• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.850-859
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• 2012

목질계 바이오매스의 가스화 및 열분해 공정에서 탈휘발 과정은 매우 중요한 메커니즘 중의 하나이며, 공정 설계 시 반드시 반영되어야 한다. 바이오매스 입자의 탈휘발에 대한 많은 경험식이 존재하지만, 다양한 특성의 바이오매스를 특정 실험조건에서 도출한 경험식에 의존하기는 힘들다. 본 연구는 유동층 가스화 분위기에서의 바이오매스 단일 입자의 탈휘발 과정을 수학적 모델을 통하여 예측하였다. 모델은 다양한 형태의 입자를 구형태로 변환한 뒤, 입자 내부의 drying, shrinkage, heat generation을 고려하여 1차원으로 해석하였다. 또한 탈휘발 과정에 영향을 주는 입자의 크기, 반응온도, 초기 수분함량, 열전달 계수, 반응모델 등 다양한 변수에 대한 변화를 관찰하였다. 탈휘발 완료시간은 입자의 크기가 커질수록, 초기 수분함량이 높을수록 증가하였으며, 반응온도가 높을수록 선형적으로 감소하였다. 또한 외부 열전달 계수가 300 $W/m^2K$ 이상일 경우 큰 변화는 나타나지 않았지만, 입자의 크기가 작을수록 외부 열전달 계수의 영향은 크게 나타났다. 모델 예측값과 문헌의 실험값은 대체로 비슷한 경향을 나타내었으며, 오차 ${\pm}10%$ 이내로 근접하였다.

• 한국습지학회지
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• 제20권2호
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• pp.145-154
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• 2018

본 연구에서는 포장도로에서 발생되는 강우유출수 처리를 위하여 파일럿 규모의 우드칩 충진 수직흐름형 습지를 이용하여 처리시험을 수행하였다. 각 습지는 전처리 목적의 침강지와 우드칩이 전체용적의 25%, 50%, 75%가 충진된 습지로 구성되어 있다. 입도분석 결과 강우유출수에 함유된 입자의 크기는 0.52-30um 크기가 주종을 이루고 있으며 24시간 침강 후에 20um 이상의 입자는 대부분 제거되었다. 또한 20um 보다 작은 크기의 입자는 건기시 수행되는 내부순환에 의해 여과 및 부착 등의 기작에 의해 상당부분 제거되었으나 전체적인 입자의 양은 우드칩의 연화과정에서 탈리되는 입자들에 의해 증가하는 것으로 밝혀졌다. 우드칩으로 부터 입자탈리는 초기 75일 동안에 걸쳐 발생하였으며 발생된 우드칩 입자의 농도(밀도)는 충진율이 증가할수록 증가하였다. 본 논문에서는 우드칩 탈리과정을 설명할 수 있는 1차 반응속도 모델을 제안하였으며 우드칩 탈리에 영향을 미치는 주요 수질인자 및 운전조건과의 관계를 분석한 결과 수질인자 중에는 수온, 용존산소, pH 등이 주요 영향인자로 파악되었으며 운전조건으로는 습지내부 운전수위 및 선행건기일수도 탈리속도를 결정하는 주요 변수로 분석되었다.

• 한국조경학회지
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• 제25권2호
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• pp.54-61
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• 1997

This study has conducted to analyze the crelationship among soil properties and to investigate how they affect soil physical characteristics and plant growth. The experiment of woody plant growth was conducted as follows : Type I was the original soil. Type II, the soil particles smaller than 20${\mu}{\textrm}{m}$ was removed from the original soil. Type III, the soil particles is smaller than 75${\mu}{\textrm}{m}$ was removed from original soil. Wisteria floribunda A.P.DC and Celtis sinensisi Pers. were used for plant growth measurement. 1. Soil type II. the closest to Fuller's curved line, showed high dry bulk density and low in soil pores and saturated hydraulic conductivities. This created poor soil aeration and limited space for the root to growth. When the root did not have sufficient space to grow, there was a lot of physical stress, which hindered the root growth. 2. Soil typeIII was high saturated hydraulic conductivity and a lot of soil pores larger than 10 ${\mu}{\textrm}{m}$. As a result, there were more available spaces for root to spread. It was considered that there was less physical stress for root growth. Therefore, soil typeIII showed significantly greater root growth. 3. Because soil type III has less small particles and saturated hydraulic conductivity was high, and water infiltrates rapidly into the underground when there was rainfall or irrigation. The soil typeIII becomes much stronger soil mechanically due to the less small particles. Therefore, soil typeIII was a suitable material for applying on planting sites where soil compaction is expected.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권6호
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• pp.445-453
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• 2012

본 연구에서는 백합나무의 급속 열분해 공정에서 시료의 입자크기 및 함수율 조건이 열분해 산물(가스, 바이오오일, 바이오촤)의 수율과 물리 화학적 특성에 미치는 영향을 구명하였다. 시료의 함수율이 낮을수록 바이오오일의 수율은 증가하였으며 시료의 입자 크기는 수율 변화에 큰 영향을 미치지 않았다. 각 조건별로 생성된 바이오오일은 20~30%의 수분 함량과 pH 2.2~2.4, 발열량 16.6~18.5 MJ/kg의 수준을 나타내었으며 바이오오일 내 수분 함량은 높은 함수율 시료 조건에서 증가하는 것을 확인하였다. 바이오촤의 경우 80% 이상이 탄소로 이루어져있으며 발열량은 26.2~30.1 MJ/kg 수준으로 측정되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.874-882
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• 2019

본 연구에서는, Lab-scale 기포 유동층 가스화기(직경 : 0.11 m, 높이 : 0.42 m)에서 미이용 산림 바이오매스 4종과 폐목재 1종의 가스화 특성을 살펴보았다. 실험은 온도와 연료 주입량을 각각 $800^{\circ}C$, 1 kg/h로 고정하고, ER 0.15-0.3, 가스 유속 $2.5-5U_0/U_{mf}$으로 변화시키면서 진행했다. 층 물질로는 silica sand와 olivine을 사용하였다. 생성 가스의 조성은 NDIR 분석기와 GC를 통해 분석하였으며, 분석 결과 평균적으로 $H_2$ 3~4 vol%, CO 15~16 vol%, $CH_4$ 4 vol%, $CO_2$ 18~19 vol.%으로 미이용 산림바이오매스와 폐목재 모두 비슷한 조성을 보였으며, 생성 가스의 평균 저위발열량은 $1193{\sim}1301kcal/Nm^3$을, 고위발열량은 $1262{\sim}1377kcal/Nm^3$을 나타내었다. 또한, 타르 저감 효과를 알아보고자 층 물질로 olivine을 사용 시 silica sand에 비해 생성 가스 내 C2 이상 성분이 대부분 감소하였고, $H_2$ 함량이 증가하여 타르의 cracking 반응이 생겼음을 확인하였다. 비응축성 타르는 72% ($1.24{\rightarrow}0.35g/Nm^3$), 응축성 타르는 27% ($4.4{\rightarrow}3.2g/Nm^3$) 가량 감소하는 효과를 확인하였다.

• 한국균학회지
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• 제36권1호
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• pp.45-50
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• 2008

잣버섯 균사체의 액체배양을 촉진하기 위해 소나무 목분의 첨가배양 조건을 구명하고자 하였다. 소나무의 여러 부위 중 목부의 목분에서 균사체 생장이 양호한 것으로 조사되었다. 목분을 액체 배양에 첨가하기 위한 전처리로서는 알카리 처리 조건에서 균사체 생장이 우수하였으나, 전처리를 하지 않아도 균사체 배양 촉진에 효과가 있는 것으로 나타났다. 액체배양 배지에 적정한 목분의 분말도 $200\;{\mu}m$ 이하로 낮을수록, 목분의 첨가 농도는 0.5%(w/v)로 또한 배지내의 탄소원인 glucose 농도는 10 g/l로 하는 조건에서 균사체 생장 촉진 효과가 큰 것으로 나타났다. 이러한 배양 조건에서 표고버섯 균사체를 배양한 결과도 균사배양 촉진 결과가 우수하여 액체배지에 목분 첨가에 의한 다른 목재부후균의 균사체 배양 촉진에도 효과가 있을 것으로 추정된다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.71-82
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• 2012

국내에서 퇴비화 첨가제로 주로 사용되는 재료로는 톱밥과 목편(woodchip)으로서, 이들 첨가제는 주로 적정 수분함량 및 C/N비의 조절에 주안점을 주고 사용되고 있다. 하지만 톱밥과 목편(woodchip)은 서로 상이한 물리적 특성을 나타내고 있으며, 첨가제의 공기투과성에 대한 연구는 활발히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 퇴비화 첨가제로 주로 사용되고 있는 톱밥과 목편(woodchip)의 혼합비율에 따라 용적 밀도, 수분함량, 공기공극, 입자크기, 공기유속 등이 공기투과성에 미치는 영향을 파악하였다. 모든 첨가제에서 수분함량이 증가함에 따라 공기공극율은 감소하고 입자크기는 증가하였으며, 특히 목편의 혼합비율이 높아짐에 따라 이러한 효과는 더욱 증대되는 경향을 나타내었다. 공기공극율과 수분함량은 선형의 관계로서 공기투과성에 미치는 영향은 매우 유사하게 나타났다. 건조수분함량 0.25~0.43(d.b.)(습윤수분함량으로는 20~30%) 이후의 구간에서는 공기공극율이 낮아짐에도 불구하고 압력손실이 감소함으로써 공기투과성이 개선되는 현상을 보이고 있다. 특히 입자크기가 5 mm로 커질 때까지 압력손실은 지수적으로 감소하여 공기투과성이 현저히 개선되고 있다. 이는 수분함량 증가에 따라 미세입자가 입단화됨으로써 대공극이 증가하고 이에 따라 공기이동성이 원활해 졌기 때문으로 여겨진다. 따라서 첨가제의 입자크기가 공기공극율이나 수분함량에 비하여 공기투과성에 미치는 영향이 매우 높았으며, 퇴비화시에는 초기 입자크기를 5 mm 이상으로 조절하는 것이 적합하다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제39권1호
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• pp.17-29
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• 2016

We conducted the study on the relationship between the distribution of coastal sand dune plants and edaphic factors from the shoreline to inland in sand dune ecosystem. The application of TWINSPAN classification based on 10 species, led to the recognition of three vegetative groups (A-C), which associated with their habitats (foredune, hummuck in semistable zone and stable zone). The associations were separated along soil gradient far from the seashore. The relationships between species composition and environmental gradients were explained by canonical correspondence analysis (CCA). Distance from the shoreline was an important indicator to determine soil properties (pH, total ion contents, sand particle sizes, organic matters and nitrogen contents) from the seaward area to inland area and distribution pattern of coastal sand dune plants. Group A is foredune zone, characterized by Calystegia soldanella; group included typical foredune species such as Elymus mollis, Carex kobomugi, Ixeris repens, C. soldanella and Glehnia littoralis. Group B on semi-stabilized zone was characterized by Vitex rotundifolia, a perennial woody shrub. This group was associated the proportion of fine sand size (100 to 250 μm). The results on the proportion of soil particle size showed a transition in sand composition, particularly with respect to the proportion of fine sand size that occurred from the foredune ridge at 32.5 m to the Vitex rotundifolia community at 57.5 m from the shoreline. Group C on stabilized zone was characterized by Zoysia macrostachya, Lathyrus japonicus and Cynodon dactylon and were associated soil organic matter and nitrogen contents. The spatial distribution of plants in the Goraebul coastal sand dune system may result from the interactions between the plant species and environmental heterogeneity.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.783-791
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• 2015

바이오매스 가스화 공정을 위하여 내경이 0.1 m이고 높이가 1.2 m인 유동층 반응기에서 수증기 및 촉매의 첨가가 프로듀서가스(Producer gas)에 미치는 영향을 파악하였다. 가스화 장치는 유동층 반응기, 연료공급 장치, 사이클론, 2개의 냉각기, 수증기 발생장치 및 가스분석기로 구성하였다. 층물질 및 촉매물질로 평균입자크기 $380{\mu}m$의 비구형 silica sand 와 평균입자 $356{\mu}m$ 크기의 소성된 백운석을 사용하였다. 사용된 바이오매스는 국산 우드펠릿(Korea woody pellet) 및 동남아 팜 부산물인 EFB(empty fruit bunch)를 펠릿 형태로 가공하여 사용하였다. 실험 고정 변수로는 연료공급량 50 g/min(EFB), 38 g/min(KWP) 반응 온도 $800^{\circ}C$, ER(equivalence ratio) 0.25로 설정하였다. 조업 변수로 촉매인 소성된 백운석을 층물질 0~100 wt%의 혼합비로 사용하였다. 가스화매체로 공기 또는 Air-Steam을 사용하였다. 이때 수증기 첨가량은 SBR(steam to biomass ratio) 기준 0.3으로 하였다. 생성된 가스의 조성, 타르(Tar) 및 저위발열량을 측정하였다. 실험의 결과로 소성된 백운석은 모든 실험조건에서 프로듀서가스 타르의 함량을 감소시키며 최대 67.3 wt%의 감소율을 보였다. 저위발열량은 공기가스화에서 소성된 백운석 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 하지만 Air-steam 가스화에서 저위발열량은 변화가 적거나 오히려 소폭 증가한 경향을 보였다.