• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.229-234
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• 2008

Korea Electric Power Corporation (KEPCO) has started the nation's first biogas-microturbine project in the city of Gongju as an effort to encourage the utilization of wasted biogas containing useful energy source in the form of $CH_4$. The goal of the project is to set up the biogas microturbine co-generation system for utilizing biogas as an energy source and improving the economics of the wastewater treatment plant. Wastewater treatment processes were investigated in depth to find improvement possibility. Changes in internal recirculation ratio and pre-treatment degree are needed to optimize plant operation and biogas production. Biogas pre-treatment system satisfies Capstone's fuel condition requirement with the test result of 99.9% and 90.2% of hydrogen sulphide and ammonia is removal performance. Installation of microturbine and manufacture of heat exchanger to warm anaerobic digester has been done successfully. Expected economic profit produced by the system is coming from energy saving including electricity 115,871kWh/year and heat contained in exhaust gas 579GJ/year.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.260-263
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• 2008

KEPCO(Korea Electric Power Corporation) is performing the nation's first biogas-MGT project as an effort to encourage the utilization of wasted biogas which contains useful CH4. The goals of this project are to develop the Pretreatment system of Livestock bio-gas and set up the biogas-MGT co-generation system. The project will not only utilze flared biogas as precious energy but also improve the economics of the plant a lot. The pretreatment system mainly consists of sulfur removal tower, biogas compressor and many filtering systems. A computational fluid dynamics study in the bio gas sulfur removal tower and sulfur absorption filter was carried out. Understanding of the flow in the sulfur removal tower and sulfur adsorption filter obtained by this study can be used to identify the problems in the sulfur removal tower and to improve the sulfur removal efficiency of the sulfur removal tower. Resistance material modeling is used to simulate the sulfur adsorption filter, and the resistance coefficient was adjusted to reflect the experimental pressure loss value. And the pressure loss change with the flowrate is predicted

• 한국환경농학회지
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• 제27권4호
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• pp.406-412
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• 2008

Biogas plant with anaerobic digestion is receiving high attention as a facility for both livestock waste treatment and electric power generation. Objective of this study was to perform life cycle assessment (LCA) of a biogas plant which incorporates swine and food waste (7:3) as source materials for biogas production. In addition, the biogas production process was compared with the prevalent composting method as a reference in the aspects of green house gas (GHG) reduction potential and environmental impact. The biogas method was capable of reducing 52 kg $CO_2$ eq. emission per ton of swine/food waste, but the composting process was estimated to emit 268 kg $CO_2$ eq. into air. The biogas method was evaluated as more beneficial to the environment by mitigating the impact on abiotic depletion potential (ADP), global warming potential (GWP), ozone depletion potential (ODP), eutrophication potential (EP), and photochemical ozone creation potential (POCP), but not to acidification potential (AP).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.173.2-173.2
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• 2011

대체 에너지 자원 중 폐기물의 소화 가스를 이용한 바이오가스 발전은 이산화탄소에 비해 온실효과 영향력에 21배에 해당하는 메탄가스를 연료로 사용하여 환경부하를 저감시키고 에너지를 생산한다. 바이오가스에 포함된 $H_2S$는 연소 후 $SO_2$형태로 발생되는데 $SO_2$는 수분과 반응을 하게 되면 $H_2SO_4$등의 강한 산성을 띄는 물질로 생성되어 배관 및 발전기에 손상을 주고 저온부식현상을 유발하게 하며, 동물이나 인체에 노출되면 기관지 수축현상이 일어나 호흡기에 영향을 주는 질식성을 띄는 가스이다. 축산바이오가스에 포함된 $H_2S$의 함유량과 가스엔진의 연소 시 배출되는 $SO_2$ 배기가스 성분의 관련성을 검증하기 위해 60-65%의 $CH_4$와 30-35%의 $CO_2$ 성분의 바이오가스를 50kW급 발전기에서 사용하였고 연소 후 배출되는 가스 성분을 분석하였다.

• 신재생에너지
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• 제6권2호
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• pp.27-32
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• 2010

Low Calorific Gas Turbine (LCGT) has been developed as a next generation power system using landfill gas (LFG) and biogas made from various organic wastes, food Waste, waste water and Livestock biogas. Low calorific fuel purification by pretreatment system and carbon dioxide fixation by green house system are very important design target for the optimum applications of LCGT. Main troubles of Low Calorific Gas Turbine system was derived from the impurities such as hydro sulfide, siloxane, water contained in biogas. Even if the quality of the bio fuel is not better than natural gas, LCGT may take low quality gas fuel and environmental friendly power system. The mechanical characterisitics of LCGT system is a high energy efficiency (>70%), wide range of output power (30 kW - 30 MW class) and very clean emission from power system (low NOx). A green house has been designed for four different carbon dioxide concentration from ambient air to 2000 ppm by utilizing the exhaust gas and hot water from LCGT system. LCGT is expected to contribute achieving the target of Renewable Portfolio Standards (RPS).

• 유기물자원화
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2022

정부는 최근 2050년까지 국가 온실가스 순배출량은 "0"으로 하는 2050 탄소중립 정책을 추진하고 있다. 이에, 축산업 부문 2050 탄소중립을 위한 핵심적인 수단으로 가축분뇨 에너지화에 대한 관심이 증가하고 있다. 가축분뇨 고체연료화 기술은 가축분뇨를 건조 또는 탄화시켜 고체연료로 제조하는 기술로서 가축분뇨 고체연료 제조시설 및 발전시설의 경제성 문제로 인하여 보급 확산이 미미한 상황이다. 본 연구에서는 가축분뇨 고체연료 제조 및 이용 촉진을 위하여 가축분뇨 고체연료의 잠재적인 수요처인 가축분뇨 고체연료 발전시설의 경제성을 평가하고자 하였다. 가축분뇨 고체연료 제조원가는 200톤/일 규모의 발효건조 과정에서 97.4 천원/톤으로 가장 낮은 제조원가를 보였다. 가축분뇨 고체연료 발전시설은 신재생에너지공급인증서(REC) 가중치 1.5에서 경제성을 나타냈다. 가축분뇨 고체연료화는 온실가스 저감, 수계 비점오염원 저감 등 다양한 환경적 편익을 지니고 있다. 따라서 가축분뇨 고체연료 생산시설을 확산 보급을 위해서는 다양한 환경 편익을 포함한 경제성 검토가 요구된다.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.55-64
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• 2018

본 연구는 유기성폐자원(가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)의 바이오가스 이용에 대한 적정 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링 등을 실시하였다. 정부의 중장기 바이오가스화 정책에 따라 폐자원의 자원화 시설 확충이 활발히 추진되고 있다. 하지만 생산된 바이오가스를 이용하여 발전 및 스팀으로 활용하는 시설은 효율이 아직은 저조하고 잦은 고장이 발생되고 있다. 현재 운영 중인 바이오가스화 11개소를 대상으로 바이오가스 이용 공정별 특징 및 문제점을 분석하고 혐기소화조 현장 시료의 계절별 정밀모니터링을 실시하여 바이오가스 이용 공정 흐름에 따른 설계 운영 가이드라인을 제시하였다. 현장조사 수행 결과, 바이오가스 이용 공정에서 바이오가스의 적정 제습, 황화수소 전처리, 발전시설의 적정처리 등이 주요 문제점으로 조사되었다. 따라서 유기성폐자원의 바이오가스화 시설의 단점을 보완하고 바이오가스 이용 최적화 방안을 마련하기 위하여 현장지설에 대한 정밀조사를 실시하여 공정별 문제점들을 정리하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제30권6호통권113호
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• pp.354-359
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• 2005

This is a fundamental study to develop a bio-gas utilization technology using livestock manure. Especially, this study was carried out to develop an engine using bio-gas. A bio-gas engine was designed and manufactured by modification of a diesel engine of 3 cylinders powering 13.31 kW/2800 rpm, changing the fuel supplying system fit for bio-gas. The result showed that, when the Air/Fuel ratio was controlled with fixed spark timing, the power of biogas-fueled engine is about $10.6{\~}14.6\%$ lower then that of LNG-fueled engine because of low volumetric efficiency. The engine output and torque was $11.85{\~}13.3$ kW, $39.5{\~}40.8\;N{\cdot}m$, respectively at the engine speed of 2600 rpm. Bio-gas consumption rate was 260.20 g/kW/hr, 315.20 g/kW/hr in engine speed or 1000 rpm, 2800 rpm, respectively.

• 한국물환경학회지
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• 제36권1호
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• pp.55-68
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• 2020

Because of the intensified environmental problems such as climate change and resource depletion, sewage treatment technology focused on energy management has recently attracted attention. The conversion of primary sludge from the primary sedimentation tank and excessive sludge from the secondary sedimentation tank into biogas is the key to energy-positive sewage treatment. In particular, the primary sedimentation tanks recover enriched biodegradable organic matter and anaerobic digestion process produces methane from the organic wastes for energy production. Such technologies for minimizing oxygen demand are leading the innovation regarding sewage treatment plants. However, sewage treatment facilities in Korea lack core technology and operational know-how. Actually, the energy potential of sewage is higher than sewage treatment energy consumption in the sewage treatment, but current processes are not adequately efficient in energy recovery. To improve this, it is possible to apply chemically enhanced primary treatment (CEPT), high-rate activated sludge (HRAS), and anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) to the primary sedimentation tank. To maximize the methane production of sewage treatment plants, organic wastes such as food waste and livestock manure can be digested. Additionally, mechanical pretreatment, thermal hydrolysis, and chemical pretreatment would enhance the methane conversion of organic waste. Power generation systems based on internal combustion engines are susceptible to heat source losses, requiring breakthrough energy conversion systems such as fuel cells. To realize the energy positive sewage treatment plant, primary organic matter recovery from sewage, biogas pretreatment, and co-digestion should be optimized in the energy management system based on the knowledge-based operation.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.65-78
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• 2018

본 연구는 유기성폐자원(가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)의 바이오가스 이용에 대한 적정 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링 등을 실시하였다. 정부의 중장기 바이오가스화 정책에 따라 폐자원의 자원화 시설 확충이 활발히 추진되고 있다. 하지만 생산된 바이오가스를 이용하여 발전 및 스팀으로 활용하는 시설은 효율이 아직은 저조하고 잦은 고장이 발생되고 있다. 전국 11개소 유기성폐자원 바이오가스화 시설을 대상으로 정밀모니터링을 실시하였다. 사계절 평균으로 정밀모니터링 결과를 정리하였을 때, 유기성폐자원 별 효율성 분석에서 유기성분해율은 VS기준 음식물/음폐수는 68.2 %, 가축분뇨는 66.8 %, 하수슬러지의 경우 46.2 %로 전체 평균 58.8 %로 분석되었다. 전처리 전후 바이오가스 성상을 분석한 결과 철염 및 탈황(건식, 습식)을 이용하여 전체 시설의 $H_2S$ 평균은 560 ppm으로 측정되었으며, 저감효율이 90% 이상인 경우 약 40 ppm 까지 감소할 수 있는 것을 확인하였다. 특히 소화조 내에 철염을 투입하면 처리효율 약 93 %이며, 평균 150 ppm까지 감소하는 것을 확인하였다. 제습의 경우 노점온도를 적용한 절대습도와 가스온도에 따른 상대습도를 분석하였으며, 제습설비가 유지보수가 잘되어 가동 중인 시설의 노점온도는 $14^{\circ}C$, 절대습도는 $12.6g/m^3$이며, 상대습도는 35 %로 측정되었다. 따라서 유기성폐자원의 바이오가스화 시설의 단점을 보완하고 바이오가스 이용 최적화 방안을 마련하기 위하여 정밀모니터링을 실시하였다.