http://chineseinput.net/에서 pinyin(병음)방식으로 중국어를 변환할 수 있습니다.
변환된 중국어를 복사하여 사용하시면 됩니다.
음식물쓰레기와 바이오매스의 공동열분해를 통한 환경적 처리
이제찬 ( Jechan Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-
최근 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물이 지구온난화에 크게 기여한다는 결과가 보고되었으며, 이들의 처리가 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 음식물쓰레기와 폐바이오매스의 친환경적 처리를 위해 연속흐름 반응기를 이용한 공동열분해 공정을 적용하였다. 이를 위해 열분해 온도, 열분해 매체(N<sub>2</sub>)의 유속, 음식물쓰레기와 나무껍질의 혼합 비율과 같은 주요 공동열분해 매개변수가 3가지 상의 열분해 생성물(비 응축성 가스, 응축성 화합물, 바이오차)의 수율, 조성 및 특성에 미치는 영향을 조사했다. 높은 온도에서 더 많은 양의 비 응축성 가스가 생성되고 적은 양의 바이오차가 생성된다. 700℃에서 1:1의 중량비일 때 수소가스(H<sub>2</sub>)의 최고 수율을 얻었고 동시에 페놀 및 다환 방향족탄화수소(PAH) 화합물의 생성을 억제하는 결과를 얻었다.
바이오매스 기반 열화학적 전환 공정에서의 이산화탄소 활용
이제찬 ( Jechan Lee ),권일한 ( Eilhann Kwon ),옥용식 ( Yong Sik Ok ) 한국환경농학회 2016 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2016 No.-
바이오매스 기반 에너지 생산 및 바이오차의 매우 낮은 생분해성 특성을 활용한 탄소고정 및 저장은 우리의 화석 연료 의존성을 낮춤과 동시에 지구온난화 문제를 동시에 해결해 줄 수 있는 대안으로 제시되고 있다. 하지만, 바이오매스의 성상 특이성으로 인한 바이오매스의 에너지화가 매우 어려운 것이 현실이나 열화학적 전환 공정(열분해·가스화)은 다른 바이오연료 공정 대비 바이오 매스의 성산 특이성에 매우 탄력적일뿐만 아니라 바이오매스를 대량으로 처리할 수 있는 장점이 있다. 또한, 탄소 중립원인 바이오매스를 활용함에 있어 이산화탄소를 반응 미디어 및 원료로 사용할 경우 열화학적 전환 공정의 효율 증대를 통한 이산화탄소의 절감 효과 및 친환경 공정 구축이 가능하며 이는 곧 궁극적인 탄소 관리라 할 수 있다. 따라서 본 연구는 바이오매스 기반 열화학적 전환 공정에서 이산화탄소 활용을 통한 에너지 생산 및 공정 효율의 극대화가 가능함을 실험적으로 실증하고 있다. 즉, 열화학적 전환 공정에서의 이산화탄소 활용을 통하여 합성가스 생산량 증대, 타르 생성 저감, 바이오차 성상 변화 등이 가능함을 본 연구를 실험적으로 실증하고 있다. Harnessing biomass as an initial feedstock for energy recovery has been considered as a viable means to mitigate global climate change triggered by anthropogenic carbon input and to resolve energy security issue attributed to our inevitable dependence on fossil fuel. Despite numerous merits associated with utilizing biomass as an initial feedstock for energy recovery, transforming biomass into biofuel has been considered as very challenging due to its heterogeneous structural matrix as well as technical incompleteness. In this respect, the thermo-chemical process (i.e., pyrolysis and gasification) can be a viable options for converting biomass into energy since the thermo-chemical process is not sensitive to the heterogenous structural matrix of biomass and is suitable for mass production. In addition, recent recognition of biochar as a means of the principle strategy for carbon storage and capture has drawn a great deal of attention from our social, scientific and engineering community. In order to achieve the ultimate carbon management, utilizing carbon dioxide as reaction medium and/or an initial feedstock is highly desirable. Thus, this study placed great emphasis on the possible utilization of carbon dioxide in the thermo-chemical process. This study experimentally evidenced that the genuine effects of carbon dioxide led to the enhanced generation of synthetic gas (i.e., H2 and CO) via the enhanced thermal cracking of volatile organic compouds (VOCs) evoleved from thermolysis of biomass and the direct reaction between carbon dioxide and VOCs. The identified influence of carbon dioxide in the thermo-chemical process led to the subsequent reduction of condensable hydrocarbons (e.g., tar) using VOCs as the substrate for synthetic gas. Moreover, these genuine influences of carbon dioxide led to the modification of physico-chemical properties of biochar. Thus, this study will provide the futuristic optimism on using carbon dioxide in the thermo-chemical process since the identified mechanistic influence of carbon dioxide can be applicable in various research and industrial fields.
이제찬 ( Jechan Lee ),김지은 ( Jieun Kim ),권일한 ( Eilhann Kwon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
지구 온난화와 같은 환경 문제가 대두되고 화석 연료에 대한 의존도가 높아짐에 따라 탄소 중립 개념에 대한 관심이 높아졌다. 특히, 전세계적으로 폐기물의 에너지화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 혐기성 소화는 유기성 폐기물로부터 바이오가스를 생성하는 에너지 회수의 한 방법으로써 전 세계적으로 많이 사용되는 기술이며 혐기성 소화의 효율 증대와 관련된 연구 또한 지속되고 있다. 혐기성 소화의 효율 극대화와 안정적인 운영을 위해서는 운영 조건을 최적화하고 최적화된 운영 조건을 모니터링 및 관리하는 것이 매우 중요하다. 혐기성 소화 운영에 있어 메탄가스량, 온도 등과 같은 여러 인자들 중, 휘발성 유기산의 농도 변화를 모니터링하는 것은 단시간에 급작스러운 반응조 내 변화를 확인하는 데에 매우 효과적인 인자 중 하나라는 것이 많은 연구를 통해 밝혀졌다. 기존 휘발성 유기산 농도 측정법에는 적정법, GC분석법 등이 있으며, 이들 측정법들은 분석 시간이 오래걸리고 측정 결과가 분석 조건에 민감하기 때문에 새로운 측정법의 개발이 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하며 신뢰성이 확보된 결과를 측정할 수 있는 다공성 물질 이용 촉매모사반응을 적용하였다. 본 연구에서 다룬 휘발성 유기산 측정 방법은 다공성 물질을 이용하여 열적 처리를 통한 휘발성유기산의 에스터화반응을 이용한 방법으로서, 별도의 용매 추출 없이 바로 물 속의 휘발성 유기산의 농도를 측정할 수 있으며 높은 정확성과 재현성을 가진다. 본 연구에서는 휘발성 유기산 농도 측정을 위해 촉매모사반응의 메탄올과 샘플의 비율, 샘플 농도, 반응 온도 등 주요 인자들의 최적화를 진행하였다. 또한, 기존의 휘발성 유기산 농도 측정법 중 하나인 분광광도법과 측정 결과를 비교하였다.
이제찬 ( Jechan Lee ),최동호 ( Dongho Choi ),권일한 ( Eilhann Kwon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
전 세계적으로 가금류의 소비가 증가함에 따라, 가금류와 관련된 폐기물 증가해왔다. 이 가금류 관련 폐기물의 지속적으로 처리함과 동시에 에너지 회수를 위하여, 본 연구에서는 이산화탄소 조건하에서 열분해를 진행하였다. 이산화탄소의 영향을 조사하기 위해, 일반적으로 열분해 공정에서 사용되는 질소조건을 기준으로 하여, 열중량 분석, 열분해에서 발생한 가스 및 타르를 분석, 비교하였다. 먼저 열중량 분석은 25℃부터 900℃로 진행하였으며, 분석한 결과에 의하면 650℃까지 물리적인 차이가 없었다. 다음으로 이산화탄소의 화학적인 영향을 조사하기 위해, 열분해(270℃부터 720℃)에서 발생한 주요 가스인 수소, 메탄, 이산화탄소 각각의 농도에 대해 분석하였고, 최종적으로 발생한 타르의 양을 측정하였다. 이산화탄소의 효과로서 일산화탄소가 증가하고 타르발생량이 감소하였다. 이 결과에 의하면, 열분해에서 발생한 VOCs가 이산화탄소 조건에서 더 쉽게 분해되었고, 이에 따라 일산화탄소가 증가한 것으로 보여진다. 본 연구는 잠재적인 지구온난화 가스인 이산화탄소를 이용함으로써 효율적인 에너지회수를 동반한 폐기물을 처리할 수 있는 새로운 방법을 제시한다.
우분의 열분해에서 이산화탄소를 이용한 타르로부터 합성가스로의 탄소 분배를 이용한 벤젠 유도체의 저감
이상룡 ( Sang-ryoung Lee ),조성헌 ( Seong-heon Cho ),이제찬 ( Jechan Lee ),이태우 ( Taewoo Lee ),오정익 ( Jeong-ik Oh ),옥용식 ( Yong-sik Ok ),권일한 ( Eilhann Kwon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
현대의 경제적인 번영과 함께 가축 및 유제품에 대한 전 세계적인 수요는 지속하여 증가해왔다. 이에 가축의 광대한 수요는 환경문제를 일으키지 않는 가축 분뇨 처리에 대한 많은 걱정을 불러 일으켰다. 가축 분뇨의 탄소 중립성 때문에 가축 분뇨가 재생 가능한 탄소 원으로서 고려할 때 바이오 연료의 원료로서 가축 분뇨를 이용하는 것은 친환경 적이고 에너지 회수에 있어 지속 가능한 방법이다. 그러므로 가축 분뇨를 처리하는 친환경적이고 효과적인 기술을 고안하는 것은 중요하다. 이러한 관점에서 이산화탄소를 이용한 바이오매스의 열분해가 연구되어져 왔고 이산화탄소가 바이오매스 열분해의 열효율을 증대시킨다는 것이 밝혀졌다. 본 연구는 에너지 회수 뿐 만 아니라 벤젠 유도체의 형성 저감의 관점에서 우분의 열적 분해 동안에 이산화탄소의 역할에 대한 이해에 대하여 주로 다루고 있다. 우선 우분의 열중량분석을 통해 질소와 이산화탄소 조건에서 열적 분해 특성을 알아보기 위하여 수행되어졌다. 다음으로 반응 열화학 공정에서 매개체로서 이산화탄소의 도입은 질소 대비 일산화탄소의 농도가 향상되었다. 이러한 결과는 이산화탄소에 의해 향상된 열분해로부터 유도되어진 휘발성 유기물질들과 이산화탄소의 직접 반응하는 열적 분해로부터 초래 되었다. 게다가 열분해로부터 발생되어진 타르에서 벤젠 유도체들의 양은 열분해 매개체로서 질소 대신에 이산화탄소를 사용할 때 감소되어졌다. 이러한 연구의 결과는 전통적인 열화학 공정들보다 더 향상된 에너지 회수를 보이고 더 적은 오염 물질들을 방출하는 새로운 방식의 지속가능한 가축 분뇨 처리 방법임을 제시한다.