• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1678-1686
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• 2020

본 논문은 농업부산물인 왕겨를 사용하여 목제펠릿 이용 가능성을 도출하고자 하였으며 왕겨의 낮은 발열량은 팽연화 기술과 연소첨가제를 통해 개선하고자 하였다. 왕겨의 물리?화학적 분석 시 염소 함유량이 0.09%로 목재펠릿 품질 기준에 부합하지 않는 결과를 얻을 수 있었다. 팽연화 기술을 통해 왕겨를 팽연왕겨로 제작 시 염소 함유량이 감소하여 목재펠릿 기준에 준하는 0.02%의 생성물을 얻을 수 있었으며 발열량 역시 기존 3,780 kcal/kg 대비 4,280 kcal/kg로 증가된 생성물을 얻을 수 있었다. 5,000 kcal/kg 이상의 생성물을 얻기 위해 연소촉진제로 붕사, 과산화수소, 수산화나트륨을 사용했지만 발열량 개선은 미비하게 나타났다. 폐자원 바이오매스인 커피찌꺼기를 사용하여 커피유로 전환 후 팽연왕겨에 혼합하여 생성물 분석 시 커피유 15 wt% 혼합 생성물이 4,949 kcal/kg의 발열량을 나타냈다. 농업부산물인 왕겨를 목제펠릿으로 사용할 시 발열량 개선을 위해 폐자원을 사용하는 것이 바람직하다 판단되며, 본 연구의 결과에 따라 커피유를 혼합할 시 왕겨를 목제펠릿으로 충분히 사용 가능할 것이라 사료된다.

• 한국연소학회지
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• 제19권3호
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• pp.8-17
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• 2014

The aims of this research were to evaluate effects of biomass co-firing to pulverized coal power plants and the variation of co-firing ratios on the plant efficiency related to power consumption of auxiliary system and flue gas characteristics such as production and component by process simulation based on the existing pulverized coal power plant. In this study, four kinds of biomass are selected as renewable fuel candidates for co-firing: wood pellet(WP), palm kernel shell(PKS), empty fruit bunch(EFB) and walnut shell(WS). Process simulation for various biomass fuels and co-firing ratios was performed using a commercial software. Gas side including combustion system and flue gas treatment system was considering with combination of water and steam side which contains turbines, condenser, feed water heaters and pumps. As a result, walnut shell might be the most suitable as co-firing fuel among four biomass since when 10% of walnut shell was co-fired with 90% of coal on thermal basis, flue gas production and power consumption of auxiliary systems were the smallest than those of other biomass co-firing while net plant efficiency was relatively higher than those of other biomass co-firing. However, with increasing walnut shell co-firing ratios, boiler efficiency and net plant efficiency were expected to decrease rather than coal combustion without biomass co-firing.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.61-64
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• 2013

Biomass is well known for organic resources photosynthesized by carbon dioxide water in the air and thus it can be widely used in the form of energy and production for various kinds of materials. Through pyrolysis, biomass can be transformed into solid(biochar), liquid(bio-oil), and combustible gas on the different condition of temperature and heating rate. That's why biomass can be practically used to preprocess and produce a variety of elements. This work is to analyze the characteristics of slow pyrolysis of three different kinds of biomass extracted from Indonesia. They showed similar moisture content and combinations of combustible matters and had quite a large discrepancy in the ash among them like 2.1 & of Bagasse, 91% of PKS, and 20.9% of Paddy Straw, respectively. yield of biochar, solid form of the biomass, steadily decreased when the temperature went up and that of bio-oil the highest at the temperature of 500 degrees Celsius. At the same temperature range, PKS bio-oil showed 51.4 % of yield and Bagasse had 55.1% while it turned out that Paddy straw showed the lowest yield of 37.2%. The apparent density was also measured to figure out the density of each product from the pyrolysis experiments at the temperature of 500 degrees Celsius. The result was like these; the density of biochar was 0.17, the lowest, and that of Tree stem was 1.3 when mixed by an equal amount of biochar and bio-oil.

• 신재생에너지
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• 제19권1호
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• pp.1-11
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• 2023

A large amount of carbon monoxide (CO) is generated in circulating fluidized bed combustion, the process whereby a hot cyclone separates unburned fuel. However, calcium sulfate (CaSO₄), when combined with a high CO content, can cause fouling on the surface of the steam tube installed inside the integrated recycle heat exchangers (INTREX). In this study, CaSO₄ decomposition was investigated using 0.2-3.2 vol.% CO and 1-3 vol.% oxygen (O₂) at 850℃ for 20 min in a lab-scale fluidized bed reactor. The results show that CaSO₄ decomposes into CaS and CaO when CO gas is supplied, and SO₂ emissions increase from 135 ppm to 1021 ppm with increasing CO concentration. However, the O₂ supply delayed SO₂ emissions because the reaction between CO and O₂ is faster than that of CaSO₄; nevertheless, when supplied with CaCO₃, the intermediate product, SO₂ was significantly released, regardless of the CO and O₂ supply. In addition, agglomerated solids and yellow sulfur power were observed after solid recovery, and the reactor distributor was corroded. Consequently, a sufficient O₂ supply is important and can prevent fouling formation on the INTREX surface by suppressing CaSO₄ degradation.

• 대한환경공학회지
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• 제36권4호
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• pp.231-236
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• 2014

톱밥은 목재부산물로 생산되는 바이오매스 자원으로 액화할 경우 가솔린에 함유된 고옥탄가 물질과 유사한 화학구조를 가지고 있기 때문에 액체 연료물질로서 사용할 수 있는 가능성이 높다. 본 연구에서는 톱밥의 열화학적 전환방법으로 아세톤-용매분해반응을 실시하여 반응온도, 반응시간, 용매의 종류가 미치는 영향과 분해 생성물 등과 같은 분해특성을 조사하였다. 아세톤-용매분해반응에 의해 톱밥으로부터 생성된 액상 생성물은 다양한 케톤, 페놀 및 퓨란 화합물이었다. 액상생성물의 연소열량은 7,824 cal/g이었으며, $350^{\circ}C$, 40분에서 액상생성물의 에너지 수율과 질량수율은 각각 60.8%, 386.4 g-oil/100 g-sawdust를 얻었다. 아세톤을 사용한 톱밥의 용매 열분해 반응시 생성된 주요물질은 4-methyl-3-pentene-2-one, 1,3,5-trimethylbezene, 2,6-dimethyl-2,5-heptadiene-4-one, 3-methyl-2-cyclopenten-1-one 등과 같은 케톤화합물로서 고옥탄가의 액체 연료로 사용 가능한 물질인 것으로 판단되었다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.355-362
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• 2009

석유를 기반으로 한 연료는 가까운 미래에 고갈될 것이다. 디메틸에테르(Di-methyl Ether, DME)는 청정에너지이며 천연가스,석탄 및 바이오매스 등으로 생산이 가능하다.DME는 분자구조 내에 탄소-탄소 결합이 없는 함산소 연료로 연소시 그을음과 황산화물을 발생하지 않으며, 물리적 특성이 액화석유가스(Liquified Petroleum Gas, LPG)와 매우 유사하여 LPG 유통인프라를 그대로 활용할 수 있다. DME는 세탄값이 55~60 정도로 높아 디젤 자동차용 연료로도 활용이 가능하다.차세대 청정연료로 혹은 차세대 화학공업 원료물질로 전력생산,디젤 연료, 가정용 연료 및 연료전지 등에 사용이 가능하다.본 총설에서는DME의 특성, 표준화, 국내외의 기술개발현황, 대체연료로서의 활용에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.188-188
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• 2010

수소 에너지는 화석연료의 한정된 매장량과 연소시 발생되는 환경문제를 해결하기 위해 가장 이상적인 대체에너지로서 주목을 받고 있다. 그러나 현재까지의 기술로는 경제성 있는 수소 제조가 쉽지 않다. 그 방법 중 바이오매스 및 유기성폐기물의 가스화를 통한 수소제조분야는 자원의 재순환, 페기물 처리, 열원의 이용, 직접적인 $CO_2$ 삭감 등의 부수적인 효과가 높아 경제성 있는 수소제조법으로 평가되고 있다. 이에 본 연구에서는 수소 생산을 목적으로 하는 가스화기와 초고온개질기로 구성된 Twin-Bed 가스화 시스템을 개발하고, 이를 이용한 Wood pellet(미송)의 가스화 특성 및 생성 가스의 초고온개질 특성을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 가스화기의 시간변화에 따른 생성 가스 수율에 대한 결과, 생성 가스 수율은 약 20분경과 후 안정화되었으며, 실험 2시간 동안의 $H_2,\;CH_4,\;CO,\;CO_2$의 평균 수율은 각각 17.77, 11.94, 42.13, 28.16 Vol.%의 결과를 보였다. 가스화기로부터 생성된 가스는 down-draft 형태의 고온개질기로 도입시켜, $1100^{\circ}C$의 초고온에서 개질반응을 수행하였다. $CH_4$의 경우 11.95 Vol.%에서 0 Vol.%로 거의 대부분 분해되었으며, $H_2$는 17.77 Vol.%에서 25.46 Vol.%로 약 65.8% 증가하는 결과를 나타냈다. 또한 수소 생성량은 평균 5 L/min kg-Biomass이었다. 냉가스 효율은 72.1%로서 나타나, 일반적으로 폐기물의 냉가스 효율인 약 50% 전후의 결과에 비하여 높은 효율을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.567-577
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• 2019

Due to the depletion of fossil fuels and environmental pollution, demand for alternative energy is gradually increasing. Among the various methods, a method to convert biomass into alternative fuel has been proposed. The bio-fuel obtained from biomass through pyrolysis process is called pyrolysis oil (PO) or bio-oil. Because PO is difficult to use directly in conventional engines due to its poor fuel properties, various methods have been proposed to upgrade pyrolysis-oil. The simplest approach is to mix it with conventional fossil fuels. However, due to their different polarity of PO and fossil fuel, direct mixing is impossible. To resolve this problem, emulsification of two fuels with a proper surfactant was proposed, but it costs additional time and cost. Alternatively, the use of alcohol fuels as an organic solvent significantly improve the fuel properties such as fuel stability, calorific value and viscosity. In this study, blends of diesel, n-butanol, and coffee ground pyrolysis oil (CGPO) which is one of the promising PO, was applied to diesel generator. Combustion and emissions characteristics of blended fuels were investigated under the entire load range. Experimental results show that ignition delay is similar to that of diesel at high load. Although, hydrocarbon and carbon monoxide emissions are comparable to diesel, significant reduction of nitrogen oxides and particulate matter emissions were observed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2018

화석 연료의 고갈과 온난화 현상으로 인해 새로운 에너지원에 대한 관심이 급증하고 있다. 그 중에서 바이오가스는 유기성 폐기물 및 바이오매스를 혐기성 소화과정인 가수분해(hydrolysis), 산발효(acidogenesis), 유기산발효(acetogenesis), 메탄발효(methanogenesis)의 단계를 거쳐 발생되기 때문에 친환경적인 에너지자원으로 각광받고 있다. 그러나 바이오가스는 기존의 정제설비로는 제거할 수 없는 높은 미세분진 및 수분 함량으로 인해, 직접연소, 도시가스, 자동차용 연료 등 효율적인 이용을 위해서 정제시스템이 필요하다. 따라서 본 연구는 미세분진과 수분을 동시에 제거할 수 있는 정제과정의 전처리 방법으로써 원심력을 이용하는 냉각공정을 설계하였다. 원심력을 이용하여 분진을 제거하는 Cyclone 내 외부에 열교환기와 ID fan을 구성하여 주입되는 가스를 어는점 이하로 냉각시킴으로써 물안개를 형성시켜 분진입자를 제거하고, 일부 가스를 ID fan을 이용하여 재순환시켜 제거하는 고효율 냉각제어공정을 개발하였다. 수분제거는 유량(25~150L/min) 및 상대습도(60~95%)의 조건에서 시험하였다. 수분제거율은 상대습도 $95{\pm}5%$일 때 평균 80.8%, 입자제거율은 입자크기 $2.5{\mu}m$에서 평균 99.78%의 제거효율을 보였고, 수분과 입자의 동시제거효율은 수분 70.86%, 입자 99.67%의 평균값을 보여주었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제24권2호
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• pp.133-142
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• 2008

이 연구에서는 2005년 5월부터 2006년 6월까지 5차례에 걸쳐 서울시 신촌동에 위치한 도로변에서 입자상 PAHs의 농도 분포 특성을 살펴보았다. 도로변에서 입자상 PAHs 농도 분포는 측정시기별로 다른 양상을 보였지만, 2005년 11월을 제외하고는 벤젠고리가 $5{\sim}6$개로 구성된 고분자량 성분들의 농도가 높았다. 입자상 PAHs의 도로변 고유한 특성을 살펴보기 위해 기존 대기와 터널에서 측정한 입자상 PAHs 농도들과 비교하였다. 터널 결과에 비해 상대적으로 도로변에서는 BbF, Ind, BghiP 등의 고분자량 성분들의 비율이 높았는데, 이것은 동력계 시험을 바탕으로 알려진 자동차의 PAHs 배출 특성과 유사하였다. 대기에서는 도로변에 비해 Phen, Pyr, Flt이 높았지만, 도로변에서는 이들 성분들이 고분자량 성분들과 비슷한 비율로 분포하였다. 서울과 고산 대기 중 입자상 PAHs에는 석탄 연소를 포함한 여러 배출원에서 배출된 PAH 성분들이 혼합되어 있는 반면, 도로변에서 측정한 이 연구결과는 자동차 배출에 의한 영향이 지배적이었기 때문인 것으로 여겨졌다. 도로변에서 입자상 PAHs의 주요 배출원을 추정하기 위하여 특정 성분들의 농도비를 분석한 바에 의하면, 일반적으로 도로변에서는 자동차 배출에 의한 영향이 지배적이었고, 자동차 중에서도 경유 자동차 배출의 영향이 컸던 것으로 판단되었다. 2005년 9월과 11월에는 석탄과 바이오매스 연소의 영향이 보였는데, 이는 도로변이 대기와 혼재되어 나타난 결과로 추정된다.