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N시의 생활폐기물 전처리 시스템 Case Study를 통한 가스화 시스템의 합성가스 생산 공정 모사
윤영식,허려화,김수현,구재회,민지홍,함동수 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2
폐기물은 이제 단순한 처리대상 물질이 아니라 에너지를 회수할 수 있는 하나의 자원으로 인식되고 있으며 이에 대한 효율성 증대와 상용화를 위해 정부의 주도 하에 다양한 정책들이 계획되어 진행되고 있다. 이러한 정책의 요점은 가까운 미래에 에너지의 확보가 국가차원의 생존 및 경쟁력에 문제점을 가져올 수 있으며 이에 대한 새로운 재생 가능한 에너지의 수급방법에 대한 기술력 확보가 필요하다는 것이다. 에너지관리공단에서 발간한 신재생에너지 보급통계를 보면 다양한 신재생 에너지의 확보 경로 중 폐자원을 이용한 1차에너지의 대체는 다른 매체를 통한 수급에 비하여 그 성장 속도가 빠르고 발전 잠재적 에너지량이 큰 것을 확인할 수 있다. 본 연구에서는 N시에서 발생되는 생활폐기물이 전처리 시스템을 거쳐 폐자원으로 전환되는 과정의 Case Study 결과를 이용하여 공기를 이용한 고정층 가스화 공정모사를 수행하였다. 전처리 시스템의 Case는 불연물 제거효율과 전처리 후 폐자원의 함수율이며 각각의 Case에서 폐자원의 물리 화학적 조성을 예측하여 공기를 이용하는 고정층 가스화의 공정모사에 대한 연구를 수행하였다. 21개의 Case 중에서 전처리 시스템에서 생산된 폐자원의 습윤 저위발열량이 3,500 kcal/kg 이상인 조건에서 공정모사를 수행하였으며 가스화 시스템 공정모사 결과 합성가스(CO+H₂+CH₄)농도는 28.1 ~ 36.7 vol.%이며 합성가스의 습윤 저위발열량은 1,257 kcal/Nm³ ~ 1,648 kcal/Nm³로 분석되었다.
생활폐기물을 이용한 Pilot-scale 가스화 시스템에서의 합성가스 생산에 대한 이론과 실측
윤영식,박수남,박영수,구재회,민지홍,함동수 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2
폐기물의 열적 처리기술에는 소각, 가스화(용융), 열분해가 있으며 가스화(용융) 기술은 반응기의 종류 및 특징에 따라 고정층, 유동층, 분류층 반응기로 구분된다. 본 연구의 Pilot 설비는 공기를 산화제로 이용하여 합성가스를 생산하는 고정층 반응기이며 다른 형태의 반응기에 비해 공정이 단순하여 운전에 용이하고 초기투자비용이 경제적이라는 장점이 있다. 또한 폐기물 특성상 일정하지 않은 물리 화학적 특성에도 적용이 가능하며 가스엔진과 연계한 중소규모 설비로써 국내 소각처리기술을 대체할 수 있다. 이러한 설비의 상용화를 위해서는 다양한 조건에서의 실험과 실측도 중요하지만 공정모사와 같은 모델링을 통해 이론적인 연구 결과의 검토는 제한적인 재원과 시간의 여건에서 효율적인 연구의 수행을 가능하도록 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 취지에 의해 세 종류의 각기 다른 생활폐기물을 이용한 가스화 공정에서 생산되는 합성가스의 조성을 실측하고 이에 대한 유사조건에서의 공정모사를 동시에 수행하여 상호 보완하는 방법을 검토하였다. 실험에 사용된 폐기물은 폐기물 전처리 설비를 거치면서 투입에 적절하도록 분쇄되었으며 폐기물의 물리 화학적 특성을 알아보기 위해 삼성분 분석, 원소분석, 발열량 분석을 수행하였다. 실험에 사용된 시료의 습윤 저위발열량은 3,935 kcal/kg, 3,978 kcal/kg, 3,114 kcal/kg으로 분석되었으며 실측된 합성가스의 발열량은 1,490 kcal/Nm³, 1,205 kcal/Nm³, 1,133 kcal/Nm³, 이론적 합성가스의 발열량은 1,521 kcal/Nm³, 1,178 kcal/Nm³, 1,080 kcal/Nm³로 분석되었다.
육성 암컷 흑염소 방목 야초지에서 사료가치, 사초 건물 수량 및 방목 강도의 계절별 변화에 관한 연구
윤영식,성혜진,장치만,정상욱,이가을,박재현,장세영,이진욱,김관우,문상호,Yun, Yeong Sik,Seong, Hye Jin,Zhang, Qi Man,Chung, Sang Uk,Lee, Ga Eul,Park, Jae Hyun,Jang, Se Young,Lee, Jin wook,Kim, Kwan woo,Moon, Sang Ho 한국초지조사료학회 2018 한국초지조사료학회지 Vol.38 No.2
본 연구는 야초지에서 흑염소 방목사육 시 사초생산성, 사료가치, 적정 방목강도 규명 및 가축생산성 분석을 통하여 야초지의 이용성을 평가하고 흑염소 방목 사육에 대한 기초적인 자료를 제공하고자 실시하였다. 공시축은 평균체중 14kg 전후의 4개월 령 육성기 암컷 흑염소 10두로 방목실험을 실시하였다. 방목 시 보충사료는 체중의 1.5%로 추가 급여 하였으며, 물은 자유 급수 할 수 있도록 하였다. 야초지의 건물함량은 봄에서 가을로 갈수록 건물함량이 증가하는 보고와 비슷하게 6월과 9월에 각각 $24.9{\pm}0.56%$, $24.4{\pm}0.89%$로 유의하게 높았다(p<0.05). 조단백질 함량은 평균함량 11%~12%를 유지하여 처리구간 유의성은 보이지 않았다. 야초지의 사료가치는 일정수준으로 영양소 함량이 유지되었으나 계절별로 생산되는 야초의 종류가 다르기 때문에 차이가 존재하였다. 방목 시 사초생산성은 야초의 경우 대부분 C-4형 식물이기 때문에 기온이 높은 여름철인 6월부터 8월까지 생산성의 증가한 것으로 보이며 8월의 경우 유의하게 높았다(p<0.05). 8월 이후 생산성이 급격히 감소하여 봄철과 가을철에 급격하게 생산성이 저하되는 야초지의 특성을 보였다. 방목 초지의 월별 생산성과 흑염소의 채식량을 기준으로 분석을 통해 월별 방목 강도를 설정하였다. 계산된 방목 강도는 8월에 55두/ha 로 가장 높았으며, 사초생산성이 떨어지는 시기인 9월에 21두/ha로 가장 낮았다. 평균 방목강도는 37두/ha로 이를 기준으로 보충사료의 양을 조절하여 방목 흑염소에게 부족하거나 과잉된 영양소 공급의 균형을 맞출 필요가 있을 것으로 사료된다. 흑염소 생산성의 계절별 변화는 증체량이 80.2 g/d 이었다. 방목구에서 안정적인 증체의 결과는 방목 후 추가로 농후사료를 보충급여 함으로써 흑염소의 영양소 요구량을 충족시켰기 때문이며, 방목사육 시 사초생산성이 떨어지는 시기에 적절한 방목강도 조절과 필요 영양수준에 맞춘 보충사료를 급여 한다면 가축의 생산성을 더 높일 수 있을 것으로 판단되며 야초지의 효율적인 활용기술 및 흑염소 방목기술의 추가적인 연구를 통하여 유기축산 및 산지생태축산 실현에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. The study was conducted to determine effects on forage productivity, feed value, grazing intensity and livestock productivity in growing Korean native female goat grazing in native pasture. Its with average initial body weight of $14.10{\pm}3.6kg$ and an average age of 4 months were used in this study. Dry matter content of native pasture was the highest at $33.48{\pm}2.56%$ in June, and the content was significantly increased from spring to autumn (p<0.05). Crude protein was maintained between 11% and 12% on average. Nutrient content was maintained at a certain level in native pasture, but there were differences due to the different types of wild grasses produced in each season. The productivity of forage crops increased from June, but decreased after August and showed a characteristic of grassland where productivity decreased rapidly in spring and autumn. The average grazing intensity are 39 head/ha. Black goat average daily gain was 80.2g/d. The stable weight gain in grazing is that the nutrient requirement of the black goat was met by supplementing the concentrated feed during grazing. study, can be expected that the productivity of livestock can be increased through the proper feeding of supplementary feed and maintenance of grazing intensity.
파일럿 규모의 생활폐기물 고정층 가스화로에서 공기비에 따른 합성가스 품질 특성
윤영식,민재홍,김동주,박영수,구재회,민지홍,김기현,이상훈 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회지 Vol.32 No.6
This research performed the effects of the air ratio to produce the syngas from the fixed-bed gasifier for municipal solid waste. At the inside of reactor, temperature depends on amount of the oxidant to classify four distinct process, combustion, reduction (gasification), pyrolysis and dry zone. As decreasing the air flow rate, the particulate matters had a tendency to decrease, proportionally. In this system, the producer gas needs the clean-up process over 98% efficiency for connecting the internal combustion engine to generate electric power. At the test 1 and 2, while the air ratio decreased, the LHV of syngas and CGE were increased. however, at the test 3, because the oxidizer had injected more less than demanded, these showed a decreasing tendency.
Fabrication of TiO2 Nanowires Using Vapor-Liquid-Solid Process for the Osseointegration
윤영식,강은혜,윤인식,김용욱,여종석 한국진공학회 2013 Applied Science and Convergence Technology Vol.22 No.4
In order to improve osseointegration for biomedical implants, it is crucial to understand the interactions between nanostructured surfaces and cells. In this study, TiO2 nanowires were prepared via Vapor-Liquid-Solid (VLS) process with Sn as a metal catalyst in the tube furnace. Nanowires were grown with N2 heat treatment with their size controlled by the agglomeration of Sn layers in various thicknesses. MC3T3-E1 (pre-osteoblast) were cultured on the TiO2 nanowires for a week. Preliminary results of the cell culture showed that the cells adhere well on the TiO2 nanowires.