의 에너지효율성을 높이기 위한 연구로서 바이오가스 정제공정과 초저온액화공정을 통하여 액화바이오메탄을 생산하는 바이오가스 고질화기술개발 연구이다. 바이오가스 정제공정은 탈황, 제습, 흡착, 압축, $CO_2/CH_4$ 분리공정으로 구성하고, 초저온액화공정은 열교환기, $CO_2$ 제거설비, 질소냉매 공급공정으로 구성하여 혐기성소화조에서 발생하는 바이오가스($CH_4$ 농도: 60~65%, $H_2S$: 1,500~2,500ppm)를 $200Nm^3/hr$의 유량으로 인입시켜 액화바이오메탄을 생산하였다. 연구결과, 탈황공정에서는 가성소다 세정법을 이용하여 1,500~2,500ppm으로 인입되는 $H_2S$를 100ppm 이하로 제거한 후, 흡착법을 이용하여 $H_2S$를 완전히 제거하였다. 바이오가스에 포화된 수분은 냉각제습과 흡착제습공정을 통해 Dew point $-70{\sim}-90^{\circ}C$까지 제거하여 안정적으로 $CO_2/CH_4$ 분리공정에 인입시켰다. $CO_2/CH_4$ 분리공정은 흡착방식을 적용하여 $CH_4$ 순도가 95% 이상인 바이오메탄을 생산하였으며, 이때 메탄 회수율은 약 87%이였다. $CO_2$가 분리된 바이오메탄은 초저온액화공정을 이용하여 액화바이오메탄으로 전환시켰다. 이때 초저온액화공정은 Reverse Brayton cycle로 구성하였으며, 냉매로는 질소를 사용하였다. 액화바이오메탄의 생산은 바이오메탄을 등엔트로피과정인 단열팽창을 통하여 $-155{\sim}-159^{\circ}C$의 초저온으로 냉각되는 질소냉매와 열교환기에서 열교환시켜 이루어졌으며 그 생산량은 $3.46m^3$/day(1bar, $-161^{\circ}C$)이었다.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.51 no.2
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• pp.1-6
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• 2009

Acetogen과 같은 일부 혐기성미생물은 소위 acetyl-CoA 경로에 의해 아세트산, 에탄올, 그리고 몇 가지 생화학 물질을 생산한다. 이 경로에서는 일산화탄소를 기질로 이용할 수 있다. 일산화탄소 이외에 수소가 이용될 수 있다. 즉 이들 미생물은 독립영양생물로서 이산화탄소와 태양광에너지를 이용하는 녹색식물과 비유될 수 있으며, 일산화탄소는 탄소원으로서 동시에 에너지원으로서 이용된다. 본 연구에서는 혐기성 소화액 중 아세트산을 생성하는 미생물이 존재한다고 가정하고, 일산화탄소와 수소가 주 가연성분인 합성가스를 공급하면 추가의 메탄이 생성가능성을 평가하였다. 혐기성 소화과정에서 발생되는 메탄은 주로 아세트산으로부터 만들어지므로 일산화탄소를 공급하는 경우 추가로 메탄이 생성될 것으로 추측할 수 있기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 현재 운영중인 바이오가스 생산 설비로부터 얻은 혐기성 소화액을 생물반응조에 넣은 후, 합성가스를 순환-공급하여 가스 생산량의 변화 및 조성을 분석하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 일산화탄소만을 공급했을 때에는 이산화탄소의 생성으로 가스 생산량이 증가하였으나, 수소가 포함된 합성가스를 공급하였을 때에는 이산화탄소가 탄소원이로 소비되어 가스 저장도 내의 가스량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 가스화공정에 으해 얻어지는 합성가스는 온도와 가스 조성을 고러할 때, 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화조와 연계하면 소화조의 가온에 필요한 열을 공급할 수 있고 바이오가스 중 이산화탄소 농도를 낮추어 발열량을 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.4 no.2
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• pp.179-183
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• 2018

Recently, several studies have been conducted on biogas and organic compost production using food waste in an anaerobic digester. In this study, basic experiments were conducted to produce biogas and compost by fermenting food wastes with microbial agents. First, a microbial agent was developed by combining various microorganisms. Then, the amount of generated biogas was identified through a food waste batch experiment. Further, we could maximize and demonstrate biogas production in an anaerobic digester by examining biogas production and composting in a pilot plant.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.171.2-171.2
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• 2011

지속가능한 발전과 저탄소 녹색성장의 개념이 대두되면서 우리나라를 비롯한 주요 선진국은 자국의 화석연료 의존도를 낮추고 대체에너지로 환경친화적이며, 청정에너지로 각광받는 신 재생에너지의 활용에 경제적, 정책적 지원을 아끼지 않고 있는 실정이다. 실제로 유럽에서는 바이오매스의 일종인 우드칩을 활용한 가정용 보일러가 보급되고 있으며, 동남아시아에서는 열대식물을 이용한 저온열분해를 활용하여 바이오디젤을 생산하고 있다. 우리나라의 경우 대부분의 바이오매스는 발생되는 임야에서 재이용되거나 경제성이 있을 경우에 운송되어 재활용되고 있으며, 임부목과 같은 일부 바이오매스는 수익성이 없어 발생현지에 방치되는 경우도 있다. 본 연구에서 주목한 왕겨의 경우 미곡종합처리장에서 대량으로 발생되지만 그 활용도에 있어서 축적된 바이오에너지에 비해 에너지회수율이 저조하다고 할 수 있다. 왕겨는 임야에서 발생되는 폐목재나 다른 바이오매스에 비해 함유되어 있는 수분이 적고(12%), 휘발분의 함량이 많으며(58%), 고정탄소(17%), 회분(13%)로 열분해/가스화에 적용가능하다. 본 실험에서 생산된 합성가스의 활용방법으로는 보일러를 이용한 스팀 및 전력생산, 가스엔진을 이용한 전력생산, 폐열회수 등이 있으며 생산된 합성가스를 활용하기 위해서는 오염물질의 정제특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 존재하는 분진, 타르, HCl, HCN, $NH_3$의 제거효율을 조사하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.2
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• pp.74-82
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• 2014

The government is planning to expand the bio-gas supply as a method for mitigating greenhouse gas emissions to deal with climate change. By means of a policy instrument, the government is considering an introduction of the Renewable Fuel Standard (RFS) whose targets include bio-gas. This paper attempts to look into the economic effects of expanding the bio-gas supply by applying an input-output (I-O) analysis using a 2011 I-O table. The bio-gas supply sector consists of liquefied petroleum gas supply sector and city gas supply sector, based on the tenets of introducing the RFS. The production-inducing effect, value-added creation effect, and employment-inducing effect of the bio-gas sector are analyzed. The supply shortage effect and the price pervasive effect are also investigated. The results show that the production or investment of 1.0 won in the bio-gas supply sector induces the production of 1.0539 won and the value-added of 0.1998 won in the national economy. Moreover, the production or investment of 1.0 billion won, supply shortage of 1.0 won, and a price increase of 10.0% in the bio-gas supply sector touch off the employment of 0.5279 person, 1.6229 won, and an increase in overall price level by 0.0183%, respectively.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.27 no.1
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• pp.77-85
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• 2019

Biogasification is a technology that uses organic wastes to reproduce as environmental fuels containing methane gas. Biogasification has attracted worldwide attention because it can produce renewable-energy and stable land treatment with prohibit from landfilling and ocean dumping of organic waste. Biomethane is produced by refining biogas. It is injected into natural gas pipeline or used transportation fuel such as cars and buses. 90 bio-gasification facilities are operating in 2016, and methane gas production is very low due to it is limited to organic wastes such as food waste, animal manure, and sewage sludge. There are seven domestic biomethane manufacturing facilities, and the use of high value-added such as transport fuels and city-gas through upgrading biogas should be expanded. On the other hand, the rapid biogasification of organic wastes in domestic resulted in frequent breakdowns of facilities and low efficiency problems. Therefore, the problem is improving as technical guidance, design and operational technical guidance is developed and field experience is accumulated. However, while improvements in biogas production are being made, there is a problem with low utilization. In this study, the problems of biomethane manufacturing facilities were identified in order to optimize the production and utilization of biogas from organic waste resources. Also, in order to present the design and operation guideline of the gas pretreatment and the upgrading process, we will investigate precision monitoring, energy balance and economic analysis and solutions for on-site problems by facility.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.443-446
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• 2009

바이오매스 에너지라 함은 생물체를 구성하는 유기물을 이용하는 에너지이다. 바이오매스는 에너지 위기 및 $CO_2$에 의한 지구온난화 및 화석자원의 고갈이 진행되면서, 화석연료와 달리 재생이 가능하고 지속 가능한 자원으로 각광을 받고 있다. 그 중에서도 목질계 바이오매스는 다른 신재생에너지원에 비해 국내 잠재량이 가장 풍부한 에너지원 중의 하나이다. 바이오매스 에너지 기술로는 직접연소, 열화학적 변환, 생화학적 변환의 기술이 있다. 본 연구에서는 목재를 원료로 한 부분산화 조건의 숯 생산 공정에서 목재의 열분해 가스 생산특성을 고찰하였다. 열분해가스 중에 응축된 목초액의 pH는 3.58～3.92 정도로 분석 되었고, 산도는 시간이 경과 할수록 2.74에서 4.44%로 농도가 증가 되었다. 숯 생산 공정에서의 목재의 열분해는 초기부터 48시간까지는 열분해가스의 조성의 변화가 거의 없었고, 48시간 경과 후에는 열분해가스 중에 가연성가스인 $H_2$, CO, $CH_4$가 약 5%정도 배출되는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.4
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• pp.413-424
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• 2014

The potential of using the biogas as energy source has long been widely recognised and current techniques are being developed to upgrade the technical quality and to enhance energy efficiency. The objective of this paper is to present efficient and effective pre-treatment methods of increasing the amount of produced biogas in anaerobic digestion of activated sludge treatment process. The paper also presents a review of the effect on biogas production between pre-treated and raw sludge, and also put forward the advantages and disadvantages of each pre-treatment method.