• 한국환경보건학회지
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• 제13권1호
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• pp.17-33
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• 1987

As a result of technical advances and industrialization, the characteristics of domestic and industrial wastes are becoming more complex. Accordingly, improved treatment and disposal systems are being continuously sought to take account of complex characteristics and to comply with economic restrictions. In this study, an application of pyrolysis to the treatment of industrial wastes, including waste scrap rubber, waste raw material used in making the slipper bottom and waste PVC pipe, and the effectiveness of pyrolysis in resource recovery from these wastes were investigated. Batches of wastes were pyrolysed by external heating to a temperature of 400-800$\circ$C in a 32 mm diameter x 0.9 m long silica tube to produce combustible gases, oils and chars. Before the start of pyrolysis runs, the entire system was purged with nitrogen gas to exclude the air. The temperature inside the retort was controlled by the thermocouple in the gas stream, and referred to as the pyrolysis temperature. Under these conditions three products were separately collected and further analyzed. The results were summarized as follows. 1. More gases and less chars were produced with higher pyrolyzing temperature and with higher rates of heating, but the yields of oils tended downwards at temperatures above 700$\circ$C. Accordingly, operating conditions of pyrolysis should be varied with desired material. 2. Calorific values and sulfur contents of produced oils were sufficient and suitable for fuel use. Chars from waste rubber had high heating values with low sulfur contents, but calorific values of chars from waste PVC and waste slipper were as low as 3, 065-4, 273 kcal/kg and 942-2, 545 kcal/kg, respectively. Therefore, char from these wastes are inappropriate for fuel. 3. Soluble contents of Pb, Cd, Cu and Zn in chars from waste rubber and waste slipper were below the Specific Hazardous Waste Treatment Standards. However soluble contents of Pb and Cd in chars from waste PVC were one or two times and five or seven times exceedingly the Specific Hazardous Waste Treatment Standards, respectively. 4. Post high heating is desirable for treatment method of waste PVC which generates toxic hydrogen chloride. 5. The proportions of hydrogen, methane and ethane in produced gases were in the range of 3.99-35.61% V/V, 18.22-32.50% V/V and 5.17-5.87% V/V, respectively. 6. Pyrolysis is a useful disposal method in case of waste slipper, which was hardly combustible, and thus investigations of this kind of materials are required for effective management of industrial waste. 7. Based upon the possible market development for products, overall pyroly economics to take account of treatment values of noncombustible or hazardous materials should be evaluated.

• 한국연소학회지
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• 제15권3호
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• pp.48-56
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• 2010

Performances of power generation engine were investigated with syngas from RPF. A stoker type, multi-staged pyrolysis-gasification system, was employed for syngas generation and the syngas was refined with the sequential cleaning processes composed of a gas cooler, a bag filter and a wet scrubber. 20 kWe commercial syngas power generation engine was adopted to burn the cleaned syngas which is mainly composed of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane. The performance of the engine was tested with various syngas compositions and the results were compared to LNG case. Electric power output, exhaust gas temperature, and emission characteristics were measured, and the efficiency of engine generation was investigated as a function of load of power generation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.496-523
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• 2018

본 연구의 목표는 톱밥의 건조, 급속열분해, 바이오오일 응축, 바이오오일 수첨개질, 전기생산, 폐수처리를 포함하는 2개의 바이오오일 생산공정들에 대한 경제적 타당성을 평가하는 것이다. 첫번째 공정은 수소생산을 위한 steam-methane reforming (SMR)을 포함하는 바이오오일 생산공정이다(Case 1). 두번째 공정은 SMR을 포함하지 않고 수소를 외부로부터 공급받아 수첨개질을 수행하는 바이오오일 생산공정이다(Case 2). 상용공정모사기인 ASPEN Plus를 이용하여 이두 공정에 대한 공정흐름도를 구축하였고, 물질 및 에너지 수지식을 계산하였다. 원료로서 40%의 수분을 포함하는 톱밥 100 t/d, 30% 자기자본비율, 자기자본에 상응하는 자본지출, 수소 구입가 $1,050/ton, 완전건조된 원료대비 수송용 연료 수율 20% (Case 1) 및 25% (Case 2) 로 가정하고, 4단계 경제성 분석기법인 4-level EP를 사용하여 기술경제성 분석을 수행하였다. 총투자비(TCI), 총생산비(TPC), 연간판매금액(ASR), 그리고 개질 바이오오일의 최소판매가격(MFSP)은 Case 1에 대하여 $22.2 million, $3.98 million/yr, $4.64 million/yr, 그리고 $1.56/l 이고, Case 2에 대하여 $16.1 million, $5.20 million/yr, $5.55 million/yr, $1.18/l로 산출되었다. 수소를 직접 생산하는 Case 1과 수소를 외부로 부터 공급받는 Case 2의 투자회수율(ROI)와 투자회수기간(PBP)은 큰 차이를 보여주지 않았고, Case 1과 Case 2의 원료 공급량을 1,500 t/d로 증가할 경우, ROI는 15% 이상으로 향상될 것으로 예상되었다.

• 전기화학회지
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• 제6권1호
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• pp.6-12
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• 2003

메탄의 플라즈마 열분해 방법에 의해 제조된 카본블랙을 $2\times10^{-2}torr$진공상태에서 $800,\;1300,\;2100^{\circ}C$의 온도로 열처리하여 원시료를 포함하여 물리적$\cdot$화학적 특성이 다른 4개의 시료를 준비하였다. 이 시료들을 리튬이차전지 양극 활물질인 $LiCoO_2$의 도전재로 사용하여 $Li/LiCoO_2$ 반쪽전지를 구성하고 변화된 도전재의 특성에 따른 셀의 전기화학적 특성 차이를 조사하였다 시료를 열처리하였을 때 표면화학그룹이 제거되고 전도도가 높아지면서 도전재로 사용하였을 때 사이클 특성 및 초기 방전용량이 향상되었다. 그러나, $2100^{\circ}C$에서 열처리한 시료를 도전재로 사용한 경우에는 사이클 특성 및 rate capability가 저하되는 것으로 나타났다. 이것은 플라즈마 블랙의 열처리에 의한 구조 변화에 따른 전극 내 분산 특성의 변화가 전도도 특성과 복합적으로 작용하여 제작한 셀의 전기화학적 특성에 영향을 미치기 때문으로 사료된다 열처리 온도가 높아질수록 카본블랙 표면의 관능기가 제거되면서 플라즈마 블랙의 전도도가 증가하였으나, 흑연화의 진행으로 나타난 agglomeration의 증가가 전극 내 분산 특성을 저하시키는 것으로 사료된다 그 결과 $800^{\circ}C$에서 열처리한 시료의 사이클 특성이 가장 우수하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.123-128
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• 2002

이중동축류 버너를 사용하여 에틸렌/프로판 및 에틸렌/메탄 혼합 연료의 매연생성 상승효과와 관련된 매연생성 메커니즘을 이해하기 위한 실험을 수행하였다. 매연체적분율, 광산란신호 및 PAH 형광신호를 측정한 결과 다음을 알 수 있었다. 에틸렌/프로판 혼합연료에서 연료공급 위치의 변화에 따른 매연생성특성의 변화는 대부분 synergistic 효과와 관련되는 것임을 알 수 있었다. 그러나 에틸렌/메탄 혼합연료의 경우 연료공급의 위치변화가 매연생성에 크게 영향을 주지 않았다. PAH 분포는 synergistic 효과에 의한 매연 생성 특성의 변화와 일관성이 없는 것이 관찰되었다. 따라서 synergistic 효과에 대한 PAH의 역할에 대한 이해가 필요함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제27권7호
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• pp.392-397
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• 2017

Fluorine-doped tin oxide (FTO) coated NiCrAl alloy foam is fabricated using ultrasonic spray pyrolysis deposition (USPD). To confirm the influence of the FTO layer on the NiCrAl alloy foam, we investigated the structural, chemical, and morphological properties and chemical resistance by using USPD to adjust the FTO coating time (12, 18, and 24 min). As a result, when an FTO layer was coated for 24 min on NiCrAl alloy foam, it was found to have an enhanced chemical resistance compared to those of the other samples. This improvement in the chemical resistance of using USPD NiAlCr alloy foam can be the result of the existence of an FTO layer, which can act as a protection layer between the NiAlCr alloy foam and the electrolyte and also the result of the increased thickness of the FTO layer, which enhances the diffusion length of the metal ion.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-39
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• 2017

현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.

• 에너지공학
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• 제19권4호
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• pp.240-245
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• 2010

화석연료는 사용 후 재생이 불가능하고 매장량이 한정되어 있으며, 연소 시 발생되는 각종 공해물질로 인해 환경문제를 야기하고 있다. 이러한 맥락에서 차세대 청정대체에너지로서 주목을 받고 있는 것이 바로 수소에너지이다. 현재 가장 경제성이 있는 수소제조방법으로 알려진 천연가스 Steam Reformig(SRM)은 천연가스의 매장량 한계성으로 인해 그 제조비용이 높아지고 있어, 바이오매스 및 유기성 폐기물의 가스화를 통한 수소생산방법이 자원의 재순환, 페기물 처리, 열원의 이용, 직접적인 $CO_2$ 삭감 등의 부수적인 효과가 높아 경제성 있는 수소제조법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 잠재적으로 고갈 염려가 있는 화석연료를 대체하고, 화석연료의 연소 시 발생되는 환경문제를 해결하고자 열분해로와 고온개질기로 구성된 Pilot-scale Two Stage Gasifier를 개발하고, 본 장치 내에서의 biomass의 가스화 특성을 평가하고자 한다. 열분 해로에서의 가스화 실험 결과, 열분해로의 전환율은 약 70%로 나타났으며, $H_2$, $CH_4$, CO, $CO_2$의 평균 생성량은 각각 16.7, 11.3, 37.2, 26.6 L/mim의 결과를 보였다. 고온개질기로부터의 생성가스 수율의 결과로부터, 고온개질기에 적용된 $1100^{\circ}C$의 초고온에서의 개질 반응에 의해 $CH_4$의 대부분이 환원됨을 확인할 수 있었다. 본 연구로부터 개발된 장치의 냉가스 효율은 53.2%로 비교적 높은 결과가 얻어졌으며, 수소에 대한 평균 생성량은 55.4 L/min의 결과를 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.386-401
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• 2011

Mathematical models for various steps in coal gasification reactions were developed and applied to investigate the effects of operation parameters on dynamic behavior of gasification process. Chemical reactions considered in these models were pyrolysis, volatile combustion, water shift reaction, steam-methane reformation, and char gasification. Kinetics of heterogeneous reactions between char and gaseous agents was based on Random pore model. Momentum balance and Stokes' law were used to estimate the residence time of solid particles (char) in an up-flow reactor. The effects of operation parameters on syngas composition, reaction temperature, carbon conversion were verified. Parameters considered here for this purpose were $O_2$-to-coal mass ratio, pressure of reactor, composition of coal, diameter of char particle. On the basis of these parametric studies some quantitative parameter-response relationships were established from both dynamic and steady-state point of view. Without depending on steady state approximation, the present model can describe both transient and long-time limit behavior of the gasification system and accordingly serve as a proto-type dynamic simulator of coal gasification process. Incorporation of heat transfer through heterogenous boundaries, slag formation and steam generation is under progress and additional refinement of mathematical models to reflect the actual design of commercial gasifiers will be made in the near futureK.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.614-619
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• 2005

[ $CO_2$ ]와 $CH_4$의 혼합가스로부터 $CO_2$를 선택적으로 분리, 회수하기 위하여 비표면적과 기공구조가 다른 일련의 활성탄소섬유에 벤젠을 CVD하여 기공 크기를 조절하였다. 벤젠 증착 온도 및 증착 시간을 변화시켜 제조한 ACF 분자체의 흡착 선택도를 $CO_2$와 $CH_4$의 흡착을 통해 측정하였으며, 그 기공구조를 질소흡착에 의한 흡착등온선으로부터 조사하였다. 열분해로 생성된 탄소는 활성탄소 섬유의 기공 크기를 크게 변화시켰으며, 벤젠 CVD에 의해 제조된 ACF 분자체는 $CH_4$의 흡착량을 크게 감소시키며 $CO_2$에 대해 우수한 흡착선택도를 보여주었다.