• Elastomers and Composites
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• 제35권4호
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• pp.272-280
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• 2000

범용고무인 NR, IR, BR, SBR 1500, SBR 1700의 열분해 특성에 대한 속도론적 해석을 실험데이터를 이용하여 수행하였다. 열분석법을 사용하여 범용고무의 속도론적 해석을 수행하였으며, Kissinger 방법, Friedman 방법, Ozawa 방법에 의한 NR의 활성화 에너지는 각각 195.0, 198.3, 186.3 kJ/mol로 나타났으며, SBR 1500의 활성화에너지는 각각 246.4, 247.5, 254.8kJ/mol이었다. 열분해 공정의 생성물은 전반적으로 최종 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 가열 속도의 영향에 따른 오일의 수율 증감은 각 시료마다 차이를 보이고 있었다. SBR 1500의 열분해 후 회수된 오일의 수평균 분자량은 740-2486로 나타났다. 또한 발열량을 측정한 결과 39-40kJ/g의 발열량을 나타내었는데, 이러한 값은 현재 연료로 사용되고 있는 kerosene, diesel, 경유, 중유의 발열량보다는 작은 것이지만 연료로서의 에너지 준위가 양호한 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권11호
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• pp.926-935
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• 2007

The NOx emission characteristics of DME in laminar coaxial jet and counterflow nonpremixed flames were investigated using experimental and numerical approaches, respectively. The flame structure and NOx emission of DME were compared with those of $C_2H_6$ and $C_3H_8$. The DME flame was calculated using the Kaiser's mechanism, while the $C_2H_6$ and $C_3H_8$ flames were calculated using the $C_3$ mechanism. These mechanisms were combined with the modified Miller-Bowman mechanism for the analysis of NOx. Experimental results show in coaxial jet flame that DME flame has the characteristics of partial premixed flame and the flame length decreases up to 1/3 than that of $C_3H_8$ in the same condition of fuel mass flowrate. Then, the NOx emission of DME decreases to 40% approximately, comparing with that of $C_3H_8$. In the calculated results of counterflow nonpremixed flame, DME flame shows the $EI_{NO}$ decreases up to 50% approximately than those of$ C_2H_6$ and $C_3H_8$ flames when the equivalent fuels are consumed per unit mass and time. Although the overall NOx reaction path of DME is similar with other hydrocarbon fuels, it can be identified that DME flame has a distinct NO reduction mechanism due to the reburning NO chemistry in fuel rich region. From these results, we can conclude that the different NOx emission characteristics of DME flame with other hydrocarbon fuels are attributed to not the temperature increase and the activation of NO reactions due to O atom in DME fuel but the rapid processes of pyrolysis/oxidation.

• 자원리싸이클링
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• 제15권1호
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• pp.12-19
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• 2006

볏짚은 국내에서 유용한 재생 가능한 바이오매스이다. 유동층과 char 분리 장치가 구비된 급속 열분해 장치를 이용하여 볏짚으로부터 바이오오일의 생산에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구는 온도변화에 따른 볏짚의 열분해 생성물의 분포와 생성물의 화학적 구성을 알아보고 바이오오일의 활용 가능성을 고찰하고자 했다. 급속 열분해 반응은 $466^{\circ}C,\;504^{\circ}C,\;579^{\circ}C$에서 각각 수행되었다. 유동화 매체로는 생성가스를 사용하였으며 유량은 약 30NL/min 였다. 볏짚의 열분해 결과 기체, 액체, 고체 물질을 얻을 수 있었으며, 기체물질은 GC(TCD, FID)를 이용하여 정성적, 정량적 분석을 하였다. 액체물질은 상등액과 tar가 풍부한 하등액으로 분리하여 발열량, 원소분석, 수분, GC/MS를 통해 화학구성성분을 분석하였다. 고체물질인 char는 원소분석을 하고 그 발열량을 측정하였다. 액체물질인 바이오오일은 화학특성 분석결과 대체 연료유뿐만 아니라 화학 원료물질로서의 사용가능성을 볼 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제17권3호
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• pp.157-165
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• 2012

This experimental study was performed to obtain thermal energy from the combustion of synthetic gas, produced by the pyrolysis of insulating oil containing polychlorinated biphenyls (PCBs) in a high temperature and high pressure reactor. The average synthetic gas generated was $59.67Am^3/hr$ via the steady state gasification of insulating oil waste (20 kg/hr) with average concentrations (standard deviation) of $CO_2$, CO, and $H_2$ in the synthetic gas of $38.63{\pm}3.11%$, $35.18{\pm}1.93%$, and $28.42{\pm}1.68%$, respectively. The concentrations of the PCBs in the transformer insulating oil and synthetic gas after its gasification, and the concentrations of the dioxins that could be produced from the incomplete degradation of PCBs were measured. It was revealed that the PCBs in the insulating oil were composed of the series from tetrachlorobiphenyl to octachlorobiphenyl. However, only the #49, #44, #52, and #47/75/48 congeners were detected from the synthetic gas after gasification of the insulating oil and in the flue gas from the combustor. In conclusion, the experimental conditions suggested in this study were very useful for the appropriate treatment of insulating oil containing PCBs. Also, fuel gas containing CO and $H_2$ can be obtained from the pyrolysis of insulating oil containing PCBs.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권12호
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• pp.690-695
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• 2007

Scandia stabilized zirconia (ScSZ) is adapted for electrolyte material of solid oxide fuel cell (SOFC) because of its high ionic conductivity and chemical stability. ScMnSZ1 powder having a composition of $((ZrO_2)_{0.89}(Sc_2O_3)_{0.1}(MnO_2)_{0.01})$ is synthesized by ultrasonic spray pyrolysis (USP) method. Porous ScMnSZ1 powder is obtained by using a pore forming agent. Microstructure and morphology, particle size distribution of porous powder synthesized with 3wt% pore forming agent are investigated. Sintered ScMnSZ1 sample with ground fine powder are also investigated their microstructure and electrical conductivity. The electrical conductivity of sintered ScMnSZ1 samples with ground fine powder was 0.082 S/cm, 0.127 S/cm and 0.249 S/cm at $750^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$, respectively.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.975-984
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• 2018

급속열분해 바이오오일은 사용 용도를 제한하는 바람직하지 않은 많은 특성을 가지고 있다. 낮은 산도, 불안정성, 수분과 산소 함량, 식성 증가, 저장동안에 중합 및 낮은 발열량이 적용을 제한하는 주요 특징이다. 에스터 반응을 이용한 공비 수분 제거는 이 모든 특성을 개선할수 있다. 본 연구에서는 바이오오일의 특성 변화를 알아보기 위하여 0.3~1.4 mm 크기의 신갈나무 시료 500 g을 $550^{\circ}C$에서 2초 동안 급속열분해하여 바이오오일을 제조하였다. 제조된 바이오오일을 감압(100 hPa) 조건에서 30 min 동안 비휘발성 알콜인 n-butanol 처리하였다. 제조 오일의 수분, 점도, 고위발열량, 산도, FT-IR 및 GC/MS을 분석하였다. 수분은 91.4 % 감소(from 31.5 % to below 2.7 %), 점도는 65.8 % 감소(from 36.5 to 12.5 cP), 발열량은 96.8 % 증가(from 3,918 to 7,712 kcal/kg), 산도는 1.3 증가했다(from 2.7 to 4.0). FT-IR 및 GC/MS 분석결과 불안정한 산성물질, 알데히드, 케톤 및 저급 알콜이 안정된 목표 물질로 변환한 것으로 나타났다. 특히 실험 수행 과정에서 급속열분해 바이오오일의 수분 함량이 상당히 감소했다. 이렇게 개선된 품질 개선된 급속열분해 바이오오일은 표준보일러와 열병합발전소(CHP)의 연료로 이용이 가능하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.501-511
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• 2014

바이오매스 원료로부터 급속열분해 반응을 통하여 생산되는 바이오 오일은 화석연료를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 하지만, 바이오 오일은 에너지 밀도와 세탄가가 낮고 점성도가 높은 연료의 한계성이 있으므로 디젤엔진에 적용하기에는 제한적이다. 따라서, 안정적인 연소를 얻기 위해서는 바이오 오일을 세탄가가 높은 연료와 유화하거나 혼합하여 사용하여야 한다. 하지만 바이오 오일과 화석연료는 극성이 달라서 서로 혼합되지 않으며 가장 손쉽게 혼합되는 연료는 알코올계 연료이다. 본 연구에서는 바이오 오일의 연료특성을 향상시키기 위하여 에탄올 연료와 혼합하였으며, 연료의 자발화 특성을 향상시키기 위하여 세탄가 향상제인 PEG 400, 2-EHN 도 첨가하였다. 또한 최대 15%의 바이오 오일이 혼합된 혼합연료를 디젤엔진에서 안정적으로 연소시키기 위하여 고압축비 피스톤도 적용하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권2호
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• pp.112-117
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• 2007

본 연구는 수산 폐기물, 폐어망 등 해양 유기성 폐기물을 유류와 같은 대체 에너지 자원으로 개발하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 현재까지 폐플라스틱이나 폐타이어와 같은 석유공업을 기반으로 한 유기성 폐기물을 유류자원화 하여 대체연료로 사용하는 연구가 활발하고 상용화된 사례들은 많다. 그러나 주위에 쉽게 버려지는 음식물 쓰레기, 유기성 폐기물을 이용해 대체자원을 개발하는 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 동물성 유기 폐기물을 사용하여 고온고압 하에서 열분해를 이용해 오일을 얻었고, 오일의 성분과 특성을 조사하여 대체자원으로의 가능성을 평가하였다. $250^{\circ}C$, 40 atm에서 열분해한 바이오오일은 점도가 높아 불순물을 제거에 어려움이 있었고, 발열량이 중유(重油)보다 다소 낮았으며, 연료로 사용하기에는 부적합한 다양한 종류의 가스 생성물을 얻었다. 하지만 기존의 열분해 방법들이 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시키는 것과 달리 대상물질 자체의 수분을 이용해 증기압으로 가압하기 때문에 $250{\pm}5^{\circ}C$의 낮은 온도에서도 열분해 할 수 있었다. 그러나 바이오오일의 점도가 높아 액상연료로 사용하기에는 미흡하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.99-104
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• 2008

재생연료 중에서 고체물질에 해당하는 RPF(Refuse Paper & Plastic Fuel)는 친환경적인 요소와 한정된 지하자원에 대한 대체에너지로서 세계적으로 그 사용량이 증가하는 추세에 있으며, 제조 또는 저장과정에서 종종 화재가 발생하기도 한다. 따라서 RPF에 대한 열적안정성과 임계발화온도에 대한 연구가 필요하며, 이러한 연구를 수행하기 위하여 봄베 열량계, TG-DTA, MS80, SIT-II, Wire Basket를 이용하여 실험을 하였다. 그 결과 RPF는 26.4-28.3 MJ/kg의 발열량을 지니고 있었으며, TG-DTA로 초기 열분해 온도를 측정한 결과 승온속도 2 K/min에서 $192^{\circ}C$로 나타났으며, 미소열량 측정 장치인 MS80으로 분석한 결과 수분이 함유되지 않은 순수한 RPF가 수분이 20%함유된 RPF보다 발열량이 더 큰 것으로 나타났다. 또한 단열자연발화 실험장치인 SIT-II가 Wire Basket Test 보다 낮은 온도인 $118.5^{\circ}C$까지 발화하였으며, Frank-Kamenetskii의 식으로부터 계산되어진 한계발화온도는 무한평판을 기준으로 약 10 m 높이로 저장되어 있을 때, $80^{\circ}C$에서도 발화가 가능한 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.640-646
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• 2021

본 연구에서는 열분해유 유래 피치 합성 및 합성 피치로부터 이방성 미세구조를 갖는 코크스를 제조하고 그 특성을 평가하였다. 열분해유는 주로 방향족 고리가 2~3개로 구성된 분자로 이루어져 있어, 400 ℃ 이상의 온도에서 흡열반응인 축합중합으로 피치가 제조되었다. 코크스 반응기는 피치를 유동화 시키는 전처리 반응기, 코킹화 열에너지를 가해주는 preheater 및 코크스의 미세구조를 유도하는 코크스 드럼으로 구성되었으며, preheater의 온도를 400~490 ℃로 조절하여 제조된 피치로부터 코크스를 제조하고 편광현미경, XRD 및 Raman spectroscopy로 특성을 평가하였다. Preheater의 온도가 460 ℃에서 제조된 코크스는 이방성 미세조직이 flow 형태로 나타났으며, 높은 결정성으로 전기전도성이 72.0 S/cm이였다. 그리고 전도성 탄소 재료인 Super-P보다 대략 2.2배 높은 전기전도성을 나타냈다.