• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.243-246
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• 2008

목질계 바이오매스 가스화 발전에 있어서는 가스화 가스중에 함유되어있는 타르를 가능한 한 가연성 가스로 전환하여 냉가스효율을 향상시키는 것 및 잔유하는 타르는 후단기기에 악영향을 초래할 우려가 있기 때문에 타르를 저감 제거하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 공기 수증기를 사용하여 타르개질 프로세스의 개선을 위해서 타르에서 가스성분으로의 전환에 관한 개질 실험을 실시하여 Wood chip 타르의 열분해 개질 생성물 거동에 대하여 검토하였다. Wood chip 열분해로 생성된 타르의 원소분석 및 $^1H$ NMR분석의 결과로 타르를 치환기를 가지지 않는 방향족, alkyl-기를 가지는 방향족, 산소 함유 방향족, 지방족의 4개로 분류하였다. 개질제에 의해 경질 타르, 중질 타르 모두 감소하였다. 개질 공기는 타르를 연소시키지만 그 속도는 가연성 가스와 경합하고 $900^{\circ}C$에서는 타르의 연소는 나타나지 않았다. alkyl-기를 가지는 방향족은 메탄과 치환기를 가지지 않는 방향족으로 전환되고, 치환기를 가지지 않는 방향족은 수소와 soot로 전환되고, 산소 함유 방향족은 일산화탄소와 치환기를 가지지 않는 방향족으로 전환되는 것을 알았다. 또한, 개질제에 의해alkyl-기를 가지는 방향족, 치환기를 가지지 않는 방향족, 산소 함유방향족 모두가 일산화탄소,이산화탄소로 전환되는 것을 알았다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.354-361
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• 2019

Renewable energy from biomass and biodegradable wastes can significantly supplement the global energy demand if properly harnessed. Pyrolysis is the most profound modern technique that has proved effective and efficient in the energy conversion of biomass to yield various products like bio-oil, biochar, and syngas. This study focuses on optimization of slow pyrolysis of banana peels waste to yield banana peels vinegar, tar and biochar as bio-infrastructure products. Response surface methodology using central composite design was used to determine the optimum conditions for the banana wastes using a batch reactor pyrolysis system. Three factors namely heating temperature ($350-550^{\circ}C$), sample mass (200-800 g) and residence time (45-90 min) were varied with a total of 20 individual experiments. The optimal conditions for wood vinegar yield (48.01%) were $362.6^{\circ}C$, 989.9 g and 104.2 min for peels and biochar yield (30.10%) were $585.9^{\circ}C$, 989.9 g and 104.2 min. The slow pyrolysis showed significant energy conversion efficiencies of about 90% at p-value ${\leq}0.05$. These research findings are of primary importance to Uganda considering the abundant banana wastes amounting to 17.5 million tonnes generated annually, thus using them as pyrolysis feedstock can boost the country's energy status.

• 한국연초학회지
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• 제22권2호
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• pp.164-169
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• 2000

The reconstituted tobacco leaves(RTL) playa major part in the control of the low density and tar cigarette. Reconstituted tobacco manufactured by the papermaking process has much higher filling power than homogenized tobacco manufactured by slurry and rolling process. Fragile reconstituted tobaccos are liable to lead to small particles detrimental for filling power so they must be properly flexible. This work was conducted to determine the effect of CaCO$_3$ addition in paper-making process on the filling power and the flexibility of the reconstituted tobacco and to obtain the fundamental informations for improving the quality of domestic reconstituted tobacco. We analyzed the wood fiber species, the filler level, the fiber length, the fineness level and observed the surface of the RTL. From the obtained results, we could determine that foreign reconstituted tobacco was manufactured by blending softwood with hardwood and over 8% of calcium carbonate at the addition level. The domestic RTL has much higher fine fiber level by 23.2 % than that of foreign, so the refining treatment process and the condition must be reoptimized for the improvement of RTL quality.

• 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.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제30권4호
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• pp.87-95
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• 2002

3종류의 국내산 대나무의 생재 및 기건재를 3종류의 탄화로에서 탄화시키고 얻어진 죽초액에 대하여 그 특성을 검토하였다. 기계식 전용탄화로의 경우, 대부분 1단 회수 죽초액의 비중, 유기산 및 용해 타르 함량이 높았으나 2단 이상에서 감소하여 3단 이후에 일정해지는 경향을 나타내었으며 전체적으로는 기건재가 생재에 비해 이들 물성이 높게 나타났다. pH의 경우 맹종죽 기건재를 제외하고 생재가 기건재보다 높게 나타났다. 3성분합계는 비중, 유기산, 용해타르 함량과 유사한 경향을 나타내었다. 개량탄화로의 경우, 수종에 따라 전체 물성이 다양하게 나타났다. 간이탄화로에서 탄화시켜 연통온도 80℃로 얻어진 기건 죽초액의 경우 그 이상의 온도에서 얻어진 죽초액보다 비중, 용해타르 함량 및 3성분 합계가 높게 나타났다. 간이, 개량 및 기계식 전용탄화로에서 얻어진 죽초액의 비중은 온도, 수분함유 상태에 상관없이 유기산과 용해타르 함량의 합계와 0.90 정도의 높은 상관관계를 나타내어 앞으로 죽초액 품질 결정에 중요한 지표로 사용될 가능성이 시사되었다. 죽초액의 구성 유기성분의 경우 초산이 주성분이었으며, 리그닌의 열분해에 의하여 생성되는 guaiacyl 및 syringyl골격의 페놀류가 다량 검출되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.34-34
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• 2017

목질계바이오매스 중 목재펠릿은 '탄소중립(Carbon Neutral)' 연료로써 온실가스 감축 의무에 대응 가능한 에너지원이다. 하지만 목질계바이오매스 연소 시 발생되는 타르는 보일러 내부에 누적되어 효율을 감소시킨다. 타르 및 연소 불꽃에 의한 효율 감소를 최소화하기 위해 반대측면에 내화재(Castable)를 적용하여 실험하였으며 시뮬레이션을 이용하여 구조변경 분석이 실시되었다. 적용된 내화재는 비중이 낮고 단열성이 우수하여 열손실을 막아 연료비 절감의 효과를 가져 오며, 연소실 내부 청소 면적 감소로 인한 경제적 효과도 기대 할 수 있다. 분석결과를 이용하여 최적화된 펠릿보일러가 제작되었으며, 실험을 통하여 200시간 가동 후 열효율 감소량이 나타났다. 단위시간별 동일한 외부환경(산화제량, 부하, 주변 온도, 펠릿소비량)에서 실험이 진행 되었으며, 타르생성이전(Non-tar), 이후(Tar-existence) 보일러의 열효율 성능 비교실험이 실시되었다. 실험결과 타르생성이전 조건에서 구조변경 전 후 보일러의 열효율은 각각 91.87%, 90.73%로 확인되었으며, 타르생성이후 조건에서 각각 82.68%, 83.27%의 열효율을 확인하였다. 타르생성이전 대비 이후 조건에서 열효율 감소량은 각각 9.19%p, 7.46%p로 구조변경 전 대비 변경 후 보일러의 열효율이 약 1.73%p 더 적게 감소됨을 확인되었으며, 시뮬레이션 결과 타르생성이전 조건에서 구조변경 전 후 보일러의 효율은 각각 91.83%, 92.05%로 확인되었으며 타르 생성이후 조건에서 각각 85.25%, 87.43%의 열효율을 확인하였다. 타르생성이전 대비 이후 조건에서 열효율 감소량은 각각 6.58%, 4.62%로 구조변경 전 대비 변경 후 보일러의 열효율이 약 1.96%p 더 적게 감소됨을 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.163-171
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• 2019

Recently, rural housing in urban areas has been increasing due to the improvement of income level. With the increase of the construction of the power house, the installation of the heating system using the harmonious fuel for the purpose of heating and the beauty of the room is increasing rapidly. In addition to the increasing use of firewood heating equipment, the incidence of fire is also increasing. Analysis of the National Fire Data System of the Fire Department The result of the analysis of the National Fire Data System Many parts of the fire are incinerated by the accumulation of tar due to the incompleteness of periodic cleaning inside the cylinder. The distance between the fire extinguisher and the combustible materials such as ceiling, Resulting in fire. In addition, it was found that much of the fire of the firewood heating system in the time zone occurs during the sleeping and resting time and there is not enough time for the residents to cope. This, in turn, causes serious harm to the lives and property of the users of the pyrotechnic heating system. Therefore, in this study, domestic and foreign standards and laws related to fuel oil heating facilities were analyzed and 12 cases of fire accidents were analyzed. Through the revision of the fire prevention and firefighting facilities installation and maintenance law, the installation standards of the alarm and fire extinguishing facilities were presented.

• 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.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제30권4호
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• pp.74-79
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• 2002

졸참나무, 맹종죽 및 소나무로부터 제조한 미정제 죽초 및 목초액을 약 1년 간 저장하고, 이들의 이화학적 변화를 주기적으로 분석하였다. pH, 유기산·용해타르 함량 및 비중은 전 숙성기간 중 큰 변화가 관찰되지 않았다. 그러나 색차의 경우 7~10개월 사이에서 현저한 변화를 나타내었다. 또한 이 기간 동안에 이들 죽초 및 목초액의 색깔은 연한 노랑 띤 오렌지색에서 자주색과 오렌지색으로 크게 변화하였다. 죽초 및 목초액 중 유기산 및 중성 성분(dihydro-2(3H)-furanone, furfural, furfuryl alcohol, 2-hydroxy-1-methy-1-cyclopenten-3-one, 1-hydroxy-2-propanone, methanol)들의 함량은 3개월 간격으로 주기적인 증감을 나타내었다. 특히 유기산류와 중성 성분들의 관계는 0.92 정도의 높은 상관관계를 나타내었다. 페놀류의 함량은 비록 유사한 주기적인 증감이 관찰되었으나, 그 함량의 경우 숙성 전 기간에 걸쳐 감소하였다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.214-225
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• 2016

목재 바이오매스를 이용한 가스화 공정은 고열량의 합성가스를 통해 알콜류, SNG 등 다양한 에너지 자원으로 변환시킴으로써 자원의 재순환에 기여할 수 있으며, $CO_2$ 등의 온실가스를 감소시킴으로써 지구온난화 방지에 기여할 수 있다. 본 연구에서는 이중유동층 가스화기에 목재 바이오매스를 투입하여 가스화기의 최적운전 조건을 도출하고, SNG 생산효율을 검증함으로써 이중유동층 가스화기에 대한 국내 상용화 기반을 마련하고자 하였다. 목재 바이오매스에 대한 가스화기의 최적 운전조건 도출 결과, 운전온도 $826^{\circ}C$에서 Steam 투입량 1,334g/hr, Air 투입량 5.56L/min일 때 탄소전환율이 81%로 확인되었으며, SNG 생산을 위한 $CH_4$가스 농도를 확인한 결과, 92%로 나타났다.