• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.656-662
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• 2007

고분자 전해질 연료전지 운전에 필요한 수소 공급 장치로서 플라즈마 개질 방법을 이용한 개질기와 일산화탄소 산화반응을 위한 전이 반응기를 설계 및 제작하였다. GlidArc 방전을 이용한 저온플라즈마 개질기는 Ni 촉매를 동시에 사용하여 $CH_4$ 개질함으로서 $H_2$ 선택도를 증대하였다. 개질기의 변수별 연구로서 촉매 온도, 가스 조성비, 전체 가스유량, 전압변화 그리고 개질 특성 및 최적 수소 생산조건을 연구하였으며, 전이반응기의 변수별 연구로서 선택적 산화반응기(PrOx)에 주입되는 공기량, 전이 반응기에 주입되는 수증기량 그리고 온도에 대하여 연구하였다. 플라즈마 개질기에서 최대 수소 생산 조건은 $O_2/C$ 비가 0.64, 가스유량은 14.2 l/min, 촉매 반응기 온도 $672^{\circ}C$ 그리고 유입전력이 1.1 kJ/L일 때 41.1%로 최대 수소 농도를 나타냈다. 그리고 이때의 $CH_4$ 전환율, $H_2$ 수율 그리고 개질기 에너지 밀도는 각각 88.7%, 54%, 35.2%를 나타냈다. 전이 반응기에서 모사된 개질 가스로부터 최대 CO 전환율을 보이는 조건은 2단으로 구성된 PrOx에 주입되는 $O_2/C$ 비가 0.3, HTS에서 주입되는 수증기 주입량 비가 2.8 그리고 HTS, LTS, PrOx I, PrOx II 반응기 온도가 475, 314, 260, $235^{\circ}C$ 일때 가장 높은 CO 전환율을 나타냈다. 플라즈마를 이용한 반응기는 예열 시간은 30분이 소요되었으며, 전이 반응기에서 나오는 최종 개질 가스의 조성은 $H_2$ 38%, CO<10 ppm, $N_2$ 36%, $CO_2$ 21% 그리고 $CH_4$ 4%로 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.672-677
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• 2012

Chlorella sp. KR-1 바이오매스에 대한 열분해를 통하여 세포 내 지질을 회수하였다. 중성지질 함량이 10.8%와 36.5%인 두 종류의 KR-1 샘플에 대하여 $600^{\circ}C$에서 열분해를 수행함으로써 지질 함량이 열분해 오일 수율 및 품질 등 반응 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 열분해 결과, 중성지질 함량이 높아 C/H 비가 낮은 샘플이 열분해 전환율 및 오일 수율이 높았다. 저분자량의 유기산, 케톤, 알데히드, 알콜은 두 시료의 열분해에서 모두 발생하였으나 중성지질 함량이 높은 미세조류의 경우 palmitic acid와 oleic acid를 비롯한 유리 지방산의 함량이 높은 대신 질소 함유 유기화합물의 함량은 상대적으로 적었다. 미세조류 열분해 오일은 두 개의 층으로 분리되는데 상부의 경질 분획은 지질 분해에 의하여, 하부의 중질 분획은 당류나 단백질의 분해에 의하여 생성된 것으로 판단되었다. 상부의 경질 분획에는 중성지질의 분해 산물인 유리지방산 이외에 직쇄형 알칸도 상당 부분 포함되어 있었으며 이는 미세조류 열분해시 열분해와 함께 탈카르복실 반응을 비롯한 탈산소 반응이 동시에 일어났기 때문이다. GC 분석을 통하여 생성된 열분해 오일의 품질을 조사하고 지질 추출 방법으로서의 열분해 공정을 평가하였다. 중성지질 함량이 36.5%인 KR-1 샘플의 경우 열분해 수율이 56.9%이며 이 중 경질분획은 68.2%로서 경질분획 만의 수율은 38.8%였다. 또한, 경질분획의 80% 이상이 유리지방산과 순수 탄화수소로 구성되어있어 열분해를 통하여 대부분의 지질을 회수할 수 있음을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제31권4호
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• pp.51-58
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• 2023

본 연구에서는 혐기성소화에서 황화합물의 영향을 평가하기 위하여 탈황 슬러지 및 하수슬러지(생슬러지)를 이용한 병합소화를 진행하였다. 실험은 500 mL duran bottle을 이용한 batch test의 형태로 수행되었으며, 원료의 혼합 비율은 COD/SO₄의 비율을 기준으로 선정하였다. 실험 결과, COD/SO₄ 20 이하의 혼합 비율에서 바이오가스 발생량 및 수율의 감소가 확인되었다. 특히 COD/SO₄ 10 이하에서는 식종슬러지에서 자체적으로 발생하는 바이오가스를 보정하기 위해 원료를 투입하지 않은 seed (283.5 mL)보다 낮은 수치를 나타내었다. 메탄 수율의 경우 COD/SO₄ 50의 0.396 m³ CH₄/kg VS에 비해 COD/SO₄ 20에서 0.135 m³ CH₄/kg VS로 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 반면, 황화수소의 수율은 COD/SO₄ 50의 0.0097 m³ H₂S/kg VS에 비해 COD/SO₄ 20의 비율에서 0.0223 m³ H₂S/kg VS로 급격하게 증가하였으며, 특히 COD/SO₄ 10에서 0.0855 m³ H₂S/kg VS로 가장 높은 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로, 혐기성소화에 있어 황화물의 영향은 COD/SO₄ 비율이 20 이하로 감소할 경우, 악영향을 줄 수 있는 것으로 판단된다.

• 임산에너지
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• 제25권1호
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• pp.9-17
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• 2006

탄화온도가 제조된 목탄의 물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 $300{\sim}900^{\circ}C$에서 탄화한 국산 수종의 목탄 특성을 조사하였다. 탄화수율은 $600^{\circ}C$까지는 급격히 감소하나 그 이상의 온도에서는 수율감소가 둔화되었으며, 탄화온도의 증가와 더불어 목탄의 pH는 증가하여 알칼리성을 나타내었다. 목탄의 열량은 $600{\sim}700^{\circ}C$에서 최고를 나타내며, 더 높은 온도에서 탄화하더라도 열량의 증가는 보이지 않았으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 열량을 나타내었다. 또한 탄화온도의 증가에 따라 탄소함량이 증가하는 반면, 수소나 산소함량은 감소되었고, 목탄의 비표면적은 $600^{\circ}C$까지는 탄화온도의 증가와 함께 증가하나, 그 이상의 온도에서는 감소되거나, 증가 폭이 감소된 후, $800^{\circ}C$ 이상의 탄화온도에서 다시 증가하는 경향이 있었다. 목탄의 흡착력을 요오드흡착량 및 초산가스 흡착력으로 조사 한 바, 탄화온도의 증가와 함께 이들에 대한 흡착성이 증가하였으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 흡착력을 나타내었다. 이상과 같은 결과로부터 탄화온도에 따라 목탄의 물성과 흡착성이 다르기 때문에 목탄의 특성을 고려하여 적정한 용도에 사용되어야 목탄 효과를 극대화할 수 있을 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.423-429
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• 2009

본 연구의 목적은 바이오가스를 이용하여 고농도 수소 생산과 CO 제거가 가능한 글라이딩아크 플라즈마 개질 시스템의 개발이다. 이를 위하여 수성가스 전이반응기는 수증기 주입량 변화,촉매층 온도 변화에 대하여, 선택적 산화반응기는 촉매층 온도변화, 공기주입량에 대하여 실험을 진행하였다. 기준조건은 S/C 비 3, 촉매층 온도 $700^{\circ}C$, 전체가스량 16 L/min, 입력전력 2.4 kW, 바이오가스 구성비($CH_4$ : $CO_2$ ) 6 : 4이다. 이때의 실험결과는 HTS의 최적조건은 S/C비 3, 반응온도 $500^{\circ}C$, LTS의 최적조건은 S/C 비 2.9, 반응온도 $300^{\circ}C$이다. 또한 PROX I단의 최적조건은 각각 공기유입량 300 mL/min, $190^{\circ}C$, PROX II단의 최적조건은 공기유입량 200 mL/min, $190^{\circ}C$을 나타내었다. 반응기를 모두 지난 후의 합성가스는 $H_2$ 수율 55%, $CH_4$ 전환율 97%, $CO_2$ 전환율 97%, CO 선택도는 0%로 바이오가스를 개질하여 생성된 합성가스는 높은 수율을 나타내며, CO 선택도는 0%를 나타내었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권3호통권131호
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• pp.45-52
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• 2005

북양젓나무(Abies sibirica Ledeb)의 목분, 목섬유, 수피를 탄화하여 획득한 목탄의 물성과 흡착특성을 탄화온도별로 조사하였다. 전체적으로 탄화온도가 상승할수록 탄화수율은 감소하였다. 목탄의 탄소함량은 탄화온도의 상승과 함께 증가하였으나, 수소나 산소의 함량은 감소하였다. 수피탄화물은 목분 또는 목섬유 탄화물과 비교하여 탄화수율이 높게 나타났으며, 수피탄화물 내 회분함량도 상당히 높았다. 목질탄화물의 요오드흡착능은 탄화온도가 높을수록 향상되었으며, 목분이나 섬유 탄화물이 수피탄화물보다 상대적으로 높았다. 기상의 톨루엔에 대한 흡착능은 목탄 종류에 관계없이 $600^{\circ}C$에서 탄화하였을 경우 가장 높게 나타났으며, 이러한 결과는 $600^{\circ}C$에서 생산한 목탄이 비표면적과 총세공용적이 가장 크다는 사실로 쉽게 설명되어진다. 초산가스제거율은 고온탄화물일수록 크고, 암모니아 가스 제거율은 $400^{\circ}C$와 같은 저온에서 탄화한 탄화물이 높은 경향을 나타내었다. 이는 고온탄화물일수록 알칼리성을 나타내는 반면 저온탄화물은 산성을 나타내는 것에 기인하는 것으로 보인다. 따라서 목탄의 pH가 산 또는 염기성 가스 흡착능력에 큰 영향을 주는 것으로 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제10권2호
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• pp.212-220
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• 1995

본 연구에서는 강제성 에탄자화균인 M. trichas P parium OB3b를 메탄융기질에서 배양하면서 여러 환 경요인 벚 배지요인의 영향을 조사하고 최적 배양조 건을 구하였다. 또한 배양특성을 메탄기질 성장의 경우와 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요 약하면 다음과 같다. 1. 최대비성장속도는 메탄 기질 성장시 ${\mu}=$0.08hr^{-1}$ 인데 반해 메탄올 기질 성장시에는 ${\mu}=$0.20hr^{-1}$로 2배 이상의 증가를 보였다. 메탄융 최 척농도는 0.5% (v/v)이였다. 2. 질소원으로는 메탄올 기질에서는 암모니아가 질산염보다 우수한 반면 에탄 기질에서는 질산염이 우수하였다. 3. 질소원에 대한 균체수율 $(Y_{X/N})$ 은 탄소원의 종 류와 관계없이 모두 7.14g dry cells/g N으로 통일 하게 냐타났다. 탄소원(MeOH)에 대한 균체수율 $(Y_{X/S})$은 질소원으로 암모니아를 사용한 경우 0 0.8g dry cells/g MeOH이고 질산염을 사용한 경우 는 0.64g dry cells/g MeOH로 암모니아의 경우가 약 20% 가량 높았다. 4. 배양옹도는 최적옹도가 $30^{\circ}C$ 인데 메탄올의 농 도가 높은 경우 고온에셔 에탄융의 독성 증가에 따 른 비성장속도의 큰 감소를 관찰할 수 있었다. 5. pH는 6.5~8.0 범위에 완만한 최척값을 보여 주었다. 6. 인산염의 농도가 증가함에 따라 메탄올탈수소 효소(MDH)의 활성은 급격히 감소하였으나 에탄융 기질에서 균체의 비성장속도는 인산염농도 60mM까 지 거의 일정하였다. 이 결과는 MDH의 활성이 균 체의 최척성장에 필요한 활성의 거의 2배 이상 수준 으로 유지되고 있음을 보여준다. 7. 생물반응기 배양에 서는 pH조절과 메탄올의 첨 가로 최종 균체농도는 2.10mg dry cells/ml까지 볼 수있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.739-744
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• 2013

본 연구에서는 낙엽송의 연료특성 향상을 위해 반탄화를 수행하였으며 반응표면분석에 의해 반탄화 최적조건을 탐색하였다. 반탄화는 반응온도($220{\sim}280^{\circ}C$)와 반응시간(20~80분)에 따라 수행하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 처리된 바이오매스의 탄소함량은 49.36%에서 56.65%로 증가한 반면, 수소와 산소의 함량은 각각 5.56%에서 5.48%, 37.62%에서 31.67%로 감소하였다. 반탄화 처리 후 바이오매스의 중량감소율 및 발열량은 반탄화 정도(SF)에 따라 증가하였다. 가장 높은 반탄화 정도(SF 7)에서 26.58%의 중량감소율을 나타났으며, 발열량은 22.30 MJ/kg으로 처리 전 바이오매스와 비교하여 20.41% 증가하였다. 에너지수율은 반탄화 정도(SF)가 높아질수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 높은 발열량 증가와 낮은 중량감소율에서 가장 높은 에너지수율을 나타냈다(SF 5.72).

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제27권2호
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• pp.70-77
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• 1999

목질폐잔재중 용이하게 입수할 수 있는 간벌재를 이용하여 그 기초적 제탄 기술을 검토하고, 이 탄화물을 이용하여 토양개량, 탈취, 수분 등의 흡착, 미생물활동 담체, 하천등 수질정화제 등으로 이용하는데 기초자료를 얻을 목적으로 탄화물의 성능을 조사하였다. 간벌재의 공업분석결과 회분 0.22~0.73%, 휘발분 77~80%, 고정탄소 약 10~14% 범위로 나타났다. 간벌재의 탄화 수율은 온도가 높아질수록, 탄화시간이 길수록 낮게 나타났고 수축률은 높게 나타났다. 수율은 낙엽송, 리기다소나무, 소나무가 높았고, 잣나무, 굴참나무가 낮았다. 탄화에 의한 수축률은 목재의 수분에 의한 수축률과 같은 경향을 나타냈다. 탄화후 비중은 각 수종에서 약 50% 감소했다. 탄화물의 공업분석은 회분 0.89~4.08%, 휘발분 6.31~13.79%, 고정탄소 73.9~83.5% 였다. 수소이온농도는 온도가 높아질수록, 탄화시간이 길수록 높게 나타났다. 탄화온도 $400^{\circ}C$의 경우 약 pH 7.5를 나타냈고, $600^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$의 경우는 차이가 거의 없이 약 pH 10정도를 나타냈다. 보수성은 본 실험의 탄화온도와 시간의 조건에 따른 영향 없이 비슷한 값을 나타냈다. 초기 24시간 내의 보수성은 시료무게의 약 2.5~3배 정도이고, 그후 평형함수율은 2~10%의 범위를 나타냈다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권3호
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• pp.53-60
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• 2007

북양젓나무(Abies sibirica Ledeb)를 이용하여 온도별로 탄화한 목분탄, 목섬유탄 및 수피탄 등 목질탄화물에 대한 탄소함량, 세공특성 및 화학적 특성을 조사하였다. 목질탄화물의 종류와 관계없이 탄화온도가 상승할수록 탄화수율은 감소하였으며, 목탄의 탄소함량은 탄화온도의 상승과 함께 증가하였으나, 수소나 산소의 함량은 감소하였다. 특히 수피탄화물은 목분 또는 목섬유 탄화물과 비교하여 탄화수율이 높게 나타났으며, 수피탄화물내 회분함량도 상당히 높았다. 목분탄과 목섬유탄의 비표면적이 수피탄보다 큰 경향이 있으며, $600^{\circ}C$까지는 탄화온도의 증가와 함께 비표면적, 전세공용적이 증가하여 최대를 나타내었으나, $800^{\circ}C$로 탄화온도가 상승하면 오히려 비표면적과 총세공용적이 감소되었다. 그러나 평균세공크기는 목탄종류와 관계없이 탄화온도의 상승과 함께 감소하였다. 한편 목탄의 표면 관능기양은 탄화온도가 높을수록 산성인 HCl 흡착량이 많고, 탄화온도가 낮을수록 염기성인 NaOH, $Na_2CO_3$ 및 $NaHCO_3$ 흡착량이 많으며, 이러한 결과는 목탄의 pH에 영향을 주어 고온탄화물은 알칼리성, 저온탄화물은 산성을 나타내는 것으로 생각된다.