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- 저자 : 나병일 ( Byeong Il Na ) (검색결과 3 건)
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낙엽송(Larix kaempferi) 고밀도 에너지화를 위한 반탄화 최적조건 탐색
나병일 ( Byeong Il Na ),안병준 ( Byoung Jun Ahn ),조성택 ( Sung Taig Cho ),이재원 ( Jae Won Lee ) 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.6
본 연구에서는 낙엽송의 연료특성 향상을 위해 반탄화를 수행하였으며 반응표면분석에 의해 반탄화 최적조건을 탐색하였다. 반탄화는 반응온도(220~280 ℃)와 반응시간(20~80분)에 따라 수행하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 처리된 바이오매스의 탄소함량은 49.36%에서 56.65%로 증가한 반면, 수소와 산소의 함량은 각각 5.56%에서 5.48%, 37.62%에서 31.67%로 감소하였다. 반탄화 처리 후 바이오매스의 중량감소율 및 발열량은 반탄화 정도(SF)에 따라 증가하였다. 가장 높은 반탄화 정도(SF 7)에서 26.58%의 중량감소율을 나타났으며, 발열량은 22.30 MJ/kg으로 처리 전 바이오매스와 비교하여 20.41% 증가하였다. 에너지수율은 반탄화 정도(SF)가 높아질수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 높은 발열량 증가와 낮은 중량감소율에서 가장 높은 에너지수율을 나타냈다(SF 5.72). In this study, torrefaction was performed to improve fuel properties of Larch. The optimal condition for torrefaction was investigated by response surface methodology. The torrefaction temperature and time ranged 220~280 oC and 20~80 min, respectively. As the torrefaction temperature and time increased, the carbon content of torrefied biomass increased from 49.36 to 56.65%, while its hydrogen and oxygen contents decreased from 5.56 to 5.48% and from 37.62 to 31.67%, respectively. The weight loss and calorific value increased with SF, while energy yield decreased. At the severe torrefaction condition (SF 7), the weight loss and calorific value were 26.58% and 22.30 MJ/kg, respectively. The energy contained in torrefied biomass increased to 20.41%, when compared with the untreated biomass. As the torrefaction severity increased, the energy yield decreased due to the relatively high weight loss of biomass. Therefore, the highest energy yield was obtained at high calorific value and low weight loss of biomass (SF 5.72).
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반응표면분석법을 이용한 유칼립투스의 반탄화 최적조건 탐색
김영훈 ( Young Hun Kim ),나병일 ( Byeong Il Na ),이수민 ( Soo Min Lee ),이형우 ( Hyoung Woo Lee ),이재원 ( Jae Won Lee ) 한국목재공학회 2013 목재공학 Vol.41 No.6
유칼립투스(Eucalyptus globulus)의 반탄화 최적조건을 탐색하기 위하여 반응표면분석법을 이용하였다. 반탄화 바이오매스의 탄소함량은 반탄화 정도를 나타내는 severity factor (SF)에 따라 증가하였으며 바이오매스에 포함된 수소와 산소의 함량은 감소하였다. 반탄화 바이오매스의 발열량은 조건에 따라 20.23~21.29 MJ/kg을 나타냈으며 처리 전 바이오매스와 비교하여 1.6~6.9% 에너지함량이 증가한 것으로 나타났다. 바이오매스의 중량감소율은 SF 증가에 따라 증가하였다. 에너지수율에서 반탄화 온도는 중요한 인자로 작용하였으며 상대적으로 반응시간에 대한 영향은 낮았다. 최대 에너지수율은 낮은 SF에서 반탄화를 수행하였을 때 얻을 수 있었다. The optimal condition for the torrefaction of eucalyptus (Eucalyptus globules) was investigated by response surface methodology. The carbon content in the torrefied biomass increased with the severity factor (SF), while hydrogen and oxygen contents decreased. The calorific value of torrefied biomass ranged from 20.23 to 21.29 MJ/kg, depending on the torrefaction conditions. This implied that energy contained in the torrefied biomass increased by 1.6 to 6.9%, when compared with that of the untreated biomass. The weight loss of biomass increased as the SF increased. The Code level of reaction temperature had the highest impact on the energy yield of torrefied biomass, while the effect of Code level of reaction time was considerably low. The highest energy yield was obtained at low SF.
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이재원 ( Jae Won Lee ),나병일 ( Byeong Il Na ) 한국화학공학회 2014 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.52 No.2
본 연구에서는 120~150 oC에서 다양한 산 촉매에 의한 자이란 가수분해 거동을 조사하였다. 또한 자이란에서 자이로스 생성과 자이로스로부터 푸르푸랄 분해에 대한 kinetic 인자를 분석하였다. 높은 반응온도와 산 촉매 농도는 자이란 가수분해와 자이로스 분해를 촉진하였다. 최대 반응속도상수(k1)에 대한 가수분해 조건은 산 촉매에 따라 다르게나타났다. 황산, 옥살산, 말레산 중에서 자이란 반응속도상수(k1)는 황산 100 mM로 120 oC에서 반응하였을 때 0.0241min-1로 가장 높게 나타났다. 하지만 황산은 옥살산, 말레산과 비교하여 자이로스 분해를 더욱 유도하여 상대적으로 높은 푸르푸랄을 생성하였다. 자이란 분해에 관여하는 활성화 에너지는 황산에서 가장 높게 나타났다. In this study, we investigated kinetic model for the acid-catalyzed xylan hydrolysis at temperature 120~150 oC. Also, we analyzed the kinetic parameters for xylose production and furfural decomposition. The hydrolysis of xylan and the degradation of xylose were promoted by high reaction temperature and acid concentration. The optimal hydrolysis condition for the highest reaction rate constants (k1) was different depending on the acid catalysts. Among sulfuric, oxalic and maleic acid, the xylan reaction rate constants (k1) to xylose had the highest value of 0.0241 min-1 when 100 mM sulfuric acid was used at 120 oC. However, sulfuric acid induced more xylose degradation compared to oxalic and maleic acid hydrolysis. The activation energy for xylan degradation was the highest when sulfuric acid was used.
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