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고부가가치 화합물 제조를 위한 가스화 대상 폐기물 선정 및 자원화네트워크 구축
성호진(Sung, Hojin),구재회(Goo, Jaehoi),임용택(Lim, Yongtaek),김나랑(Kim, Narang),박수남(Park, Soonam),김수현(Kim, Suhyun),추수태(Choo, Sootae) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.06
본 연구에서는 울산산업단지 및 인근 지자체에서 발생하는 가연성폐기물 중 화학산업의 원료로 공급하기 위하여 활용가능한 폐기물들을 선정하고, 선정된 폐기물들의 안정적인 수급을 위하여 자원순환네트워크를 구축하는 연구를 수행하였다. 활용가능한 폐기물을 선정하기 위하여 먼저 선정기준을 설정하고, 울산지역에서 발생하는 가연성폐기물의 발생 및 처리현황, 폐기물의 특성 등을 고려하여 활용가능량을 산출하였다. 또한 이들 폐기물을 지속적으로 수급하기 위하여 울산산업단지 기업과 지자체, 합성가스 이용 업체 등으로 구성된 컨소시움을 구축하는 방안을 제안하였다.
성호진(Hojin Sung),남성방(Sungbang Nam),박영수(Yeongsu Pakr),구재회(Jaehoi Gu) 한국연소학회 2014 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.2014 No.11
Since contaminants of syngas obtained from the biomass gasification are removed, the syngas is clean fuel. In this study a high-efficiency energy production system is developed. The system produces electricity using a waste pressure and feeds a low-pressure steam to Dyeing industrial complex. Also, iron oxide derived from dyeing sludge is utilized as a self-catalyst to reform a tar and reduce a tar emission from gasifier. This system increases the amount of syngas and finally achieves a highly efficient gasification.
폐금속을 이용한 바이오매스의 고효율 가스화 및 타르 발생량 저감
성호진(Sung, Hojin) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
바이오매스 가스화 프로세스 개발에 있어서 가장 기본적인 해결과제는 고발열량의 합성가스 제조, 냉가스 효율의 향상, 타르 발생량 저감 및 제거이다. 가스화 효율 향상에 대한 연구는 국내외 적으로 많이 이루어지고 있으나, 타르 발생량 저감에 대한 연구는 많이 이루어져 있지 않다. 타르는 분자량이 큰 방향적 탄화수소로 응축되면 점성이 높아 배관폐쇄, 정제설비의 압력손실 증가로 인해 운전정지 및 가스화율 저하의 원인이 된다. 가스화로에서 타르 발생량을 저감시키는 방법 중에는 Ni계 촉매를 이용하는 방법이 있으나, 카본 누적에 의한 활성저하, 알칼리금속에 의한 응집 등의 문제가 발생할 수 있다. 한편 철산화물은 합성가스 중의 C2-C3계의 타르를 분해하는데 효과가 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 적벽돌, 염색슬러지 회재 등에는 철산화물이 다량 함유되어 있는 것에 착안하여 폐기물중의 폐금속을 이용한 바이오매스 가스화에 대한 연구를 수행하였다. 점토광물계 폐기물인 적벽돌 파쇄물(SiO₂ 67.2%, Al₂O₃ 19.7%, Fe₂O₃ 8.7%, K₂O 2.0%, TiO₂ 1.2%, MgO 0.7%)을 전처리 한 후 유동매체로하여 우드펠렛을 가스화한 결과, 가스 생성량이 증가하고, 타르 및 탄화수소류가 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 타르는 후단의 타르 트랩에서 타르가 거의 검출이 되지 않았다. 전처리를 하지 않은 적벽돌 파쇄물은 반응시간이 경과한 후에 가스화율이 증가함에 따라 철화합이 가스화로내에서 환원되어 타르를 분해하는데에는 어느 정도의 반응시간이 필요한 것을 확인하였다.
성호진(Hojin Sung),박영수(Yeongsu Park),안성율(Seongyool Ahn),박종혁(Jonghyeok Park),홍세윤(Seyoon Hong) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
바이오차(biochar)는 2021년 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 6차 보고서에 공식적인 이산화탄소 제거 기술에 포함되면서 전 세계적으로 탄소 감축 수단으로 주목을 받고 있다. 바이이오차 기술은 상대적으로 비용이 저렴하고 토양의 질 이 좋아질 뿐만 아니라 이산화탄소 동의 온실가스 감축에 긍정적인 반면, 식량안보에는 부정적인 것으로 평가되고 있다. 이러한 우려를 해소하기 위해서는 작물이 아닌 미활용 바이오매스(EFB, 바가스, 왕겨, 축분, 음식물류폐기물 동)를 활용할 필요가 있다. 본 연구에서는 인도네시아에서 팜오일 생산 후 미활용 되고 있는 팜부산물(Empty Fruit Bunch)을 활용한 바이오차 비즈니스 모델에 대한 검토를 수행하였다. 검토된 인도네시아 바이오차 사업 규모는 EFB 500ton/day을 사용하여 바이오차 50ton/day를 생산하고 건설비는 약 120억원, 연간수입은 약 80억원으로 추정되었다. 간이 타당성분석 결과는 B/C가 2.61, 투자비 회수기간이 4. 50년으로 경제성 이 높은 것으로 확인됨에 따라 해외 탄소배출권 확보는 물론 수요가 많은 유럽 및 북미지역으로의 진출이 가능할 것으로 판단되었다.
Updraft 고정층 가스화 시스템에서의 왕겨 가스화 합성가스 정제특성
윤영식(Yoon, Youngsik),성호진(Sung, Hojin),박수남(Park, Sunam),구재회(Gu, Jaehoi) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
지속가능한 발전과 저탄소 녹색성장의 개념이 대두되면서 우리나라를 비롯한 주요 선진국은 자국의 화석연료 의존도를 낮추고 대체에너지로 환경친화적이며, 청정에너지로 각광받는 신 재생에너지의 활용에 경제적, 정책적 지원을 아끼지 않고 있는 실정이다. 실제로 유럽에서는 바이오매스의 일종인 우드칩을 활용한 가정용 보일러가 보급되고 있으며, 동남아시아에서는 열대식물을 이용한 저온열분해를 활용하여 바이오디젤을 생산하고 있다. 우리나라의 경우 대부분의 바이오매스는 발생되는 임야에서 재이용되거나 경제성이 있을 경우에 운송되어 재활용되고 있으며, 임부목과 같은 일부 바이오매스는 수익성이 없어 발생현지에 방치되는 경우도 있다. 본 연구에서 주목한 왕겨의 경우 미곡종합처리장에서 대량으로 발생되지만 그 활용도에 있어서 축적된 바이오에너지에 비해 에너지회수율이 저조하다고 할 수 있다. 왕겨는 임야에서 발생되는 폐목재나 다른 바이오매스에 비해 함유되어 있는 수분이 적고(12%), 휘발분의 함량이 많으며(58%), 고정탄소(17%), 회분(13%)로 열분해/가스화에 적용가능하다. 본 실험에서 생산된 합성가스의 활용방법으로는 보일러를 이용한 스팀 및 전력생산, 가스엔진을 이용한 전력생산, 폐열회수 등이 있으며 생산된 합성가스를 활용하기 위해서는 오염물질의 정제특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 존재하는 분진, 타르, HCl, HCN, NH₃의 제거효율을 조사하였다.
허려화(Lihua Xu),성호진(Hojin Sung),이진욱(Jinwook Lee),김형택(Hyung-Taek Kim) 한국에너지기후변화학회 2011 에너지기후변화학회지 Vol.6 No.2
The design program tool of carbon dioxide membrane vacuum stripper system for the MEA absorber was developed by PTFE plate-membrane contactor. And results of numerical simulation and experiments were compared at various stripping temperature and vacuum pressures. The stripping rate of carbon dioxide increased with increasing stripping temperature and vacuum pressure. The carbon dioxide stripping rate obtained from experiments substantially coincided with program simulation. By using the developed design program, we can design CO<SUB>2</SUB> membrane vacuum stripper system and derive optimal condition from various operating conditions.