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조태수(Tae-Su Jo),이오규(Oh-Kyu Lee),안병준(Byung-Jun Ahn),최준원(Joon-Weon Choi) 한국산림바이오에너지학회 2006 산림바이오에너지 Vol.25 No.1
탄화온도가 제조된 목탄의 물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 300~900℃에서 탄화한 국산 수종의 목탄 특성을 조사하였다. 탄화수율은 600℃까지는 급격히 감소하나 그 이상의 온도에서는 수율감소가 둔화되었으며, 탄화온도의 증가와 더불어 목탄의 pH는 증가하여 알칼리성을 나타내었다. 목탄의 열량은 600~700℃에서 최고를 나타내며, 더 높은 온도에서 탄화하더라도 열량의 증가는 보이지 않았으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 열량을 나타내었다. 또한 탄화온도의 증가에 따라 탄소함량이 증가하는 반면, 수소나 산소함량은 감소되었고, 목탄의 비표면적은 600℃까지는 탄화온도의 증가와 함께 증가하나, 그 이상의 온도에서는 감소되거나, 증가 폭이 감소된 후, 800℃ 이상의 탄화온도에서 다시 증가하는 경향이 있었다. 목탄의 흡착력을 요오드흡착량 및 초산가스 흡착력으로 조사 한 바, 탄화온도의 증가와 함께 이들에 대한 흡착성이 증가하였으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 흡착력을 나타내었다. 이상과 같은 결과로부터 탄화온도에 따라 목탄의 물성과 흡착성이 다르기 때문에 목탄의 특성을 고려하여 적정한 용도에 사용되어야 목탄 효과를 극대화할 수 있을 것으로 생각된다. Properties of wood charcoal made from the domestic wood species at 300-900℃ have investigated to understand the correlation between carbonization temperature and chemical and physical characteristics of wood charcoal. In terms of charcoal yield at particular carbonization temperatures, it was drastically decreased until the temperature reaches up to 600℃ and the decrease ratio of yield was reduced at higher temperatures. As the carbonization temperature increased, pH of the wood charcoal increased so that it became basic at last. The wood charcoal prepared at 600~700℃ showed the highest caloric value and those of wood charcoals made at higher temperature became plateau at a little lower level than the peak. The caloric value of Japanese larch charcoal was a bit higher than that of Red oak charcoal. The carbon content in the wood charcoal was increased as the carbonization temperature increased, whereas the hydrogen content was decreased. Specific surface area of the wood charcoal became larger with increase in temperature up to 600℃ but it was decreased or reduced in the increasing ratio after, and then it rose again at higher temperature than 800℃. Absorption capacity of the wood charcoal against iodine and gaseous acetic acid became greater as the carbonization temperature increased. Japanese larch charcoal presented higher absorption capacity than Red oak charcoal. As the above results, it is revealed that carbonization temperature affects the chemical and physical properties of wood charcoal. Therefore, to use wood charcoal with maximum effect it should be prepared at optimum temperature for proper use.
채광석,조태수,최석환,이수민,황혜원,최준원,Chea, Kwang-Seok,Jo, Tae-Su,Choi, Seok-Hwan,Lee, Soo-Min,Hwang, Hye-Won,Choi, Joon-Weon 한국응용과학기술학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.1
시료의 입경 및 투입량 차이에 따른 바이오오일의 특성변화를 알아보기 위하여 0.5~2.0 mm 크기의 굴참나무(Quercus variabilis) 시료 300~900 g을 $465^{\circ}C$에서 1.6초 동안 급속열 분해하여 바이오오일을 제조하였다. 입경 및 투입량 차이에 따른 열분해 생성물의 수율변화에는 눈에 띠는 경향은 없었지만, 바이오오일 수율이 가장 많아 약 60.3~62.1%를 차지하였고, 미응축가스, 바이오차 순이었다. 바이오오일을 냉각관으로 응축하여 얻은 1차 바이오오일과 전기집진장치로 얻은 2차 바이오오일로 구분하여 수율을 측정한 결과, 1차 바이오오일의 수율이 2차 바이오오일 수율의 약 2배 이상을 나타내었다. 그러나 발열량은 2차 바이오오일이 1차 바이오오일 보다 약 2배 이상 높았으며, 최대 5,602 kcal/kg을 나타내었다. 1차 바이오오일의 수분함량이 20%이상으로 2차 바이오오일의 수분함량 10% 이하였다. 또한 2차 바이오오일의 원소분석 결과, 1차 바이오오일보다 탄소함량이 높고, 산소함량이 낮았기 때문에 수분함량과 원소조성 특성도 발열량에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 바이오오일의 저장온도가 높을수록 또는 저장기간이 길수록 점도가 증가하며, 2차 바이오오일의 점도 증가 정도가 1차 바이오오일보다 컸는데, 저장기간 중에 바이오오일 성분 간의 화학적 결합에 의한 바이오오일의 고분자화가 진행되는 것으로 판단된다. In this study the differences in the sample size and sample input changes as characteristics of bio-oil oak(Quercus variabilis), the oak 0.5~2.0 mm of the oak weighing 300~900g was processed into bio-oil via fast pyrolysis for 1.64 seconds. In this study, the physico-chemical properties of biooil using oak were investigated. Fast pyrolysis was adopted to increase the bio-oil yield from raw material. Although the differences in sample size and sample input changes in the yield of pyrolysis products were not significantly noticeable, increases in the yield of bio-oil accounted for approximately 60.3 to 62.1%, in the order of non-condensed gas, and biochar. When the primary bio-oil obtained by the condensation of the cooling tube and the seconary bio-oil obtained from the electric dust collector were measured separately, the yield of primary bio-oil was twice as higher than that of the secondary bio-oil. However, HHV (Higher Heating Value) of the secondary bio-oil was approximately twice as higher than that of the primary bio-oil by up to 5,602 kcal/kg. The water content of the primary bio-oil was more than 20% of the moisture content of the secondary bio-oil, which was 10% or less. In addition, the result of the elemental analysis regarding the secondary bio-oil, its primary carbon content was higher than that of the primary bio-oil, and since the oxygen content is low, the water content as well as elemental composition are believed to have an effect on the calorific value. The higher the storage temperature or the longer the storage period, the degree of the viscosity of the secondary bio-oil was higher than that of the primary bio-oil. This can be the attributed to the chemical bond between the polymeric bio-oil that forms during the storage period.