• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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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

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.447-450
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• 2009

2세대 바이오연료 생산에 적용되는 미세 조류의 열화학적 전환 특성을 열천칭 반응기를 이용하여 고찰하였다. 반응 온도 (500 - $800^{\circ}C$)와 수분 함량 (0-60wt.%)을 변수로 하였으며 미세조류로서 가장 널리 이용되는 클로렐라를 이용하였다. 대표적인 열화학적 전환 반응인 열분해, 부분 산화 (5%), 연소 반응을 고찰하였으며 실험 영역에서 반응온도 및 산소의 분압이 증가함에 따라 탄소 전환율이 증가하였으며 Shrinking-core model을 사용하여 반응 차수를 구하였다. 가스화 영역인 부분 산화 (5%) 조건에서의 activation energy와 frequency factor 값은 각각 19.60 kJ/mol, $2.47{\times}10-1\;s^{-1}$ 이었으며 산소 분압에 의한 반응 차수는 0.209 임을 확인하였다. 수분 함량에 따른 클로렐라의 반응 특성을 살펴보면, 수분 함량이 증가함에 따라 탄소 전환율과 반응성이 감소하는 경향이 발견되었다. 열분해의 경우, 건조 시료에 비하여 수분 함량이 늘어남에 따라 탄소 전환율과 반응성이 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 반면, 부분 산화(5%) 및 연소의 경우에는 건조 시료, 수분 함량 20, 40% 시료의 탄소 전환율과 반응성은 거의 일정하였다. 그러나 수분 함량이 60%가 되면서 탄소 전환율 및 반응성이 급격히 떨어졌다.

• Resources Recycling
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• v.15 no.1 s.69
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• pp.66-73
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• 2006

The effects of operation conditions, such as bed temperature, temperature rising rate, particle size, moisture content and so on, on thermo-chemical conversion of waste wood have been determined in a micro fixed bed gasifier. The samples were waste wood-chips such as pine, oak, acacia and ginkgo. The thinning timbers used as reactants in the experiments had $35wt\%$ moisture content, $0.5wt\%$ ash content and 4,550 kcal/kg heating value on a dry basis. A typical product distribution was a $40wt\%$ liquid, $20wt\%$ solid, and $40wt\%$ dry syngas. The syngas concentration was affected by operation conditions and average syngas concentration was $H_2:40vol\%,\;CO:30vol\%,\;CH_4:10vol\%$.

• Resources Recycling
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• v.17 no.3
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• pp.35-41
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• 2008

The study of coking technology to upgrade oil sand bitumen which is considered as alternative fuel was performed by using thermogravity analyzer and delayed coking reactor(600ml). To analyzed and compared coking characteristics of oil sand bitumen, the reactivities of oil sand bitumen were measured in the TGA. At the temperature conditions of $400{\sim}550^{\circ}C$ and the temperature rising velocity of $50^{\circ}C/min$. the termination time of coking reaction and conversion efficiencies increased with an increase of bed temperature. However the increase rate decreased over $450^{\circ}C$. So the coking reaction with oil sand bitumen might be over $450^{\circ}C$. Also the termination time decreased with increasing the temperature rising velocity. But the content of coke increased with increasing temperature rising velocity. At the experiments in the delayed coker, the temperature condition at maximum oil yield was $475^{\circ}C$ and the fuel properties of oil from coking reaction was almost equal with conventional diesel. It was verified that the coking process might be useful process to upgrade the oil sand bitumem by using API and SIMDAS.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.8-18
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• 2023

Increasing of energy demand due to the rapid growth of global population and the development of world economy has inevitably resulted in the continuously increase of fossil fuel usage in the world. However, highly dependence on fossil fuels has necessarily brought about critical environmental issues and challenges such as severe air pollutions and rapid global warming. In order to settle these environmental and energy problems, clean energy generations in the conventional combustion processes have widely adapted in the world. In particular, novel thermochemical conversion processes such as pyrolysis and gasification have rapidly been applied for generating clean energy. Fluidized bed technologies having advantages such as various fuel use, easy continuous operation, high heat and material transfer, isothermal operation, and lower operation temperature are widely adopted and used because they are suitable for thermochemical energy conversion. The latest research trends and important findings in the thermo-chemical conversion process with fluidized bed technologies are summarized in this review. Also, the need for research such as layered materials and substances to reduce fine dust (biomass, natural resource waste, etc.) was suggested. Through this, it is intended to increase interest and understanding in fluidized bed technology and to present directions for solving future challenges in fluidized bed process technology development.

• Resources Recycling
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• v.32 no.6
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• pp.79-89
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• 2023

One of the foremost environmental challenges, alongside the contemporary focus on achieving carbon neutrality, pertains to the pervasive issue of plastic waste. Thermochemical recycling technology, operating under high-temperature conditions to covert organic matter and recycle it into raw materials and energy, represents a transformative approach surpassing the conventional bounds of material recycling predominantly applied in plastic waste management. The thermochemical recycling paradigm is emerging as a pivotal technology within the circular economy, capable of transforming waste plastics into raw materials for producing original plastics. Its significance extends beyond national borders, garnering global attention due to its versatility as a chemical or energy recycling method, contingent upon the subsequent processes and final products. This study aims to scrutinize three quintessential thermochemical recycling technologies: combustion, gasification, and pyrolysis. Furthermore, the study discusses the recent major technology trends of these technologies.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

미곡종합처리장에서 발생되는 농업부산물인 왕겨는 대부분 퇴비의 재료로 활용되고 있으며, 수익성이 없는 것으로 알려져 있다. 근래에 화석자원의 고갈이 진행되면서, 왕겨, 볏짚을 포함한 농업부산물은 화석연료와 달리 재생이 가능하고 지속 가능한 자원으로 각광을 받고 있다. 바이오매스를 이용하는 신재생에너지 기술로는 생물학적, 열화학적, 물리적 변환 기술 등이 있다. 그중 열화학적 변환 기술은 반응시간이 짧고, 단위부피당 처리량이 높으며 공정상의 폐기물이 적은 장점을 지니고 있어 왕겨의 에너지 활용에 효율적인 기술로 알려져 있다. 왕겨의 열분해 가스화는 CO, $H_2$, $CO_2$, 및 $CH_4$ 가스가 주성분인 합성가스로 전환되는 것을 말하며, 생산된 합성가스는 가스엔진의 발전 연료로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 농업부산물인 왕겨를 이용한 열분해 가스화기에서 발생된 합성가스를 정제한 후, 20kW급 가스엔진을 적용하여 합성가스 에너지 활용특성에 관하여 고찰하였다. 그 결과 왕겨의 열분해/가스화반응에 의해 발생된 합성가스를 가스엔진으로 안정적으로 공급하였으며,16kw의 전력이 생산되는 것으로 나타났다.

• New & Renewable Energy
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• v.2 no.1 s.5
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• pp.14-20
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• 2006

본고에서는 고유가에 대한 대응 효과가 높아 주목을 받고 있는 바이오에너지 기술의 개발 현황 및 전망에 대해 기술하였다. 바이오에너지는 열 또는 전기를 생산하는 여타의 신재생에너지원과는 달리 에너지의 장기 저장이 가능한 연료의 형태로 생산 가능하다는 장점이 있다. 바이오에너지 생산에 사용되는 원료인 바이오매스에는 유기성 폐기물, 농임산 부산물과 에너지 작물 등이 있으며 이들로부터 에너지를 생산하는데 적용되는 기술도 열화학적 기술과 생물학적 전환 기술이 있다. 적용된 기술에 따라 생산된 바이오에너지는 열, 전기뿐만 아니라 수송용 대체연료 등의 형태로 활용된다. 이러한 바이오에너지기술 중 일부는 상용화 되어 실제 보급 중에 있으며 다른 기술들은 보다 미래 기술로 개발 중에 있다. 국내외에서 상용되었거나 개발 중인 주요 바이오에너지 기술의 R&D 현황 및 전망에 대해 요약하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.2
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• pp.199-204
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• 2008

Hemicellulose, consisteing of pentose as xylose and mannose, is usable as high octane fuels and heavy oil additives if depolymerized to monomer unit. In this study, thermochemical degradation by pyrolysis-liquefaction of hemicellulose, the effects of reaction temperature, conversion yield, degradation properties and degradation products were investigated. Experiments were performed in a tube reactor by varying reaction temperatures from $200^{\circ}C$ to $400^{\circ}C$ at 40 min of reaction time. The liquid products from pyrolysis-liquefaction of hemicellulose contained various kinds of ketones. Ketones, as 2,3-dimethyl-2-cyclopenten-1-one, 2,3,4-trimethyl-2-cyclopentan-1-one, and 2-methyl-cyclopentanone, could be used as high-octane-value fuels and fuel additives. However, phenols are not valuable as fuels. Combustion heating value of liquid products obtained from thermochemical conversion processes of hemicellulose was in the range of 6,680~7,170 cal/g. After 40 min of reaction at $400^{\circ}C$ in pyrolysis-liquefaction of hemicellulose, the energy yield and mass yield were as high as 72.2% and 41.2 g oil/100 g raw material, respectively.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.15 no.6
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• pp.39-53
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• 2012

지속가능한 바이오매스 자원으로부터 열, 전력을 비롯하여 연료부터 화학원료까지 다양한 제품들을 생산하는 열화학적 전환 공정들이 높은 관심을 받고 있다. 특히 수소, 일산화탄소로 구성된 합성가스를 생산하고 이를 전력, 연료 등을 동시에 생산하는 가스화 공정에 대한 학계, 산업계, 정부의 관심이 매우 높다. 그러나 바이오매스 가스화를 통해 생산된 합성가스는 타르, 황산화물 등의 오염물질들을 함유하고 있어 후속 공정들의 이용을 위하여 정제 공정을 반드시 거쳐야 한다. 본고에서는 바이오매스 가스화 기술에 적용되는 일반적인 정제 과정에 대해서 서술하였으며 세부적으로 불순물 제거 공정, 산성가스 제거 공정, 타르 제거 공정 등의 연구 개발 동향을 살펴보았다.