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1P-332 반탄화된 바이오매스와 플라스틱의 혼합열분해를 통한 방향족 탄화수소의 생산 증진
오대준,박영권,김기훈,정재훈,박세용,노동훈,류혜원,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
바이오매스는 점점 고갈되어가는 화석연료를 대체할 수 있는 친환경 에너지원으로 주목 받고 있다. 하지만 바이오매스의 열분해로 얻어진 오일은 낮은 C/Heff로 인해 점도, 산도가 높아 곧바로 연료로 적용되기에는 어려움이 있다. C/Heff를 증가시키는 방법으로는 수소가 충분한 플라스틱을 바이오매스와 함께 투입하는 방법과 반탄화 기술(Torrefaction) 등이 있다. 반탄화란 200~300°C의 비활성 조건에서 1시간 이내로 열처리를 거쳐 바이오매스에 존재하는 수분과 휘발성 물질을 제거하여 C/Heff를 증가시키는 열화학적 전처리 공정이다. 따라서 바이오매스를 플라스틱과 촉매혼합열분해 및 반탄화처리 공정을 거치면 낮은 발열량 및 방향족 탄화수소 등의 생산을 크게 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 바이오매스로 반탄화된 샐룰로오스를, 플라스틱으로는 폴리프로필렌(PP)을 이용하여 촉매혼합열분해를 진행하였고 촉매로는 ZSM-5와 Beta 등을 이용하였다. <sup>**</sup>이 논문은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No NRF-2015R1A2A2A11001193)
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바이오 촤를 이용한 악취 및 deNO<sub>X</sub> 제거
오대준,노동훈,홍여진,이예진,김범식,이형원,이희진,박영권 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
런던협약으로 인해 음식물폐기물의 해양투기가 전면 금지되어 생성되는 폐기물을 전량 육상처리를 해야 하는 실정이다. 특히 음식물폐기물은 수분함량이 높고 다양한 양념류 사용으로 인한 악취발생량이 심각하다. 우리나라에서 배출되는 음식물 폐기물은 주로 가정이나 음식점이며, 음식물폐기물 수거를 위한 음식물폐기물통 또는 봉투는 사람들이 이동하는 보도 위에 설치되고, 이 곳에서 유래된 악취가 주변 대기에 확산되어 문제가 계속되고 있다. 따라서 악취 없는 음식물폐기물 처리에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 흡착능을 가진 탄소기반의 촉매를 이용하여 악취를 저감시키고자 하였다. 저감대상 가스는 염기성, 산성, 중성의 대표적인 악취 물질인 암모니아, 황화수소, 아세트알데히드로 선정하였다. Batch 식 반응으로 실험을 진행하였으며, 반응시간에 따른 저감 농도를 검지관을 이용하여 측정하였다. <sup>**</sup>이 연구는 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단-나노·소재기술개발사업의 지원을 받아 수행된 연구임. (No. NRF-2015M3A7B4049714)
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1P-336 바이오매스 열분해 부산물을 이용한 SCR 촉매 제조
오대준,박영권,김기훈,정재훈,박세용,노동훈,류혜원,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
다양한 종류의 산업체에서 배출되는 배가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 방법 중 가장 신뢰도가 높고 우수한 기술은 촉매를 이용한 SCR 기술이다. SCR 기술은 NOx를 포함한 연소가스에 환원제를 주입하여 혼합시킨 후 촉매층을 통과시켜 NOx를 질소와 수증기로 분해하는 기술이다. 이 때 촉매층은 피독 현상을 방지하기 위해 탈황설비 후단부에 설치해야 한다. 그런데 탈황공정을 거치면 배 가스의 온도가 급격히 내려가기 때문에 300°C이하에서 질소산화물을 저감할 수 있는 촉매 개발이 필요하다. 저온에서 활성을 가지는 촉매는 탄소계열의 촉매로 주로 활성탄을 이용하지만 열분해 공정 부산물인 바이오촤를 이용할 수도 있다. 이 연구에서는 다양한 바이오촤의 반응온도에 따른 질소산화물 제거 효율을 구하고, 저온 SCR 촉매로서의 가능성을 알아볼 것이다. <sup>**</sup>이 논문은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단·나노 소재기술개발사업의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No NRF-2015M3A7B4049714)
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오대준,박영권,김기훈,정재훈,노동훈,박세용,류혜원,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
리그노셀룰로오스 바이오매스를 이용한 열분해 공정은 화석연료의 고갈을 대비할 수 있는 대체에너지를 생산할 수 있는 공정으로 많은 주목을 받고 있다. 리그닌은 리그노셀룰로오스 바이오매스를 구성하는 요소 중 하나로서 페놀로 구성되어있는 거대한 복합체이다. 이 때문에 높은 가치를 가지는 오일을 생산할 수 있는 발전 가능성이 굉장히 높지만 낮은 반응성 때문에 리그닌 열분해에 관한 연구가 다른 구성요소인 셀룰로오스나 혜미셀룰로오스에 비해 많이 이루어지지 않고 있다. 이번 연구에서는 리그닌을 열분해를 통해 보다 효과적으로 고부가가치를 지닌 물질을 생산하기 위해 Kraft Lignin, organosolv Lignin, Dealkalin Lignin, Klason Lignin등 추출법에 따른 다양한 리그닌을 다양한 조건을 대입시켜 가장 최적의 열분해 조건을 찾는 것을 목표로 하였다. <sup>**</sup>본 연구는 2014년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구과제입니다. (No. 2014010091790)
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1P-338 고정층 열분해 반응기를 이용한 리그닌의 촉매열분해
오대준,박영권,김기훈,정재훈,노동훈,류혜원,박세용,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
화석연료의 과도한 사용과 그로 인해 발생한 환경오염은 환경을 연구하는 학자로 하여끔 대체에너지를 개발하는데 많은 관심을 가지게 하였다. 많은 대체에너지 중 바이오매스를 열분해하여 만들어진 바이오 오일은 대체에너지로서의 발전가능성이 아주 높다고 평가받고 있다. 리그노셀룰로오스 바이오매스를 구성하는 세가지 요소 중 리그닌은 나머지 요소에 비해서 열분해 반응성이 낮아서 연구가 활발히 진행되고 있지 않다. 보다 원활한 리그닌의 열분해를 위해 반응기의 촉매층에 pellet 형태의 ZSM-5(20), ZSM-5(50), ZSM-5(200)등의 silica/alumina의 비가 각각 다른 제올라이트 촉매를 넣고 촉매열분해 실험을 진행하였다. 촉매열분해 후 오일을 포함한 bio-char, gas, coke의 수율을 측정하였고 가스 분석의 진행 및 오일의 개질정도를 알아보기 위해 GC/MS를 이용하여 오일분석을 추가적으로 진행하였다. <sup>**</sup>본 연구는 2015년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구 과제임(No. 20153030101580)
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오대준,박영권,김기훈,정재훈,노동훈,박세용,류혜원,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
인류는 산업의 발전과 더불어 각종 문명의 혜택을 누리고 있으며, 반면에 각종 오염원에 노출되어 인간의 건강을 위협받고 있다. 인간의 후각을 자극하여 삶의 질을 떨어뜨리는 악취물질은 그 수를 헤아릴 수 없이 다양하다. 그 중 암모니아는 대표적인 악취물질 중 하나이다. 흔히 우리가 분뇨냄새라고 칭하는 암모니아는 다량 흡입할 경우 불쾌감을 주는 것은 물론 기관지나 폐에 염증을 발생시키는 등 건강에 악영향을 끼치기 때문에 실생활에서 발생하는 암모니아를 제거할 필요성이 있다. 탄소 기반의 촉매는 흡착과 촉매 작용으로 암모니아를 저감시키는데 이용될 수 있다. 다양한 탄소 물질 중, 열분해 부산물인 바이오촤를 활성화하거나 금속을 담지시키면 촉매로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 바이오촤를 이용하여 암모니아 저감효율을 비교하였다. 반응기로는 Tedlar Bag을 이용하였고, 반응기 속 암모니아 농도를 맞추기 위해 NH<sub>3</sub>/N<sub>2</sub> Balance 가스를 이용하였다. <sup>**</sup>이 논문은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단-나노·소재 기술개발사업의 지원을 받아 수행된 연구임(No. NRF-2015M3A7B4049714)
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1P-330 촤와 플라즈마를 이용하면 음식물폐기물 악취저감 연구
오대준,박영권,김기훈,정재훈,박세용,노동훈,류혜원,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
음식물 폐기물로 인한 환경오염과 그로 인한 불편이 날이 갈수록 심각해지고 있다. 우리나라에서 음식물 폐기물의 배출원은 주로 가정이나 음식점 등이며, 수거를 위한 음식물 쓰레기통 혹은 봉투는 사람들이 이동하는 보도 위에 설치되어 있는데 이때 발생하는 악취가 상당하며 주변 대기에 확산됨으로써 불편을 야기한다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마를 이용하여 악취저감물질 중 하나인 아세트알데히드를 저감하고자 하였다. 열분해 부산물인 바이오촤를 이용하였으며, 바이오촤에 금속담지 및 KOH 등을 처리하여 아세트알데히드 저감 등을 비교하였다. <sup>**</sup>이 논문은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단·나노 소재기술개발사업의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No NRF-2015M3A7B4049714)
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1P-337 금속 담지 촉매와 플라즈마를 이용한 음식 폐기물 악취 제거
오대준,박영권,김기훈,정재훈,류혜원,노동훈,박세용,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
우리나라에서 배출되는 음식 폐기물은 수분함량이 높고 다양한 양념류 사용으로 인하여 악취발생량이 심각하다. 음식 폐기물은 주로 가정이나 음식점에서 배출되고, 수거를 위한 음식 폐기물통 또는 봉투는 사람들이 이동하는 보도 위에 설치되어 악취가 주변 대기에 확산됨으로써 환경 문제를 일으킨다. 따라서 악취를 발생시키지 않는 음식물폐기물 처리에 대한 연구가 필요하다. 수분이 많은 음식물 쓰레기의 악취는 습식 플라즈마를 이용하여 저감할 수 있는데, 이 방안은 악취 원인 물질 중 하나인 아세트알데히드의 제거율이 높지 않고 오존이 생성되어 2차 오염을 유발하는 문제가 있다. 이 때 촉매를 이용하면 제거되지 않은 아세트알데히드와 오존을 제거하여 환경오염을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 망간과 구리를 담지한 천연 제올라이트와 허니콤을 이용하여 반응 시간에 따른 아세트알데히드와 오존 농도를 측정하고 제거 효율을 비교하였다. <sup>**</sup>이 논문은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단-나노·소재 기술개발사업의 지원을 받아 수행된 연구임(No. NRF-2015M3A7B4049714)
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오대준,박영권,김기훈,정재훈,노동훈,박세용,류혜원,( Shafaghat Hoda ),( Sirous Rezaei Pouya ) 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
화석연료의 고갈에 따른 신재생에너지 자원의 확보는 전 세계적으로 가장 중요한 관심사의 하나가 되고 있으며 대체에너지 개발의 필요성이 커지고 있다 바이오매스나 폐기물을 에너지로 전환하는 기술 중 열화학적 전환 공정은 크게 연소, 가스화 및 열분해 기술로 구분할 수 있다. 열분해 기술은 산소를 공급하지 않고 시료의 열적분해를 통해 액상의 생성물을 얻는 기술이다. 이 액상 생성물은 열, 전기, 화학물질, 연료에 적용이 가능하다. 그러나 바이오오일 내에 존재하는 고형물과 산소는 오일의 안정성과 품질이 낮은 특징이 있다. 특히, 높은 산소 함량은 일반적으로 사용되어 온 연료와 비교하면 절반 이하의 낮은 에너지밀도를 유발하고 탄화수소 연료와의 혼합을 불가능하게 하기 때문에 질적 향상을 위한 개질이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 제올라이트 촉매를 이용한 도시고형폐기물의 촉매열분해를 통하여 개질된 바이오오일을 생산하였다. <sup>**</sup>이 논문은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No NRF-2015R1A2A2A11001193)
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