• 제목/요약/키워드: thermal pyrolysis

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열분해에 의한 바이오매스의 유류자원화 기술에 관한 기초 연구 (The Primary Research on oil Conversion Technology of biomass by Pyrolysis)

  • 최혁진;유선경;오상우;이승국;이승훈
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.112-117
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    • 2007
  • 본 연구는 수산 폐기물, 폐어망 등 해양 유기성 폐기물을 유류와 같은 대체 에너지 자원으로 개발하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 현재까지 폐플라스틱이나 폐타이어와 같은 석유공업을 기반으로 한 유기성 폐기물을 유류자원화 하여 대체연료로 사용하는 연구가 활발하고 상용화된 사례들은 많다. 그러나 주위에 쉽게 버려지는 음식물 쓰레기, 유기성 폐기물을 이용해 대체자원을 개발하는 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 동물성 유기 폐기물을 사용하여 고온고압 하에서 열분해를 이용해 오일을 얻었고, 오일의 성분과 특성을 조사하여 대체자원으로의 가능성을 평가하였다. $250^{\circ}C$, 40 atm에서 열분해한 바이오오일은 점도가 높아 불순물을 제거에 어려움이 있었고, 발열량이 중유(重油)보다 다소 낮았으며, 연료로 사용하기에는 부적합한 다양한 종류의 가스 생성물을 얻었다. 하지만 기존의 열분해 방법들이 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시키는 것과 달리 대상물질 자체의 수분을 이용해 증기압으로 가압하기 때문에 $250{\pm}5^{\circ}C$의 낮은 온도에서도 열분해 할 수 있었다. 그러나 바이오오일의 점도가 높아 액상연료로 사용하기에는 미흡하였다.

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내열성 불소수지 코팅막의 열 안정성에 관한 연구 (Investigation into the Thermal Stability of Fluoropolymer Coating for Heat-Resistant Application)

  • 조혜진;류주환;변두진;최길영
    • 폴리머
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    • 제29권1호
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    • pp.96-101
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    • 2005
  • PTFE 및 PFA 등의 불소수지는 최대 연속 사용 온도가 260$^{\circ}C$에 달하는 고온 내열성 고분자 소재로서, 본 연구에서 수행된 280 $^{\circ}C$, 7주 간의 열노화에 의해서도 충분한 열적 안정성이 유지됨을 관측하였다. 그러나 기계적 강도, 융점 및 열분해 개시 온도 등의 소재적 물성이 유지됨을 의미하는 상기한 열적 안정성은 본 연구에서 수행된 코팅막으로서의 표면접촉각, 미세 모폴로지, 내스크래치성 분석에 의한 방법을 기준하면 충분하지 못하다는 것이 확인 되었다. 공기 치환율이 제어되는 기어식 노화시험기로 진행된 불소수지 코팅막의 280 $^{\circ}C$ 열노화에 대한 분석의 결과는 심각한 표면 모폴로지의 손상과 금속기재에 대한 접착력의 손실을 지적하고 있다.

열분해 공정을 이용한 원료고무와 타이어의 분해 특성 (Decomposition Characteristics of Raw Rubber and Tire by Thermal Degradation Process)

  • 김원일;김형진;정수경;홍인권
    • 공업화학
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    • 제10권7호
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    • pp.1052-1060
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    • 1999
  • 열분해 공정을 이용하여 원료고무(SBR)와 타이어를 분해한 결과 온도가 증가함에 따라 액상 생성물의 수율이 전반적으로 증가하고 기상 생성물은 수율은 감소하는 경향을 보였다. SBR의 경우 $700^{\circ}C$에서 액상 생성물의 수율이 86%로 최대값을 보인후 $700^{\circ}C$ 이상에서는 액상 생성물의 수율이 약간 감소하였으며, 타이어의 경우 $700^{\circ}C$에서 액상 생성물의 수율이 55%로 최대값을 보였다. 가열 속도에 따른 SBR과 타이어의 생성물 수율 변화는 가열 속도가 증가할수록 액상 생성물의 수율은 증가하고 기상 생성물의 수율은 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. SBR과 타이어의 열분해 후 생성된 액상 생성물의 수평균 분자량은 740~2486, 740~1719로 나타났으며, 39~40 kJ/g의 발열량을 나타내었다. 또한 GC-MSD로 분석한 결과 50 여 가지의 유기화합물이 생성되는 것으로 나타났으며 대부분 방향족 화합물이 많이 형성되는 것을 확인하였다. 분해 잔류물의 SEM 분석 결과 열분해 온도가 증가함에 따라 입자의 크기는 감소하며 입자가 균일함을 알 수 있었으며, BET로 표면적을 측정한 결과 열분해 온도가 증가함에 따라 비표면적은 증가하는 경향을 보였으며 $47{\sim}63m^2/g$의 표면적을 나타내었다. 따라서 열분해 공정의 경우 열분해 온도는 $700^{\circ}C$ 가열 속도는 높게 조업하는 것이 바람직하며 비활성 기체를 계속 흘려주는 것이 액상 생성물의 수율을 높일 수 있으며, 액상 생성물은 연료로써 사용이 가능하고 잔류물은 카본 블랙이나 활성탄으로 사용이 가능할 것으로 사료된다.

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열분해에 의한 폐인조대리석으로부터 산화알루미늄 회수에 관한 연구 (A Study on Recovery of Aluminum Oxide from Artificial Marble Waste by Pyrolysis)

  • 김복련;김창우;서양곤;이용순
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권3호
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    • pp.567-573
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    • 2012
  • 인조대리석은 천연대리석에 비해 우수한 외형, 높은 마감도, 고른 빛깔, 압력과 마모에 대한 우수한 저항성, 부식과 풍화에 대한 우수한 저항성 등의 장점을 가지고 있다. 그래서 인조대리석은 주방용 조리대, 욕실 세면대, 가구, 안내 데스크 등에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 인조대리석을 자르고 마감하는 과정에서 많은 양의 폐기물들이 스크랩 또는 분진의 형태로 발생한다. 고급스런 인테리어 재료의 수요의 증가에 따라 인조대리석으로부터의 폐기물은 증가하고 있다. 폐인조대리석은 분쇄, 열분해, 증류공정 등을 통하여 전자재료, 세라믹 등의 원료가 되는 산화알루미늄 및 인조대리석의 원료가 되는 MMA로 재생이 가능하다. 폐인조대리석의 특성을 TGA/DSC 및 원소분석을 통해 그 특성을 분석하였다. 폐인조대리석을 분쇄 및 열분해하여 원 산화알루미늄을 얻었다. 본 연구에서는 원 산화알루미늄을 회수하는 공정의 최적화를 위해 Box-Behnken 실험계획법을 사용하였다. 원 산화알루미늄의 특성치는 색도 분석, 원소 분석 그리고 표면적 등에 의하여 평가하였다.

건축용 목재의 연소시 지구온난화 가스의 배출특성에 관한 연구 (A Study on Emission Properties of Green House Gas on Duration Combustion of Constructive Wood Materials)

  • 안형환
    • 한국가스학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.123-128
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    • 2018
  • MDF목재에 처리제 즉, 방화락카, 수용성방염코트, 수용성우드커버 등을 MDF표면에 처리하여 연소시 열분해특성과 대기 유해가스 발생 특성을 대용량열분석기를 활용하여 실험한 결과 순수 MDF목재에 방화락카를 질량비로 0.11/11.55g을 처리한 후 열분해 및 연소가스 발생 특성을 살펴본 결과 방화락카를 처리한 경우 순수 MDF보다 연소시작시간이 다소 길어지고 연소온도가 약$340^{\circ}C$에서 $450^{\circ}C$로 올라가는 현상을 알 수 있었다. 그리고 수성방염코트를 처리한 MDF목재(PA2)의 열분해 및 연소가스발생 특성은 시료의 질량 비 0.13/11g에서 연소시작 시간과 온도가 약 26분 $260^{\circ}C$에서 약54분 $612^{\circ}C$로 변화를 보였다. 또한 상업적으로 판매되고 있는 수용성우드커버를 MDF에 0.13/11.55g을 처리하여 연소하였을 경우 급격한 중량변화는 $300^{\circ}C$에서 $370^{\circ}C$로 높아지는 경향을 보였고 약$500^{\circ}C$에서 2차 변화가 나타났다.

SiOC 매트(Mat)를 이용한 열전지용 전해질 격리판 제조 및 특성 (Properties of the Electrolyte Separators for Thermal Batteries Using SiOC Mat)

  • 임경훈;조광연;류도형;신동근;진은주;김현이;정해원;이홍림
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.648-652
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    • 2009
  • Ceramic fiber separator is the promising material for thermal battery system because it reduces the production cost and offers the potential to a new application compared to a pellet type electrolyte. The electrolyte separator for thermal battery should be easily handled and loaded a large amount of the molten lithium salt. Ceramic fibers were used as an electrolyte separator and the lithium based molten salts were infiltrated into the ceramic filters. Leakage of molten salt (several lithium salts) leads to short-circuit during the thermal battery operation. In this study, a uniform and fine SiOC mat with fibers ranging from 1 to 3 ${\mu}m$ was obtained by electrospinning of polycarbosilane and pyrolysis. The optimum spinning conditions for obtaining fine diameters of SiOC fiber were controlled by the solution composition and concentration, applied voltage and spinning rate, release rate by porosity. The pore structures of the ceramic filter and the melting properties of the lithium salts affected to the electrolyte loading and leakage. The importance of the fiber size and porosity and their control was discussed and the mechanical properties were also discussed.

ANTICORROSION PROPERTIES OF SIOC COATED SUS-316

  • 김수룡;권우택;김정주;김종일;김영희;김정일;우창현
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.34.2-34.2
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    • 2009
  • The ceramic coatings on metallic materials have attracted by many researchers due to the chemical inertness of ceramic materials. In such aspect, SiOC is a promising material tobe used as protective coating layer on metallic materials due to its outstanding thermal stability and chemical inertness. In this research, SiOC coating was carried out onto SuS-316 substrate using Cl free preceramic polymers such aspolyphenylcarbosilane. 20% of polymethylphenylsilane in cyclohexane solution was coated onto metal surface by dip coating method. Thermal oxidation was carried out at $200^{\circ}C$ for crosslink of the preceramic polymer and the sample was pyrolysized at $800^{\circ}C$ under argon to convert the preceramic polymer to amorphous SiOCx state. The microstructure of the SiOCx film after pyrolysis was investigated using FE-SEM. Corrosion resistance of SiOC coated SuS-316 substrate has been investigated using 5% HCl solution at 25, 40, 60 and $80^{\circ}C$ for 7days. The data revealed that the corrosion resistance increased with SiOC coating on SuS-316 substrate.

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Mesophase formation behavior in petroleum residues

  • Kumar, Subhash;Srivastava, Manoj
    • Carbon letters
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    • 제16권3호
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    • pp.171-182
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    • 2015
  • Mesophase pitch is an important starting material for making a wide spectrum of industrial and advanced carbon products. It is produced by pyrolysis of petroleum residues. In this work, mesophase formation behavior in petroleum residues was studied to prepare environmentally-benign mesophase pitches, and the composition of petroleum residues and its influence on the mesophase formation was investigated. Two petroleum residues, i.e., clarified oil s (CLO-1, CLO-2) obtained from fluid catalytic cracking units of different Indian petroleum refineries, were taken as feed stocks. A third petroleum residue, aromatic extract (AE), was produced by extraction of one of the CLO-1 by using N-methyl pyrrolidone solvent. These petroleum residues were thermally treated at 380℃ to examine their mesophase formation behavior. Mesophase pitches produced as a result of thermal treatment were characterized physico-chemically, as well as by instrumental techniques such as Fourier-transform infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, X-ray diffraction and thermogravimetry/derivative thermogravimetry. Thermal treatment of these petroleum residues led to formation of a liquid-crystalline phase (mesophase). The mesophase formation behavior in the petroleum residues was analyzed by optical microscopy. Mesophase pitch prepared from CLO-2 exhibited the highest mesophase content (53 vol%) as compared to other mesophase pitches prepared from CLO-1 and AE.

열화학기상증착법에 의해 실리콘 기판위에 수직방향으로 정렬된 탄소나노튜브의 성장 (Growth of vertically aligned carbon nanotubes on silicon substrates by the thermal CVD)

  • 이철진;김대운;이태재;박정훈;손권희;류승철;최영철;박영수;최원석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.275-278
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    • 1999
  • We have grown vertically aligned carbon nanotubes in a large area of Co-Ni codeposited Si substrates by the thermal CVD using $C_2$H$_2$gas. Since the discovery of carbon nanotubes, Synthesis of carbon nanotubes for mass production has been achieved by several methods such as laser vaporization, arc discharge, and pyrolysis. In particular, growth of vertically aligned nanotubes is of technological importance for applications to FED. Recently, vertically aligned carbon nanotubes have been grown on glass by PECVD. Aligned carbon nanotubes can be also grown on mesoporous silica and Fe patterned porous silicon using CVD. Despite such breakthroughs in the growth, the growth mechanism of the alignment are still far from being clearly understood. Furthermore, FED has not been clearly demonstrated yet at a practical level. Here, we demonstrate that carbon nanotubes can be vertically aligned on catalyzed Si substrate when the domain density reaches a certain value. We suggest that steric hindrance between nanotubes at an initial stage of the growth forces nanotubes to align vertically and then nanotubes are further grown by the cap growth mechanism.

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열복사에 의한 고체연료 점화 연구 (Ignition of a solid fuel by thermal radiation)

  • 김명효;백승욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권3호
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    • pp.294-302
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    • 1998
  • Ignition characteristics of a vertical solid fuel plate with block have been investigated experimentally. For low radiant heat flux, ignition does not occur in a vertical solid fuel plate without block. In the case with the block on a vertical fuel plate, however, ignition can occur by increasing the residence time and the time to absorb the incident radiation flux by fuel vapor in gas phase. The ignition occurs below block and the point varies according to the block location and the block height. As the block height increases, the block locates at higher position, and the hot wall temperature increases, the ignition delay time decreases. Also as the initial temperature of fuel plate rises, the ignition delay time of the solid fuel plate decreases. The temperature distribution of solid fuel plate with block is nearly proportional to the radiant heat flux distribution. Therefore, the effect temperature by natural convection heat transfer is of the same order as that of inhibition of temperature increase by pyrolysis.