• 펄프종이기술
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• 제44권4호
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• pp.32-42
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• 2012

Wood biomass including forest residues, waste wood, and construction residuals has been widely generated in Korea, but forest biomass from the National Forest Management Operation Project plays a big role in generating wood biomass. Unfortunately the promotion policy of woody energy organized by the Forest Service in Korea concentrates more on demand creation rather than on supply expansion. Therefore, in order to utilize insufficient wood resources effectively, it is greatly required to develop uses for maximizing their added value. In particular, more attention to the use of the second generation biomass has been paid in foreign countries because there is a threshold that the first generation biomass cannot produce enough biofuel without threatening food supplies and biodiversity. In Korea, wood pellets are regarded as the alternative clean fuels to oils and coals that emit green house gases into the atmosphere. However, using wood as pellet raw materials can not be an economic way because the value of wood disappears right after burning in the boiler in spite of its contribution to the decrease of carbon emission. Differently from wood pellets, kraft pulping process using woody biomass produces black liquor as a by-product which can be used to generate electricity, bioenergy and biochemicals through gasification. Thus, it can be more economical to make a torrefaction of lignocellulosic biomass such as low-quality wood and agricultural leftovers as raw materials of pellets.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제16권4호
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• pp.3-9
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• 1988

Infrared (IR) spectroscopic techniques for the analysis of wood samples and the absorbance spectra of solid woods were presented. KBr pellets were prepared by throughly mixing approximately 300 mg of dried KBr and 1 mg of finely milled wood powder extracted with ethanol-cyclohexane previously. This mixture was made into a transparent disc by means of a pellet-making die (10 ton/$cm^2$ for 10 min). This IR techniques were applied for the analysis of archaeological wood samples. The most notable difference in the IR spectra between the recent and the archaeological waterlogged woods is that the absorption band centered at $1,730cm^{-1}$ was significantly diminished in the waterlogged ones. Total loss of absorption in $1,730cm^{-1}$ might be mainly due to the result of hemicellulose degradation. Another feature indicated by IR spectral comparision are that the degraded waterlogged wood samples showed 1) the increased intensity of the 1,600, 1,500 and $1,270cm^{-1}$ due to the residual lignin and the increased intensity at 1,470 and $1,425cm^{-1}$ due to the degradation of hemicellulose and 2) to the emergence of single band around $1,050cm^{-1}$ instead of three bands at 1,110, 1,060 and $1,040cm^{-1}$ in recent wood due to the degradation of cellulose crystalline. It was revealed from the IR examinations that the first change of wood in the waterlogged situation was the lysis of hemicellulose and the second the lysis of cellulose. It was also suggested that IR spectroscopy could serve a fast method for the investigation on the chemical characteristics of archaeological wood samples.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권2호
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• pp.77-86
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• 2017

Globally, use of affordable fuels such as briquettes, woods and wood pellets has increased. Organic pollutants emitted from non-point sources using solid fuels may have contributed to air pollution in urban environment. In this study, we utilized simulated incinerator proposed by U.S. EPA and investigated concentrations of PM, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, OC/EC, CO, $SO_x$, $NO_x$, VOCs and PAHs emitted while cooking meat and fish using briquettes, woods and wood pellets, and developed emission factors. As a result, wood combustion produced more air pollutants than the others. Particulate matter emission factors for woods and wood pellets were 13.54 g/kg and 9.15 g/kg, respectively. Total VOCs emission factors for briquettes, woods and wood pellets were 36.12mg/kg, 46.13mg/kg and 18.26mg/kg, respectively. Additionally, total PAHs emission factors for briquette, woods and wood pellets were 0.44 mg/kg, 18.84mg/kg and 101.62mg/kg, respectively.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.80-89
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• 2017

하수슬러지 고형연료 및 우드펠렛의 전소 및 혼소 실험을 위해 내경 0.1 m, 높이가 1.2 m인 기포 유동층 반응기를 적용하였으며, 장치는 유동층 반응기, 연료 공급장치, 사이클론, 냉각기, 그리고 가스분석기로 구성되었다. 층 물질의 평균입자크기는 $460{\mu}m$이며, 최소 유동화 속도는 $0.21ms^{-1}$이다. 실험에 사용된 연료는 국내산 하수슬러지 고형연료 및 캐나다산 우드펠렛을 적용하였으며, 우드펠렛 기준 혼합율 20, 50, 80%로 고위발열량을 기준으로 산정하였다. 실험 고정변수는 당량비 1.65, 산화제 $100Lmin^{-1}$, 반응기 온도 $800^{\circ}C$, 유동화수 4로 설정하였다. TGA 분석 결과, 하수슬러지의 고형 연료의 연소성이 우드펠렛이 비해 상대적으로 좋지 않았다. 연소시 반응기 온도는 $800{\sim}900^{\circ}C$ 사이로 유지되었으며, 유동층 반응기에서 하수 슬러지 고형연료의 낮은 연소성으로 인해 CO가 상대적으로 높게 측정되었다. 뿐만 아니라 $NO_X$와 $SO_X$는 하수슬러지 고형연료 내의 질소함량으로 인해 우드펠렛에 비해 높게 측정되었으며, 혼소율이 증가될수록 CO, $NO_X$, 그리고 $SO_X$의 배출이 감소하였다. 혼소에 따른 회분의 거동 및 퇴적 경향에서 모든 조건에 대해 슬래깅/파일링의 가능성이 높은 것으로 분석되었다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.323-331
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• 2018

실험실 규모 기포 유동층 반응기를 이용한 하수 슬러지와 석탄 및 우드 펠렛의 혼소 실험 및 회분 분석을 통한 슬래깅 성향을 살펴보았다. 연료는 일반 건조 및 수열탄화를 통해 제작된 하수 슬러지와 아역청탄, 우드 펠렛이 적용되었다. 연소 실험은 당량비 및 산화제 유량, 초기 온도를 고정하고 2종의 하수 슬러지 연료와 석탄 또는 우드 펠렛을 발열량 기준 50 : 50 비율로 혼합한 총 4개의 조건에 대해 반응기 온도 및 배가스 조성을 측정하였다. 배가스 중 $NO_x$는 모든 조건에서 대부분 NO의 형태로 400 ~ 600 ppm 범위에서 측정되었다. $SO_2$는 원료 내 황 함량을 고려하면 하수 슬러지의 투입량이 큰 영향을 미쳤을 것으로 예상되는 가운데 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 다소 낮은 경향을 보였다. 비산 회분 조성 분석 결과 하수 슬러지 연료가 슬래깅/파울링 가능성을 높일 것으로 생각되며, 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 상대적으로 양호한 결과를 보일 것으로 예상되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제27권2호
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• pp.109-122
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• 2018

This study was conducted to investigate the removal characteristics of heavy metals and sulfate ion from acid mine drainage by porous zeolite-slag ceramics (ZS ceramics) that was prepared by adding wood flour as pore-foaming agent while calcining the mixtures of natural zeolite and converter slag. The batch test showed that the removal efficiency of heavy metals by pellet-type porous ZS ceramics increased as the particle size of wood flour was decreased and as the weight mixing ratio of wood flour to ZS ceramics was increased. The optimal particle size and weight mixing ratio of wood flour were measured to be $75{\mu}m$ and 7~10%, respectively. The removal test with the porous ZS ceramics prepared in these optimal condition showed very high removal efficiencies: more than 98.4% for all heavy metals and 73.9% for sulfate ion. Relative to nonporous ZS ceramics, the increment of removal efficiency of heavy metals by porous ZS ceramics with $75{\mu}m$ and 10% wood flour was 5.8%, 60.5%, 36.9%, 87.7%, 10.3%, and 57.4% for Al, Cd, Cu, Mn, Pb, and Zn, respectively. The mechanism analysis of removal by the porous ZS ceramics suggested that the heavy metals and sulfate ion from acid mine drainage are eliminated by multiple reactions such as adsorption and/or ion exchange as well as precipitation and/or co-precipitation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.80-86
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• 2024

본 연구는 고체 바이오연료 생산용 원료로서 유채대의 상용화 가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 대형 플라스틱통에 넣은 유채대를 1% 농도의 초산 수용액에 침지하여 단리된 환원당의 함량을 분석한 결과, glucose의 함량이 가장 높았으며, 다음으로 xylose, galactose, arabinose, mannose 순으로 조사되었다. 파일럿 규모의 평다이 펠릿성형기를 이용하여 무침지 및 침지 유채대로 연료용 펠릿으로 제조하였다. 펠릿의 겉보기밀도와 발열량은 침지처리 및 목분의 혼합과 함께 증가하였으며, 이 측정치는 International Organization for Standardization(ISO)의 비목재펠릿 A 등급 기준을 크게 상회하였다. 회분 함량도 침지처리와 함께 감소하여 ISO의 A등급 기준을 만족하였다. 펠릿 내구성의 경우, 유채대의 침지처리로 증가하였으며, 펠릿 제조에 목분의 첨가와 함께 향상되었다. 그러나 그 측정치는 ISO의 B등급 기준(≧96.0%)에 미치지 못하였다. 따라서 초산 수용액 침지 유채대로 생산할 비목재 펠릿의 상용화를 위하여 내구성 향상을 위한 바인더의 사용이 필요하다는 결론을 얻었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.258-264
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• 2023

지속가능한 바이오에너지 이용을 위해서는 국내 바이오매스 이용 확대와 지속가능성 증대가 필수적인데, 국내 관련 체계는 아직 미비한 상황이다. 이에 바이오 연료에 대한 지속가능성 평가를 위한 앞선 체계가 마련되어 있는 EU의 RED-II 방법론을 활용하여 국내 농업 잔재물 바이오매스인 케나프(Hibiscus cannabinus L.) 줄기 펠릿을 이용한 바이오매스 발전의 전과정 온실가스 배출량을 이론적으로 산정하였다. 케나프 잔재물 펠릿의 생산경로에 대해 EU 공동연구센터(Joint Research Center)의 배출계수를 이용하여 잔재물 수집, 운송, 펠릿 연료화까지의 전과정 온실가스 배출량을 산정한 결과, 배출량은 3.0 gCO₂eq/MJ로 나타났고 이를 25% 발전효율로 연소하여 전력을 생산하는 경우 전과정 온실가스 배출량은 11.9 gCO₂eq/MJ로 산출되었다. 이는 전력배출계수로 환산하면 42.8 kgCO₂eq/MWh로, 국내 전력배출계수 443.4 kgCO₂eq/MWh와 비교하면 90.3%의 온실가스 배출량 감축을 달성할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 수입 목재펠릿과 비교하는 경우 최소 59.6%의 온실가스 배출 감축이 가능하여, 국내 발생 잔재물 바이오매스를 바이오에너지 생산에 이용하는 경우 기존 수입 목재펠릿에 비하여 높은 수준의 온실가스 배출 감축 달성이 가능함을 확인하였다. 이는 국내 바이오에너지의 전과정온실가스 배출량평가 체계 마련을위한 기초자료로 활용될 수있을 것으로기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.757-767
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• 2015

본 연구는 신갈나무, 소나무, 낙엽송 목분을 이용하여 flat-die pelletizer로 제조한 목재펠릿의 연료적 특성에 대한 목분 함수율 및 크기의 영향을 조사하기 위하여 수행하였다. 각 수종별 화학적 조성을 조사한 결과, 회분 함량은 신갈나무에서, 리그닌 함량은 소나무와 낙엽송에서 높은 것으로 조사되었다. 각 목재펠릿의 연료적 특성은 펠릿 함수율의 경우 소나무에서 가장 낮았으며, 겉보기밀도는 낙엽송, 소나무, 신갈나무 순으로, 내구성은 낙엽송, 신갈나무, 소나무 순이었다. 각 수종별 목분 함수율에 따른 목재펠릿 함수율, 겉보기밀도, 내구성을 측정한 결과, 목분 함수율이 증가함에 따라 모든 수종의 목재펠릿 함수율과 내구성은 증가하였으며, 신갈나무와 낙엽송 펠릿의 겉보기밀도는 감소하였다. 각 수종별 목분 크기에 따른 목재펠릿 함수율, 겉보기밀도, 내구성을 측정한 결과, 목분 크기가 감소함에 따라 낙엽송 펠릿의 함수율과 겉보기밀도 그리고 신갈나무 펠릿의 겉보기밀도는 증가하였다. 한편, 목분 크기의 감소는 신갈나무, 소나무, 낙엽송 펠릿의 내구성 증가에 기여하였다. 각 목분 함수율별 신갈나무, 소나무, 낙엽송 펠릿의 함수율, 겉보기밀도, 내구성에 목분 크기가 미치는 영향을 분석한 결과, 12% 함수율 목분으로 제조한 신갈나무 펠릿의 겉보기밀도와 내구성은 목분 크기가 감소함에 따라 증가하였다. 한편 대조구로 사용된 낙엽송 펠릿의 내구성은 10% 및 12%의 목분 함수율 조건에서 목분 크기에 따른 차이는 없었으나, 8% 목분 함수율 조건에서 목분 크기의 감소와 함께 내구성이 증가하였다. 제조된 목재펠릿의 연료적 특성과 경제적인 측면을 고려한 최적 목분 함수율 및 크기는 신갈나무의 경우 10%와 2 mesh 그리고 소나무의 경우 12%와 2 mesh라는 결론을 얻었으며, 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 모든 연료적 특성은 국립산림과학원 목재펠릿 품질규격 1등급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권4호
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• pp.426-434
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• 2009

본 연구는 우드칩과 우드펠릿의 전과정평가에 의한 각 공정별 비용 정보를 취합하여 최적 공정을 도출하고, 생산자 입장에서의 이윤과 소비자 입장에서의 효율성을 비교하고자 수행되었다. 비용은 기회비용에 준거하여 적용하였다. 분석 결과, 우드칩이 우드펠릿보다 생산비용이 저렴했고, 우드칩 생산비용이 가장 저렴한 공정은 현장에서 파쇄하여 소비처로 판매하는 공정으로 나타났다. 우드펠릿의 경우에는 현장에서 수집한 산물을 펠릿공장으로 운송하여 펠릿타이징하는 공정의 생산비용이 가장 낮게 나타났다. 판매수입에서 비용을 뺀 이윤은 우드칩이 우드펠릿보다 약간 더 높게 나타났다. 가격 대비 동일한 발열량을 얻기 위한 조건은 우드펠릿의 가격이 우드칩의 그것보다 약 1.27배일 때이다. 현실적으로 우드칩은 생산자 입장에서의 파쇄 현장이 분산됨에 따른 파쇄기 이동비용의 증가, 그리고 현장 주변에 소비처가 없음에 따른 저장비용의 증가 가능성이 높을 뿐만 아니라 이용자 입장에서의 부피가 큰 연료 저장 시설, 연료 보충에 따른 추가적인 노동 발생, 우드펠릿보다 더 많은 양의 재 발생으로 인한 잦은 처리, 우드칩의 자체 습기로 인한 하절기 부패의 가능성, 동절기 결빙 등의 불편함이 있다.