• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.363-363
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• 2011

열분해 반응기 내에서 실리콘 필름을 성장시키는 것은 반도체/디스플레이, 태양전지, 신소재 등 다양한 분야에서 중요한 공정이다. 더욱이 반도체 소자 선폭이 줄어들면서 나노입자의 오염 제어가 더불어 중요해지고 있다. 생산 공정 기술의 집적화에 따라 패턴 사이 거리가 작아지고, 이에 불과 수 십 나노미터크기의 오염입자에 의해서 패턴불량이 발생하고 생산수율을 감소시킨다. 일반적으로 반도체 공정 중 발생한 오염입자는 반응기 내의 가스가 물리/화학적 공정에 의해 핵생성(nucleation)이 일어나 핵(nuclei)이 생성되고, 이 때 표면반응 및 응집(coagulation)에 의해 성장하게 된다. 이에 본 연구에서는 열분해 반응기 내에서 사일렌(SiH4) 가스를 열분해하여 발생되는 실리콘 오염입자의 핵생성과 성장 모델을 정립하고, 생성된 오염입자의 거동과 전달 현상을 이론적으로 고찰하였다. 열분해 반응기와 같은 기상공정(Gas to particle conversion)에서 오염입자가 생성될 때, 그 성질과 크기 등에 물리/화학적 영향을 주는 요소는 전구체/이송기체의 농도 및 유량, 작동 압력, 작동 온도와 반응기 고유 특성 등이 있다. 수치해석의 정당성과 빠른 계산을 위해 단순화시킨 0D 모델인 Batch 반응기와 1D모델인 plug flow 반응기 등에서 SiH4 가스의 열분해 과정시 생성되는 Si cluster를 상용코드인 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 계산하였으며, 2D모델인 Shear flow 반응기로 확장시켜 Si 오염입자가 생성특성을 연구하였다.

• 기계저널
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• 제31권9호
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• pp.812-819
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• 1991

고분자 폐기물을 처리하는 방법은 크게 재이용, 소각, 매립 등으로 나눌 수 있으나 재이용이나 매립 방법은 폐기물의 급속한 증가를 감당하기에 한계가 있다. 소각은 폐기물의 감량화와 폐열 회수의 이중 효과를 얻을 수 있는 가장 일반적이고 손쉬운 방법이긴 하지만 폐고무나 폐합성 수지와 같은 고분자폐기물을 직접 소각할 때에는 많은 유해가스, 분진과 매연이 발생하는 어려 움이 따른다. 건류소각 방식은 이러한 직접 소각의 단점을 보완해 주는 것으로 최근 각광을 받고 있으나 안전성, 유지관리 및 시설비 등의 면에서 뿐만 아니라 기술적인 면에서도 아직 많은 연 구가 요구되고 있다. 열분해 또는 건류 가스화에 관한 연구는 석탄에 대하여 활발하게 이루어져 왔으며 1960년대에는 심각한 환경오염을 겪으면서 폐기물 처리에 대한 응용이 시작되었다. 1970년대부터 미국에서는 EPA(environmental protection agency)의 주도로 도시쓰레기에서 가스, 기름 등을 회수하는 기술개발을 강력히 추진하였으며 일본에서도 통상산업성 산하 공업기술원의 도시쓰레기 열분해 처리 기술 개발을 시작으로 2차공해 감소를 선결 과제로 한 여러 가지 프로 세스를 개발해 왔다. 국내에서는 최근에들어 연구가 비교적 활발하게 이루어 지고 있다. 특히 동력자원부 주관의 대체에너지 사업의 일환으로 추진중인 폐기물의 에너지화 이용에 관한 연구 중에서도 열분해나 건류 가스화에 관련된 연구가 많은 비중을 차지하고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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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.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.27-32
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• 1995

석탄가스화 복합발전은 최소 14기압이상의 가압상태에서 석탄을 가스화시킨다. 이에 따른 가압상태의 석탄가스화반응을 규명하기 위하여 고압 Thermogravimetry를 사용하여 열분해특성을 측정하였고, 생성물질은 on-line으로 연결한 Gas Chromatography/Mass Spectrometry로 분석하였다. 가압상태에 따른 열분해특성은 char 분해반응 단계에서 현격한 차이를 나타내었고, 수증기 주입에 따른 가스화반응에 의하여 80$0^{\circ}C$이상에서 큰 질량변화 차이를 보여줌을 확인하였다. 또한, Pittsburgh탄에서는 가압의 조건이 bitumen의 열분해시작을 늦추고 스팀은 전 열분해반응에서 방출되는 나프탈렌의 양을 증가시킨다. 유시 벨리탄에서는 char의 가스화에 의하여 나프탈렌 및 벤젠류의 발생이 스팀이 없는 상태에 비해 지연되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-39
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• 2017

현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.467-470
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• 2005

지구온난화 현상과 화석연료의 고갈에 대한 두려움 때문에 재생에너지에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 대체에너지, 합성가스, 화학 원료, 오일 등으로 전환할 수 있는 바이오매스 활용에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 바이오매스의 열화학적 전환 공정에는 열분해, 연소, 가스화 등이 이용되고 있다. 특히 열분해는 syringol, levoglucosan, guaiacol등의 고부가가치 물질들을 생산하기에 적합한 기술로 인정받고 있다. 본 연구에서는 국내에서 쉽게 구할 수 있는 톱밥, 폐목재 등의 바이오매스의 열화학적 전환 특성을 분석하였다. 사용된 바이오매스의 열분해 특성은 열중량 분석기 및 열천칭 반응기를 통해 분석하였으며 이를 통해 유동충 반응기(지름 0.2m, 높이 2m)를 설계 및 제작하였다. 반응온도 및 산소 농도가 증가할수록 levoglucosan 등의 고부가가치 물질들의 수율이 낮아지며 페놀류가 급격히 증가함을 알 수 있었다. 회재 성분이 높은 왕겨의 바이오오일 수율은 톱밥보다 $30\%$이상 낮게 나타났다

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 2003년도 추계국제학술대회
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• pp.151-151
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• 2003

토양에 방치된 농업용 폐비닐은 거의 분해가 되지 않으며, 수분과 공기의 유통을 차단하고 토양 내 미생물들의 흐름을 막아 토양을 더욱 황폐화시키게 된다. 불법적인 소각 때는 산불의 위험에다 다이옥신, 염소 및 염화수소가스 등을 배출해 대기오염을 유발시킨다. 폐비닐을 열분해과정으로 처리하여 아주 작은 입자로 미분쇄하고 겔상태로 용융된 원료물질속으로 완전히 균일하게 혼합하여 골재로 활용하는 과정에서 가스상과 액상의 여러 가지 중간생성물질이 발생하게 되며, 농약의 살포에 의한 잔류농약 둥 인체에 유해가능한 요소들이 있을 수 있다. 본 연구에서는 개발공정이나 제품에서 인체에 영향을 미칠 수 있는 물질에 대하여 유해성을 평가하고 용응 겔 및 가스와 오일에 함유된 화학성분을 분석하였기에 보고하고자 한다 시험동물의 혈액생화학적 검사에서는 농업용 폐비닐물질 및 열분해 파생물질의 혈청 Cholesterol, 혈청 Alanine aminotranseferse와 Aspartate aminotransferse, Albumin 수치, LDH, Glucose, Uric acid, A/C 비 등의 생화학적 활성도를 측정한 결과들에서는 농업용 폐비닐물질을 투여한 시험군에서 나타난 결과와 비교하여 열분해 파생물질을 투여한 시험군에서 나타난 결과가 감소된 통계결과를 보였다. 이 결과들은 농업용 폐비닐물질을 투여한 시험군보다 열분해 파생물질을 투여한 시험군의 외부독성물질 투여에 의한 생체독성의 영향과 생체에 가해진 스트레스강도가 작았음을 의미하는 것이다. 잔류농약분석에서는 시료로부터 농약을 추출하는 용매추출과정, 시료추출물 중 공존하는 방해성분을 제거하는 정제과정, 폐비닐물질 및 열분해 파생물질 성분을 100mg/kg 이상군의 투여 후 시험동물의 부검시 모든 투여군에서 독성소견이 인정되지 않았다. 이와 같은 결과로 열분해 및 연소과정에서 발생하는 파생물질의 분석결과를 응용하여 대기오염을 방지하고 인체 유해물질을 차단하는 공해 방지 설계의 기초자료를 제안하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.7-13
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• 2001

본 연구는 고분자재료 중 방염미처리된 합판, 방염처리된 합판, 경질PVC, 경질우레탄폼의 연소가스 독성평가를 위하여 열분해 온도 $600^{\circ}c$, $800^{\circ}c$, $1000^{\circ}c$에 따라 발생되는 연소가스를 가스텍(GASTEC) 가스검지관(Colorimetric gas detector tubes)을 이용하여 조사하였다. 연구결과 고분자재료의 연소시 발생되는 연소가스에 인간이 30달 동안 노출될 경우 사망에 이르는 독성지수를 갖고 있었으며, 열분해 온도 $800^{\circ}c$에서 독성지수는 경질 PVC가 31.94로 가장 높았다. 또한 열분해 온도에 관계없이 공통적으로 발생되는 연소가스는 이산화탄소($CO_2$)와 일산화탄소(CO)로. 나타났으며, 동일재료라도 열분해 온도에 따라 독성지수(T.I)는 차이가 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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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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• 제50권2호
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• pp.223-228
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• 2012

ABS와 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 및 ABS-PE 혼합물의 저온열분해를 회분식 반응기를 이용하여 상압 및 $450^{\circ}C$에서 실행하였다. 열분해 시간은 20~80분까지 하였고 열분해로 생성된 성분은 지식경제부에서 고시한 증류성상온도에 따라 가스, 가솔린, 등유, 경유, 중유로 분류하였다. ABS와 PE의 혼합 폐플라스틱의 열분해 전환율은 PE의 함량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 열분해생성물의 수율은 PE의 함량이 높을수록 중유 > 가스 > 가솔린 > 경유 > 등유 순으로 회수되었다.