• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.58-65
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• 2017

유동층가스화기는 경제적으로 기술적으로 입증된 기술로서 가장 상용화에 가까운 가능성을 보여주고 있다. 그러나 한국에서는 설계, 현장문제 해결뿐 아니라 파일럿 규모의 설비 운전 등이 부족하여 상용화에 이르지 못하고 있다. 본 연구에서는 바이오매스의 가스화를 위하여 3 MWth 급 순환유동층(CFB) 반응기를 개발하여 운전하였다. 유동층반응기는 순환유동층 반응기와 기포유동층 반응기로 구성되었으며 타르와 산성가스를 제거하기 위하여 세라믹필터, 급속냉각, 습식스크러버를 사용하였다. 3MWth 급 바이오매스 가스화기의 최적 운전조건을 도출하기 위하여 equivalence ratio에 따른 영향을 조사하였다

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.699-706
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• 2022

Recently, hydrogen production is attracting attention. In this study, a process simulation was conducted on the gasification reaction to produce hydrogen using rice husks, which are produced as by-products of rice. For this purpose, Chuchung, Odae, and Dongjin rice, which are rice varieties produced in Korea, were compared with the literature. The Korean rice contained more hydrogen and less oxygen compared to the literature. As a result of the simulation, large amounts of H₂ and CH₄ and small amounts of CO₂ and CO were produced accordingly. The conditions to maximize hydrogen production were a gasification reaction temperature of 700℃ and an Steam-to-Biomass (S/B) ratio of 0.4-0.6. However, because the S/B ratio is related to the gasification catalyst degradation, the model needs to be improved through additional experiments in the future. This study showed the possibility of hydrogen production using Korean rice husks, which had not been reported.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.506-512
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• 2013

바이오매스 및 저등급 석탄인 갈탄은 잠재력이 큰 에너지원으로 이들을 가스화하여 합성가스를 얻으면 발전을 하거나 수송용 연료를 생산할 수 있다. 본 연구에서는 상압의 열천칭 반응기(thermobalance)에서 woodchip, 톱밥, 갈탄의 수증기 가스화반응의 kinetics를 조사하였다. 가스화 온도 $600{\sim}900^{\circ}C$, 수증기 분압 20~90 kPa 범위에서 수증기 가스화 반응을 수행하였다. 세 가지의 기체-고체 화학반응모델들이 가스화반응의 거동을 묘사하는 능력을 비교하였다. 이들 중에서 탄소전환율의 변화를 가장 잘 나타내는 modified volumetric model을 사용하여 가스화반응의 kinetic 정보를 도출하였다. Arrehenius plot으로부터 얻어진 시료들의 활성화에너지는 문헌상의 범위 내에서 얻어졌으며 톱밥 > woodchip > 갈탄의 순으로 나타났다. 각 시료에 대하여 수증기 분압에 대한 반응차수를 결정하였으며, 가스화공정 설계의 기초 데이터로서 겉보기 반응속도식을 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권5호
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• pp.65-73
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• 2020

본 연구에서는 재생에너지원의 에너지저장기술(Power to gas, P2G)로써 활용되는 수전해기의 가동률 향상과 산소 이용 극대화를 통해 경제성을 확보하기 위해서 수전해기에서 배출되는 산소를 바이오매스 가스화 공정에 공급하여 추가적인 수소 생산을 통해 수소 원가를 감소시키고, 재생에너지원의 출력 감소 시 수전해기를 바이오매스 가스화 공정의 산소 제조/공급 장치로 활용하는 공정을 제안하고, 이에 대한 정량적인 효율 분석과 경제성 분석을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권5호
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• pp.533-540
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• 2014

Recently, latent heat thermal energy storage system (LHTES) has gained attention in order to utilize middle temperature (373~573 K) waste heat from biomass gasification. This paper has investigated thermo-physical properties of erythritol [$CH_2OHCHOH$ $CHOHCH_2OH$], mannitol [$CH_2OH$ $(CHOH)_4CH_2OH$] and their compounds as phase change materials (PCMs). The differential scanning calorimetry (DSC) was applied to measure the melting point and latent heat of these PCMs. Also the melting and solidification characteristics of these PCMs were observed in a glass tube with a digital camera. In the DSC measurement, when the amount of mannitol content was more than 40 mass%, the melting point of these compounds show two melting points. The experimental results showed that the velocity of melting and solidification were different for every mixture ratio of compounds. These compounds had the super-cooling phenomenon during the solidification process.

• 에너지공학
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• 제16권2호
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• pp.83-92
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• 2007

석유자원 고갈에 따른 대체에너지 개발의 필요성과 더불어 온실가스인 $CO_{2}$ 저감 등 높은 환경개선 효과로 인하여 새로운 청정연료로 바이오매스로부터 제조되는 BTL(Biomass to Liquid)-디젤에 대한 관심이 유럽을 중심으로 크게 증가하고 있다. 본 논문에서는 BTL-디젤 기술 개발 현황 및 BTL 공정의 세부 공정기술들을 조사하였다. BTL 공정은 바이오매스 전처리 및 가스화, 합성가스 정제, F-T(Fischer-Tropsch) 합성 및 upgrading 공정 등으로 나눌 수 있으며, BTL 만의 차별적 기술로 합성가스 제조를 위한 가스화 공정과 함성가스 조성 조절을 포함하는 BTL 공정에 최적화된 F-T 합성 촉매 개발이 매우 중요하다. 대표적인 BTL 기술로 독일의 Choren 사는 Carbo-V 가스화 기술을 개발하여 세계 최초로 BTL 공정 상업화를 이루었으며, 네덜란드의 ECN은 tar와 BTX를 제거하기 위한 독자적인 OLGA 기술을 개발하여 가스화 시스템과 연계한 공정을 개발하였다. 또한 미국과 일본 등 많은 나라에서 경쟁적으로 기술개발을 재촉하고 있는 상황이다. 국내의 경우 이에 대한 연구는 전무하나 국내 에너지 안보를 위한 에너지 Mix 정책과 지구온난화 등 환경문제에 대응하기 위하여 BTL 기술 개발은 매우 중요한 의미를 가질 수 있으므로 독창적 기술의 선점이 매우 중요할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권1호
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• pp.109-116
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• 2017

Biomass gasification produces syngas or producer gas as low calorific fuel gas that can be used as a fuel for combustion or prime movers as well as chemical synthesis. Internal combustion engines are readily available with lower costs and easily used for producing distributed power using biomass syngas. In this study, a dual fuel diesel engine was used to evaluate its performance when biomass syngas is used for fuel. The engine was originally developed for biogas application with a diesel engine with a 2,607 cc displacement. Both diesel fuel and syngas consumptions were observed at the different load conditions. The results indicate that the dual fuel engine showed a reasonably good performance and up to 63 % of diesel fuel saving.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.908-912
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• 2012

바이오매스를 이용하여 수소 생산을 목적으로 가스화 반응기를 이용하여 라왕 톱밥의 수증기 개질을 이용한 가스화 연구를 수행하였다. 1 m의 높이와 10.2 cm의 내경을 갖는 고정층 반응기에서 촉매와 온도에 따른 가스화반응에 미치는 영향을 분석하였다. 가스화반응 중에 수증기개질효과를 위하여 일정량의 스팀을 주입하였다. 톱밥과 탄산칼륨($K_2CO_3$), 탄산나트륨($Na_2CO_3$), 탄산칼슘($CaCO_3$), 탄산나트륨+탄산칼륨, 탄산마그네슘+탄산칼슘 촉매를 8:2의 일정한 비율로 혼합한 후 고정층 가스화 반응기에 주입하여 $400{\sim}700^{\circ}C$의 온도에서 가스화반응에 따른 생성되는 기체의 조성을 기체 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 촉매를 사용하였을 때 비촉매의 경우보다 수소, 메탄, 일산화탄소의 생성분율이 높게 나타났다. 온도의 증가에 따라 생성되는 수소, 메탄, 일산화탄소의 생성분율이 증가하였으며, $Na_2CO_3$ 촉매에서 가장 높은 수소수율을 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권4호
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• pp.248-252
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• 2008

An experiment was conducted in order to investigate gasification characteristics of rice husks in a fixed bed, which was a pre-step to design a continuous gasification system. Two air supply levels for gasification were chosen and their effects on the producer gas amount and producer gas composition were discussed. The main components of the producer gas were CO, $CO_2$, $O_2$, $H_2$ and THC (Total HydroCarbon). As airflow rate decreased, more producer gas was produced. The peak amount of CO, $H_2$ and THC were 28%, 7.5% and 0.68% in volume when constant airflow rate of $3.36\;m^3/s$ was used in the batch operation. About 4.5 kg of ash (9%) and condensed water including tars of 6 kg (11%) were produced from 50 kg rice husks in the gasification. Excluding the byproducts, all rice husks seemed to be transformed into producer gas. This gasification study was conducted prior to developing a continuous gasification system for biomass including agricultural byproducts.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.413-416
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• 2002

Global warming is one of the major international concerns and renewable energy development and utilization are getting more attention recently. One of the competitive renewable energy alternatives is biomass. This paper describes the major concepts of gasification and fuel gas applications.