• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권5호
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• pp.527-540
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• 2018

본 연구에서는 온열욕 겸용을 위해 제작한 숯가마와 전통식 숯가마에서 제조한 백탄의 특성에 대해서 비교, 검토하였다. 온열욕 겸용 숯가마는 밀폐된 숯가마에서 발생하는 미세먼지 및 유해가스와 같은 환경문제를 최소화하고 편안함과 안전성을 고려하여 제작하였다. 온열욕 겸용 숯가마에서 제조한 백탄은 전통식 숯가마의 백탄보다 회분과 휘발분이 다소 높았고 고정탄소가 다소 낮았다. 온열욕 겸용 숯가마에서 생산된 백탄의 밀도는 기존의 전통식 숯가마 백탄보다 약간 높았지만, 평형함수율과 pH는 거의 차이가 없었다. 발열량, 정련도, 경도와 해부학적 구조는 숯가마에 따른 차이가 없었다. 결론적으로 온열욕 겸용을 위해 개량된 숯가마에서 제조한 백탄은 국립산림과학원의 품질인증기준을 충족하였고, 온열욕 겸용 숯가마는 목탄제조에도 적합한 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.230-237
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• 2011

본 연구는 개량형 탄화로를 이용하여 제탄과정 중 탄화로 내 외벽체의 온도변화를 측정하고, 제탄된 목탄의 특성을 조사하였다. 공시탄화로의 탄화과정은 8일정도 소요되었다. 탄재탄화시 탄화로 내부온도는 $720^{\circ}C$ 정도 였고, 정련단계에 이르기까지 탄화로 내부온도는 점점 증가하여 정련단계에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상의 고온에 달하였다. 연통부는 착화시 $90^{\circ}C$였고, 서서히 증가되어 정련단계에서는 $750^{\circ}C$까지 상승하였다. 이 때 탄화로 벽체의 온도변화는 제탄과정 중의 탄화로 내부의 온도변화 경과곡선과 비슷한 경향을 보여주었다. 제탄과정에서 나타난 탄화로 벽체의 최고 온도는 $500^{\circ}C$ 정도였다. 적외선 열화상카메라를 이용하여 제탄전 탄화로의 내.외벽체의 온도분포를 측정한 결과, 출탄 후 시간이 다소 경과되어도 상당한 양의 잠열이 탄화로 벽체와 천장에서 감지되었다. 출탄된 목탄의 고정탄소은 85.9~89.9%였다. 정련도는 1, 경도는 12, 발열량은 7,047~7,456 kcal/kg, pH는 9.0~9.9였다. 목탄의 수탄율은 13.8% 정도로 기존의 탄화로에 얻어진 수탄율 9.8~12.3%에 비해 1.5% 정도 향상되었다.

• Safety and Health at Work
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• 제8권3호
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• pp.250-257
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• 2017

Background: Tasks involved in traditional charcoal production expose workers to various levels of charcoal dust and wood smoke. This study aimed to identify specific tasks influencing lung function and respiratory symptoms. Methods: Interviews, direct observation, and task/symptom checklists were used to collect data from 50 charcoal-production workers on 3 nonwork days followed by 11 workdays. The peak expiratory flow rate (PEFR) was measured four times per day. Results: The PEFR was reduced and the prevalence of respiratory symptoms increased over the first 6-7 workdays. The PEFR increased until evening on nonwork days but not on workdays. Loading the kiln and collecting charcoal from within the kiln markedly reduced the PEFR and increased the odds of respiratory symptoms. Conclusion: Tasks involving entry into the kiln were strongly associated with a short-term drop in the PEFR and the occurrence of respiratory symptoms, suggesting a need for the use of protective equipment and/or the operation of an effective kiln ventilation system.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.772-786
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• 2017

This study investigated the characteristics of wood tar, produced as a byproduct during the production of charcoal using oak wood by the modified traditional kiln and mechanical steel kiln. The wood tar was analyzed with a number of techniques, including Py-GC/MS, NMR, MALDI-TOF, FT-IR, TG and DSC. The Py-GC/MS analysis indicated that modified traditional kiln generated a higher hydrocarbon ratio in the wood tar than that of mechanical steel kiln. On the other hand, mechanical steel kiln resulted in a higher proportion of phenolic and aromatic hydrocarbon components than that of modified traditional kiln. Those results were also confirmed by NMR analysis. The MALDI-TOF analysis suggested that the wood tar produced in the mechanical steel kiln had a slightly higher molecular weight than the wood tar produced in the modified traditional kiln. In addition, the FT-IR analysis showed characteristic peak of symmetrical stretching vibration of $CH_3$ from the modified traditional kiln while characteristic peaks of the C-C and C-O stretching vibration were observed from the mechanical steel kiln. Moreover, TG and DSC analysis suggested that the mechanical steel kiln is more thermally stable than that of modified traditional kiln. Those findings clearly showed that the method of making charcoal greatly affects the properties of wood tar.

• 임산에너지
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• 제22권1호
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• pp.17-23
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• 2003

3, 5, 7년생의 중국산 죽순대(Phyllostachys pubescense)를 탄화온도가 서로 다른 3 종류의 탄화로(전용, 개량 및 간이 탄화로)에서 제탄하고 얻어진 대나무 숯의 이화학적 특성을 검토하였다. 전용 탄화로(800 - 1,000℃)에서 제조한 대나무 숯의 고정탄소는 죽령이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으나 비표면적의 경우 죽령에 따라 증가하였다. 요오드 흡착량은 5년생이 가장 높았다. 개량 탄화로(600 - 700℃)로 제탄한 경우 비표면적과 요오드 흡착량은 전반적으로 생육기간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 간이 탄화로(400 - 500℃)에서 제조한 죽탄의 경우 휘발분이 개량 및 전용 탄화로보다 약 2배나 높음에도 불구하고 고정탄소는 80%이상의 높은 간을 나타내었다. 본 탄화로에서 5년생의 죽순대를 제탄하여 얻어진 대나무 숯의 경우 타 죽령에 비하여 가장 높은 비표면적과 요오드 흡착량을 나타내었다. 한편 3, 5년생의 중국산 죽순대로 제조한 대나무 숯은 동일 죽령의 국산 죽순대로부터 제조한 대나무 숯보다 물리적 성질이 비교적 좋지 않았다. 이것은 중국산 3, 5년생의 죽순대의 조직구조가 동일죽령의 국산보다 치밀하지 못한 것에 기인하는 것으로 생각되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권5호
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• pp.601-614
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• 2013

The commercial charcoal kiln was projected the largest source of biomass burning sector in Korea. Commercial charcoal kiln was operated to emit air pollutants into the air without any air pollution prevention equipment. The object of this field survey was to understand characteristics of air pollutants concentration and emission factors and to provide preliminary data for effective processor from oak charcoal manufacturing process. As result of field survey, TSP, $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ concentration from charcoal kiln were 400~37,000 $mg/m^3$. These values were over the 100 $mg/m^3$ in TSP, this value was effluent quality standard of Clean Air Conservation Act. The average concentration of CO, $SO_2$ and TVOC were 2~5%. 0~110 ppm and 820~10,000 ppm respectively. The emission factors were 42.4 g-PM/kg-oak in TSP, 40.3 g-PM/kg-oak in $PM_{10}$, 38.2 g-PM/kg-oak in $PM_{2.5}$, 182.5 g-CO/kg-oak, 1.0 g-NO/kg-oak, $SO_2$ 0.2 g-$SO_2/kg$-oak and 104.4 g-TVOC/kg-oak. The part of commercial charcoal kiln had air pollution prevention equipment but it was difficult to work properly. Much wood tar excreted in exhaust emissions from oak charcoal manufacturing process. This wood tar was cause of many troubles sticking in the air pollutant prevention equipment. For handling particulate matters and gaseous air pollutants from oak charcoal manufacturing process in biomass burning, air pollutant prevention equipment design and management needs preprocessor for removal wood tar.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권4호
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• pp.319-326
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• 2014

Exhaust gas emitted as a result of the incomplete combustion of biomass in charcoal kilns includes odor compounds as well as other air pollutants such as particulate matters, sulfur and nitrogen oxides, and carbon monoxide. A number of offensive odor compounds affect quality of life. In this study, odor emissions were investigated from biomass burning in a pilot-scale charcoal kiln and a commercial-scale kiln. Complex odor from emission source reached up to 10,000 dilutions to threshold during the study period. Combustion fume was found to contain reduced sulfur compounds, aldehydes, and volatile organic compounds. Hydrogen sulfide and methyl mercaptan were the major odorants which highly contributed to the offensive odor.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권2호
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• pp.152-162
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• 2013

The physico-chemical characteristics and nanostructure of the aerosol samples from a coal-fired power plant, a charcoal kiln and diesel vehicles were investigated with focusing on black carbon (BC). Aerosols from the coal-fired power plant were mostly comprised of mineral ash spheres which are heterogeneously mixed. The main components of the aerosols from coal-fired power plant were calcium compounds, iron oxide, alumino-silicate without BC. The typical combustion-generated BC which shows the shape of bunch of grapes with 20~50 nm particles which were detected in aerosol particles from diesel vehicles. The nanostructure of each BC particle shows the shape of concentric circles which is comprised of closely-packed graphene layers. Aerosols from charcoal kiln were likely condensed organic carbon generated from the low-temperature combustion process.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제47권3호
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• pp.277-289
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• 2019

Herein, a case study discussing the effect of carbonaceous aerosol pollution, which is emitted during the charcoal kiln manufacturing processes or carbonization processes, on the atmospheric environment is presented . In South Korea, in situ analysis of different charcoal production plants specialized in the production of charcoal sauna indicate that the emitted organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) aerosols are significantly influenced by the nature of the biomass and technological processes, i.e., treatment or emissions abatement systems for the exhaust effluent gases. In detail, total carbon (TC), which is calculated as the sum of OC and EC emission factors, varied widely from a charcoal production site to another ranging from 21.8 to 35.8 gTC/kg-oak, where the mean value for the considered production sites was approximately 28 gTC/kg-oak (N = 7 and sum = 196.4). Results indicate that the emission factors from a modern charcoal production process in South Korea are quantitatively lower in comparison with the traditional kiln. This study aims to propose advanced wood processes for the production of charcoal from the viewpoint of environmental protection policy and green engineering.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권2호
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• pp.115-126
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• 2013

최근 국내 배출원 특성을 고려하여 생물성 연소에 대한 배출목록(emission inventory)을 추가하려는 연구가 이루어지고 있으나, 국내 현황을 반영한 실증 연구는 현재까지 거의 이루어진 바가 없는 실정이다. 따라서 앞으로 배출목록에 대한 기후 대기 통합관리시스템이 진행될 경우, 효과적인 배출원 관리를 위해 생물성 연소의 온실가스 배출 특성에 대한 연구가 필요한 시점이다. 본 연구에서는 숯가마에서 발생하는 온실가스 배출 특성을 파악하기 위하여 숯가마 모형장치를 이용하여 현장실험을 실시했다. 또한, 참나무의 점화, 탄화, 출탄하는 시기와 내부 온도 변화를 고려하여 굴뚝에서 배출되는 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$)를 직접 포집하여 분석하였다. 온실가스 배출계수 산정 결과, $CO_2$ 배출계수는 668 g/kg, $CH_4$ 배출계수는 20 g/kg이며, $N_2O$ 배출계수는 0.01 g/kg으로 나타났다. 본 연구에서 개발한 온실가스 배출계수를 사용하여 국가 배출량을 산정한 결과, $CO_2$ 배출량은 46,040 ton/yr, $CH_4$ 배출량은 1,378 ton/yr, $N_2O$ 배출량은 0.69 ton/yr으로 나타났다. GWP를 이용하여 총 배출량을 산정한 결과, 연간 $75,201ton\;CO_2eq.$으로 나타났으며, 참나무는 바이오 매스에 포함되기 때문에 연소하는 과정에서 발생하는 $CO_2$는 총 배출량에서 제외되므로 숯가마에서 발생하는 국내 순배출량은 연간 $29,161ton\;CO_2eq.$으로 추정되었다.