• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.246.2-246.2
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• 2010

본 연구는 저탄소 녹색성장의 국가 정책에 맞추어 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물인 주박(酒粕, 술지게미)을 펠릿화(pellet) 하는 것이 목적이다. 주류 제조과정에서 발생하는 주박을 100g당 물 100ml 비율로 섞어 충분히 반죽 후 녹즙기로 압축 성형화 하는 과정을 대신 하여 주박을 뽑았다. 이 주박을 온열 건조기에서 20시간이상 건조 시키면 완성이 된다. 주박펠릿은 폐기물을 재활용한 것이기 때문에 열량-가격대비를 비교해 보았을 때 등유 8950kcal-1000원/L, 경유 9050kcal-1433원/L, 면세경유 9050kcal-821/L, 우드 1812kcal-400원/kg, 주박 1989kcal-200원/kg으로 훨씬 저렴하며 열량도 높다. 주류업체에서 주박을 폐기물 처리하므로 가격 책정은 어렵다. $CO_2$ 발생량도 적어 온실가스를 절감시킬 수 있는 친환경적인 청정연료이다. 또한 연료로서 운송, 저장 및 보관이 편리하다. 주류업체도 주박 처리로 인해 연간 12억 정도 사용된다. 폐기물을 에너지화 함으로써 타 신재생에너지에 비해 초기 투자 비용이나 연료비가 저렴하다. 그리고 태우고 남은 회분은 토양개량제로 다시 재활용 되기 때문에 무해백익하다. 현재 폐목재를 사용한 우드펠릿은 원료를 수입해야 한다는 점과 삼림자원의 부족시 문제가 발생할 수 있다. 그리고 폐목재를 분쇄한 후 가공 및 성형을 해야 하기 때문에 주박이 효율성이 좋다. 현재 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 석유나 화석연료의 매장량이 고갈 되어가고 있다. 하지만 주박은 술이 사라지지 않는 한 계속적으로 발생하기 때문에 무궁무진하게 사용이 가능하다. 또한 주류 제조시 발생하는 주박은 바로 성형 및 가공이 용이하다. 현재 주박으로 만든 펠릿은 전 세계적으로 전무하다. 막걸리 및 전통술의 특화사업으로 주박량은 더욱 증가하고 있다. 더욱이 2012년부터 해양 투기 금지로 주박 폐기물 처리가 힘들어진다. 주박 폐기물을 펠릿화해서 에너지원으로 사용하면 해결이 된다. 주박의 에너화를 통해 재생산의 열원으로 사용되고 펠릿을 연료원과 더불어 기계적인 시스템을 개발한다면 저탄소 녹색성장인 국가 정책과 부합된 미래형 에너지가 될 것이다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.26 no.1
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• pp.55-64
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• 2018

The purpose of this study is to provide a design and operation technical guideline for meeting the appropriate design criteria to biogas utilization treating organic wastes. In accordance with the government's mid-to long-term policies on bio-gasification and energization of organic wastes, the expansion of the waste-to-energy (WTE) facilities is being remarkably promoted. However, because of the limitation of livestock manure containing low-concentration of volatile solids, there has been increased in combined bio-gasification without installing new anaerobic digestion facilities. The characteristics and common problems of each treatment processes were investigated for on-going 11 bio-gasification facilities. The seasonal precision monitoring of chemicophysics analysis on anaerobic digestor samples was conducted to provide guidelines for design and operation according to the progress of biogas utilization. Consequently, Major problems were investigated such as large deviation of organic materials depending on seasons, proper dehumidification of biogas, pretreatment of hydrogen sulfide, operation of power generation and steam. This study was conducted to optimize biogas utilization of type of organic waste(containing sewage sludge and food waste, animal manure), research the facilities problem through field investigation.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.30 no.4
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• pp.27-40
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• 2022

In this study, the anaerobic digestion potential and thermo-chemical pre-treatment were evaluated for efficient anaerobic co-digestion of dewatered sludge(DS) and food waste(FW). As a result, the degradable organic matter concentration and methane yield of FW were evaluated to 2.2 and 1.3 times higher than that of DS, respectively. In order to increase the amount of biogas production, it was determined that it is desirable to increase the mixing ratio of FW. The efficiency of thermo-chemical pre-treatment was evaluated for the reaction temperature, NaOH concentration, reaction time and mixture ratio. As a result of evaluation through pre-treatment efficiency and dehydration capacity, the optimum pre-treatment conditions were evaluated as follows: reaction temperature 140℃, NaOH concentration 60 meq/L, reaction time 60 min, mixture ratio 1:5(DS:FW). The gas production rate and methane yield increased 1.6 and 1.5 times, respectively, compared to before and after applying the optimum pre-treatment. Therefore, it is necessary to increase the mixing ratio of food waste for efficient anaerobic co-digestion of DS and FW. and it is necessary to increase the solubilization efficiency of waste by application of pre-treatment.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• v.16 no.2
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• pp.103-114
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• 2001

Worldwide trend of waste treatment technology is rapidly transferring from "incineration system" to "gasification & melting system" which can derive the resources from waste and charge no more environmental burden to nature. And therefore it is necessary for our country to adopt gasification & melting system urgently to present the land pollution and lack of landfill area. Among several gasification and melting processes Daewoo-Thermoselect gasification and melting system is the representative process which can transfer waste to resources such as sin-gas, molten slag, metal hydroxide, mixed salt and sulfur through the process of compaction, degasification, gasification and melting.

• Plant Journal
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• v.4 no.4
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• pp.62-70
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• 2008

PGV(Plasma Gasification & Vitrification) system has been developed based on a pyrolysis melting gasification technology that provides the possibilities of acquiring renewable energy. As volume of wastes increases with the rapid industrialization and population growth, eco friendly disposal is drawing more social attention. Pyrolysis plasma technology is regarded as the best environmentally friendly process for the waste disposal among numerous waste disposal processes. Introduced in this paper is the behavior of the plasma torch and a computational fluid simulation dynamics is discussed for designing the melting furnace. Some PGV applications have also been discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.76.2-76.2
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• 2011

석탄으로부터 합성석유를 생산하는 상용기술을 도입하여 건설하고 이와 더불어 원천기술 개발을 위한 국산화 기술 개발을 병행하여 향후 고유가 시대를 대비한 국가 에너지 안보 확립과 국내 기술 개발의 가속화를 추구해야 할 필요성이 대두되고 있다. 본 타당성 조사는 3종류의 석탄(호주 Wyong탄, 인도네시아 NTC탄, 인도네시아 KBB탄)으로부터 가스화에 의하여 합성석유스를 생산하는 공정에 대한 타당성 조사(Feasibility Study, FS)를 Class 5(하한 -50~-20%, 상한 30~100%)의 정확도로 수행하는 것을 내용으로 하고 있다. 플랜트의 규모는 합성석유 기준으로 20,000배럴/일이다. 플랜트의 건설을 위해서 광양제철소 슬래그처리장 내 12만평 부지에 조성 중인 포스코 SNG 생산공장 부지의 일부를 사용하는 것을 기준으로 하였다. 일반적으로 석탄의 종류에 따라서 가스화기의 종류 및 성능이 결정된다. 본 타당성 조사 연구에서 선정된 3종류의 석탄의 조성, 발열량, 회분 함량 등의 특성을 고려하여 각각의 석탄에 적합한 현존하는 상용급 가스화기를 선정하였다. 해당 석탄이 가스화기 종류에 따라 적절한 전처리 과정(건조, 분쇄, 슬러리화)을 거친 후 가스화기에 공급되는 것을 가정하여 석탄의 원소분석 조성, 발열량, 회분함량, 회분조성, 회 용융점 등의 변수에 따라서 각각 해당 가스화기에서 가스화되었을 때의 생성되는 합성가스의 조건을 시뮬레이션을 통하여 얻었다. 가스화기 시뮬레이션 결과를 토대로 합성석유 및 합성천연가스 생산을 위한 공정의 물질수지식 및 에너지수지식이 계산되었으며 이로부터 각 공정에서 발생되는 부생성물과 폐기물에 대한 양이 결정되고 이를 처리하는 방안 등도 제시되었다. 실증시설은 20,000배럴/일 규모의 CTL 및 전기 병산 시설이 적합하다. 더 큰 규모 공장은 투자비가 너무 커서 유가 또는 석탄가 변동에 따라 사업의 수익성이 크게 변하여 위험도가 큰 단점이 있기 때문이다. CTL 공장에 전기 병산이 추천되는 이유는 산소생산공장(APU), 압축 등 석탄전환공장에는 자체적인 전기수요가 막대하여 따로 스팀터빈용 발전소를 운영하므로 이를 효율적으로 대체하고자 하기 때문이다. 즉, 석탄가스화에 의해 기름을 최대한 만들고 미반응가스는 가스터빈 및 스팀터빈의 복합발전에 의해 고효율로 전기를 생산하면 최소의 비용으로 최대한 전기를 생산하여 자체소비 전력을 충당하고 남는 전기는 판매하여 수익률을 높일 수 있다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.27 no.2
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• pp.67-73
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• 2019

In this study, to optimize the production and utilization of biogas for organic waste resources, the precision monitoring of on-site facilities and the energy balance by facility were analyzed, and the solutions for field problems were investigated, and the design and operation guidelines for pretreatment facilities and generators were presented. Gas pre-treatment is required to solve frequent failures and efficiency degradation in operation of high quality refining facilities, and processing processes such as desulfurization, dehumidification, deoxidization, dust treatment, volatile organic compounds, etc. Since these processes are substances that are also eliminated from the high-quality process, quantitative guidelines are not presented in the gas pretreatment process, but are suggested to operate during the processing process as a qualitative guideline. In particular, dust, siloxane, and volatile organic compounds are the main cause of frequent failure of high-quality processes if they are not removed from the gas pretreatment process. Design of the biogas high-quality process. The operation guidelines provide quality standards [Methane content (including propane) of 95% or more] with 90% or more utilization of the total gas generation, two systems, and a margin of 10% or more. It also proposed installing gas equalization tank, installing thermal automatic control system for controlling equalization of auxiliary fuel, installing dehumidification device at the back of high quality for removing moisture generated in the process of gas compression, installing heat-resisting facilities to prevent freezing of facilities in winter and reducing efficiency, and installing membrane facilities in particular.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.31 no.1
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• pp.69-84
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• 2023

Despite the continuous installation and regular inspection of waste treatment facilities, complaints about excessive incineration and illegal dumping stench continue to occur at on-site treatment facilities. In addition, field surveys were conducted on the waste treatment facilities currently in operation (6 type) to understand the waste treatment process for each field, to grasp the main operating factors applied to the inspection. In addition, we calculated the material·energy balance for each main process and confirmed the proper operation of the waste disposal facility. As a result of the site survey, in the case of heat treatment facilities such as incineration, cement kilns, and incineration heat recovery facilities, the main factors are maintenance of the temperature of the incinerator required for incineration and treatment of the generated air pollutants, and in the case of landfill facilities Retaining wall stability, closed landfill leachate and emission control emerged as major factors. In the case of sterilization and crushing facilities, the most important factor is whether or not sterilization is possible (apobacterium inspection).In the case of food distribution waste treatment facilities, retention time and odor control during fermentation (digestion, decomposed) are major factors. Calculation results of material balance and energy resin for each waste treatment facility In the case of incineration facilities, it was confirmed that the amount of flooring materials generated is about 14 % and the amount of scattering materials is about 3 % of the amount of waste input, and that the facility is being operated properly. In addition, among foodwaste facilities, in the case of an anaerobic digestion facility, the amount of biogas generated relative to the amount of inflow is about 17 %, and the biogas conversion efficiency is about 81 %, in the case of composting facility, about 11 % composting of the inflow waste was produced, and it was comfirmend that all were properly operated. As a result, in order to improve the inspection method for waste treatment facilities, it is necessary not only to accumulate quantitative standards for detailed inspection methods, but also to collect operational data for one year at the time of regular inspections of each facility, Grasping the flow and judging whether or not the treatment facility is properly operated. It is then determined that the operation and management efficiency of the treatment facility will increase.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.152.1-152.1
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• 2010

매립지에서 유기물의 분해로 발생되는 매립가스는 악취 등으로 인한 대기오염뿐만 아니라 온난화지수가 21인 메탄이 약 50vol% 이상 포함되어 있어 지구온난화에 큰 영향을 미친다. 하지만 매립가스를 에너지원으로 활용하면 대기오염저감, 지구온난화 감소, 대체에너지원 확보뿐만 아니라 CDM사업 등과 연계하여 부가수익창출이 가능하다. 현재 국내에는 약 242개의 폐기물매립지가 있는데, 이중 매립가스를 활용하는 곳은 단지 14개소로 개별 경제성이 있는 대형매립지에서만 자원화시설을 설치하여 운영 중이며 그 외 매립지에서는 매립가스를 소각 또는 단순 대기 방출하여 대기오염유발과 동시에 대체에너지원 미활용으로 국가차원에서 큰 손실이므로 이를 활용할 수 있는 기술개발이 시급하다. 현재 매립가스 에너지화 기술로는 매립가스 열량에 따라 가스엔진, 가스터진, 증기터빈을 이용하는데 국내에서는 수분제거와 같은 간단한 처리 과정을 거친 후, 정제 없이 사용한다. 그런데 매립가스 구성 성분 중 일부 미량가스($H_2S$ 등)는 부식성이 높아 실제 공정에서 큰 문제점으로 작용하게 되므로 전처리공정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 매립가스를 중심적환장으로 이송하여 경제성을 가지는 에너지원으로 활용할 수 있는 기술개발을 목표로 하이드레이트 기술을 활용함에 있어 전처리 기초연구를 수행하였다. 매립가스 구성성분 중 대표적 악취물질인 메르캅탄과 부식성 물질인 황화수소의 전처리 기술로서 활성탄 흡착방법을 이용하여 외부에서 관찰이 가능하고 흡착탑을 2단으로 구성하여 활성탄 흡착탑을 제작하였다. 대상가스는 일반적으로 매립가스에 포함되어 있는 성분으로 제작하여 사용하였고 흡착탑 전 후 가스의 성분분석은 LMSxi를 이용하였다. 실험결과 활성탄의 상태, 접촉시간, 흡착탑의 구성에 따라 50~80%의 제거효율을 보였으며 이는 활성탄 흡착탑을 매립가스 에너지화의 전처리 시설로 사용될 경우 각각의 변수들에 대해 정확한 공정설계가 필요하다고 할 수 있다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.2
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• pp.209-213
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• 2008

The fixed bed gasification reactor with 1 m hight and 10.2 cm diameter was utilized for the hydrogen production from biomass wastes. Lauan sawdust was used for non-catalytic and catalytic gasification reaction as a sample in the fixed bed reactor. The fixed bed temperature and catalyst are the major variables affecting the process operation. Thus, the effect of fixed bed temperature and the catalysts on gas composition were studied at the temperature range from $400^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$. The yield of hydrogen was increased at higher temperature in the fixed bed reaction. Fractions of hydrogen, carbon monoxide and methane gas in the product gas increased when sodium carbonate ($Na_2CO_3$) and potassium carbonate ($K_2CO_3$) catalysts were used. Furthermore, sodium carbonate catalyst was more effective to obtain higher hydrogen yield compared to potassium carbonate catalyst.