• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.22 no.2
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• pp.24-35
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• 2019

In this study, a hotspot analysis was conducted to suggest a new method for interpreting soil heavy-metal contamination data of abandoned metal mines according to statistical significance level. The spatial autocorrelation of the data was analyzed using the Getis-Ord $Gi{\ast}$ statistic in order to check whether soil heavy metal contamination data showing abnormal values appeared concentrated or dispersed in a specific space. As a result, the statistically significant data showing abnormal values in the mine area could be classified as follows: (1) the contamination degree and the hotspot value (z-score) were both high, (2) the contamination degree was high but the z-score was low, (3) the contamination degree was low but the z-score was high and (4) the contamination degree and the z-score were both low. The proposed method can be used to interpret the soil heavy metal contamination data according to the statistical significance level and to support a rational decision for soil contamination management in abandoned mines.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.62 no.1
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• pp.36-43
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• 2024

Fishing net waste (FNW) constitutes over half of all marine plastic waste and is a major contributor to the degradation of marine ecosystems. While current treatment options for FNW include incineration, landfilling, and mechanical recycling, these methods often result in low-value products and pollutant emissions. Importantly, FNWs, comprised of plastic polymers, can be converted into valuable resources like syngas and pyrolysis oil through pyrolysis. Thus, this study presents a process for generating high-purity hydrogen (H₂) by catalytically pyrolyzing FNW in a CO₂ environment. The proposed process comprises of three stages: First, the pretreated FNW undergoes Ni/SiO₂ catalytic pyrolysis under CO₂ conditions to produce syngas and pyrolysis oil. Second, the produced pyrolysis oil is incinerated and repurposed as an energy source for the pyrolysis reaction. Lastly, the syngas is transformed into high-purity H₂ via the Water-Gas-Shift (WGS) reaction and Pressure Swing Adsorption (PSA). This study compares the results of the proposed process with those of traditional pyrolysis conducted under N₂ conditions. Simulation results show that pyrolyzing 500 kg/h of FNW produced 2.933 kmol/h of high-purity H₂ under N₂ conditions and 3.605 kmol/h of high-purity H₂ under CO₂ conditions. Furthermore, pyrolysis under CO₂ conditions improved CO production, increasing H₂ output. Additionally, the CO₂ emissions were reduced by 89.8% compared to N₂ conditions due to the capture and utilization of CO₂ released during the process. Therefore, the proposed process under CO₂ conditions can efficiently recycle FNW and generate eco-friendly hydrogen product.

• Resources Recycling
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• v.30 no.3
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• pp.55-62
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• 2021

In Korea, a good recycled product (GR) certification system was introduced in 1997 to improve resource and energy use efficiency. However, in industry and society, recycled products are not used well because of the lack of awareness of recycled materials. In this study, the status of domestic and international quality standards for nickel materials was investigated, and the purity and electrochemical properties of nickel sulfate prepared from ore and nickel sulfate recovered from waste lithium-ion batteries were evaluated during the electroplating process. As a result of the test, it was found that there is no quality difference between recycled nickel sulfate and high-purity nickel sulfate reagents when used in the electroplating industry.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.503-503
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• 2010

국제협약에 따라 2012년부터 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 환경문제를 유발하는 축산분뇨, 음식물쓰레기, 농축산 폐기물 등의 처리가 곤란한 실정이다. 그러나 최근 저탄소 녹색성장으로 정부가 폐자원 에너지화에 관심을 기울이면서 위의 폐기물을 바이오가스로 전환하는 바이오가스 플랜트(Biogas Plant, BGP)의 이용이 보다 활성화 될 전망이다[1]. 이 바이오가스 처리방법에서 유기물은 메탄가스로 배출되고[2], 나머지 영양성분들(질소, 인산, 칼륨 등)은 모두 소화액에 남아있으므로[3] 이들은 친환경농업에서 필요한 액비로도 활용이 가능하며, 혐기소화 처리방법은 일반적인 가축분뇨 처리과정에서 발생되는 악취문제도 해결할 수 있는 장점 또한 가지고 있다. BGP는 유기성 폐기물에서 혐기성소화를 통해 바이오가스를 만드는 장점이 있는 반면, 가스를 만들고 남은 소화액은 액비로 활용이 가능하지만, 액비로 활용이 불가능할 경우 악성 폐수로 그 처리가 매우 까다로운 단점이 있다. 일반적인 생물학적인 폐수처리방법으로는 처리가 곤란하며, 환경기준을 맞추도록 처리하는데 많은 비용이 소요된다. 이러한 폐액처리를 위해 공정의 단순화와 높은 처리 효율[4]을 가지면서, 액비 또는 정화처리공정이 가능한 방법으로서 분리막공정이 바람직하나, BGP 발생폐액의 성상이 고농도의 오염물질을 함유하고 있어 적용이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 이를 보안할 수 있는 와류발생형 막모듈을 이용하여 Biogas Plant의 발생폐수에 대하여 분리막을 이용한 효과적인 처리공정을 개발하고 그에 따른 최적의 조건을 찾는 연구를 하고자 한다. 와류발생형 막모듈을 막과 막 사이에 와류를 발생시킴으로써 막에 전단력을 가하여 막의 가장 큰 단점인 막오염을 줄이는 방법으로 기존의 막모듈과 큰 차이가 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 기존의 분리막 모듈[5]과 와류발생형 막모듈의 차이를 실험을 통해 확인하며, 막에 가해지는 압력, 막을 통과하는 유량 등의 차이를 두어 최적조건을 탐색하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.249.2-249.2
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• 2010

최근의 고유가와 환경오염에 대한 대응 수단으로 수송용 바이오연료의 보급에 대한 관심이 세계적으로 높아지고 있다. 이 중 바이오디젤은 동식물성 기름으로부터 메탄올과의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 경유대체 연료로서 환경 친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 바이오디젤의 생산량이 증가함에 따라 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 가격 상승 및 수급 불안정 문제가 대두되고 있으며 식량자원과의 충돌 문제도 발생되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)을 이용한 공정 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용되고 있는 해외 열대작물 열매씨앗에서 착유한 식물성 오일의 바이오디젤 원료유로서의 사용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인, 유리지방산 함량이 대두원유보다 매우 높게 나타났다. 오일 중의 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하여 공정 효율을 감소시키고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산수율을 감소시키는 문제를 일으킨다. 고형물과 수분은 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하였다. 15~20%의 유리지방산 함유 열대작물 오일의 전처리를 위해 균질계 산촉매와 비균질 고체 산촉매를 이용해 에스테르화 반응 효율을 조사한 결과 황산이 가장 높은 효율을 보였다. 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 적용해 메탄올과 촉매량의 2변수 에스테르화반응 최적화를 수행한 결과 메탄올 26%, 촉매 0.98%로 최적 조건이 도출되었으며 초기 산가 33mgKOH/g에서 0.98mgKOH/g으로 감소됨을 확인하였다. 전처리 정제한 오일의 물성분석 결과 고형물 0.1%, 수분 0.10%, 산가 1.0mgKOH/g, 인함량 20ppm 이하로 바람직한 원료유가 생산됨을 알 수 있었다. 제조된 원료유를 이용해 전이에스테르화 반응 최적화 실험을 RSM에 근거하여 진행한 결과 KOH 0.8%, 메탄올:오일 몰비 6.2:1, 반응온도 $60^{\circ}C$, 교반속도 200rpm, 반응시간 30분으로 나타났으며 증류 정제전 97.3%, 증류후 100.0%의 바이오디젤을 생산 할 수 있었다. 열대작물 오일의 전처리 공정은 메탄올을 과잉양으로 사용함으로 효과적인 알콜 회수 공정이 중요하다. 전처리 후 층분리를 통해 회수되는 메탄올 중의 수분함량은 2%~7%로서 이를 전처리 반응에 재사용하기 위해서는 0.3%이하의 수분함량으로 정제가 필요하다. 본 연구에서는 고가의 증류탑 형태가 아닌 단증류방식으로 2단계 내지 3단계로 0.3% 수분의 메탄올 회수 조건을 도출하였으며 파일롯 공정 설계를 진행하고 있다. 이로서 본 연구의 열대작물 오일은 저가로 충분한 물량의 확보가 가능하다면 바이오디젤 원료 자원으로서 큰 활용가치가 있는 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.5
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• pp.420-427
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• 2017

Recently, the depletion of fossil fuels, global warming and environmental pollution have emerged as a worldwide problem, and studies of new renewable energy sources have been progressed. Among the many renewable energy sources, the use of bio fuel has the potential to displace fossil fuels due to low price, easy to handle, and the abundant sources. Pyrolysis oil (PO) derived from waste wood and sawdust is considered an alternative fuel for use in diesel engines. On the other hand, PO is limited to diesel engines because of its low cetane number, high viscosity, high acidity, and low energy density. Therefore, to improve its poor properties, PO was mixed with alcohol fuels, such as ethanol. Early mixing with ethanol has the benefit of improving the storage and handling properties of the PO. Furthermore, a PO-ethanol blended fuel was injected separately, which can be fired through pilot-injected diesel in a dual-injection diesel engine. The experimental results showed that the substitution of diesel with blended fuel increases the amount of HC and CO, but reduces the NOx and PM significantly.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2023.04a
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• pp.49-49
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• 2023

본 실험은 콤부차의 발효시 에너지원으로 첨가되는 당(sucrose) 대신 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata Bureau; silkworm thorn) 과일 발효액을 첨가하여 꾸지뽕-콤부차의 기능성을 구명하고자 하였다. 대조구인 콤부차는 끓여서 식힌 물 900mL에 홍차 2.4g을 넣어 한시간 동안 추출한 후 초기당도가 10°Bx가 되도록 sucrose를 첨가하였고, 처리구는 sucrose대신 꾸지뽕 과일 무게 대 sucrose의 비율을 1 대 0.9의 비율로 조제하여 발효시킨 꾸지뽕 발효액(당도 50°Bx)을 10°Bx가 되도록 희석하여 첨가하였다. 여기에 발효균인 SCOBY를 첨가한 후 실온에 3주간 보관하면서 1주일 간격으로 시료를 채취하여 총폴리페놀성 화합물 및 카테킨류 함량, 항산화 활성 및 인체 정상 폐세포주인 MRC-5와 폐암세포주인 A549의 세포 증식에 미치는 영향을 구명하였다. 발효 3주 동안 채취한 꾸지뽕-콤부차를 MRC-5 세포에 처리하였을 때 발효 2주까지는 꾸지뽕-콤부차가 대조구에 비해 약 10~30% 세포 증식효과를 보였고 발표 3주째에는 유사한 증식효과를 보였다. 폐암세포주 A549에 처리시에는 발효 2주째 대조구에 비해 낮은 증식율을 보였으나 그 차이는 크지 않았다. 이 결과는 꾸지뽕-콤부차가 인체 폐세포 증식을 촉진하나 폐암세포의 증식을 크게 억제하지는 않음을 의미한다. 총폴리페놀성화합물 함량은 대조구의 경우 발효기간이 경과함에 따라 증가하는 반면 꾸지뽕-콤부차는 조제직후 대조구에 비해 유의적으로 높은 함량을 보이다 서서히 감소하였는데 발효 2주째 대조구와 유사한 수준에 도달하였으며 3주째에는 대조구에 비해 낮은 함량을 보였다. 카테킨류(Epigallocatechin, Epigallocatechin gallate, 그리고 Epicatechin gallate, epicatechin)는 총 페놀성화합물과는 반대의 경향을 보였는데, 발표 2주까지는 꾸지뽕-콤부차의 함량이 유의적으로 높았다가 발표 3주째 크게 낮아졌다. 활성산소 제거능은 발효 2주째까지는 대조구에 비해 낮았으나 3주째 유의적으로 높아져 꾸지뽕-콤부차의 항산화활성은 카테킨류 함량에 비례함을 알 수 있었다. 기능성분 함량과 MRC-5 증식에 관한 상관분석시 총풀리페놀함량이 세포증식에 정의 상관관계를 나타내었다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.27 no.2
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• pp.55-60
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• 2018

In this study investigated the Controlled Low Strength Materials using coal ash and steel slag(KR slag) as the main material in the thermal power plant classified as waste resource. Bottom ash and KR slag are mixed at a ratio of 7: 3 to expand the use of industrial by-products through carbonate($CO_2$-fixation) reactions and inhibit the exudation of heavy metals. The results showed that the water content increased as the content of bottom ash increased. It was confirmed that as the powder content increased, the bleeding ratio decreased. Also, as the content of one kind of ordinary portland cement (OPC) decreased, activation of hydration reaction decreased and compressive strength decreased. However, when the mixed composition is appropriately adjusted, the compressive strength of 2.0 MPa required for the controlled low-strength material can be satisfied.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.4 no.2
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• pp.43-51
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• 2001

Now our ocean environment pollution is very serious. Its harm hinders in marine breeding and the safe navigation of ships at the coast. We have used an assembly system for a measure taken against environment pollution like this. But, here are some problems awaiting solution. First, most of combustible materials among ocean waste are high polymer, so it is necessary some special equipment to incinerate them. In the process we can't overlook air pollution by exhaust gas. Also, when we reclaim these wastes, we remember that they can't be decomposed naturally and leaking water may pollute soil. Thus now a days new treatment method has been developed, it recycles and doesn't product secondary pollution materials by recovering oil from pyrolysis. For it, this study investigated chemicalㆍphysical properties of wastes. And it found condition of recovering the most oil. Also it probed that the variation of temperature raising speed affects the weight reduction characteristics of wastes. Also, while studying recovered oil by waste pyrolysis and the rate of non-condensing gas in accordance with the variation of temperature raising speed. Finally we had confidence the development of pyrolysis oil recovery would succeed because we carried out evaluation at an economic point of view about it.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.26 no.3
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• pp.55-61
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• 2018

This study evaluated if the selected samples meets the Solid Refuse Fuel quality criteria in Korea. Biomass and plastic wastes generated in D City were mixed in diverse ratio. When the biomass content was about 40%, the moisture content was close to the SRF criteria and was measured to be 9.8%. The ash contents were analyzed up to 4.19%, and the lower calorific values based on Steuer, Dulong Equation and Bomb Calorimeter were at least 4,851, 4,181 and 3,847 kcal/kg, respectively. As a result of the elemental analysis, sulfur and chloride content were measured up to 0.05%. Those values satisfied the SRF criteria. Also, heavy metals(Hg, Cd, Pb, As) were analyzed to be below the SRF criteria. This makes it possible to use efficiently the wood byproducts abandoned in the woods, and the physical properties of wood being weak to moisture can be supplemented with plastics. Consequently, if plastic and biomass were well mixed and made into SRF, it would overcome the problem of shortening the life span of incineration facilities due to the high temperature of plastic wastes in the incinerator.