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( Jae-hoi Gu ),( Dong-kyoo Park ),( Dong-ju Kim ),( Sea-cheon Oh ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 ISSE 초록집 Vol.2019 No.-
Municipal solid waste (MSW) has increased significantly in the industrialized and developing countries raising the question of its sustainable disposal management. The consciousness of protecting the clean environment these days has developed various ideas to manage MSW. Gasification is a thermal process that converts a combustible material or waste into gas through partial oxidation at elevated temperature. It is one of the promising technologies which still need to be explored to make it economically feasible. The optimum operating parameters of MSW gasification was studied in this work. The pilot plant of fixed bed type gasification/melting reactor was used to analysis the effect of operating parameters for the safe production and the stability of gas composition of synthesis gas (syngas) produced from the gasification. A series of experiments have been performed to investigate the optimum operation pressure and the furnace loading rate of waste in gasifier. In this study, The composition of syngas obtained from gasification of MSW at operation pressure of 0.3-0.4 kgf/cm<sup>2</sup>G was nearly constant. It was found that with the increase of furnace loading rate of waste, the operation pressure increased while the fluctuation ratio decreased. So, it was seen that the fluctuation of furnace loading rate of waste had some effect on the system operation pressure. For the optimum operating condition for the furnace loading rate of waste was deduced as 446-545 kg/m<sup>2</sup>hr.
구재희(Jae-Hoi Gu),김동주(Dong-ju Kim),임채영(Chae-Young Lim),여채은(Chae-Eun Yeo),이형아(Hyung-Ah Lee),조우진(Woo-Jin Cho) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2
국내 에너지소비량 중 산업부문이 137,444천toe(2019) 61 .9%로 대부분을 차지하고 있으며 제조업 이 127,431천 toe(2019)로 산업부문의 92 . 7%가 소비하고 있다. 제조업종 중 음식류 제조업이 1,929 천toe(2019)로 전체 제조업종의 1. 5%를 소비하고 있다. 제조업의 설비별 에너지 사용은 보일러용 에너지 소비량이 29.5%와 열사용/열이송 설비가 19 . 4%로 48.9%를 사용하고 있다. 제조업의 열 에너지 사용량 절감이 보일러용 및 열사용에 대한 에너지 관리물 통해 에너지 철감 및 온실가스 감축이 필요하다. 에너지 다소비 업종 중 매우 다양한 제품을 생산하는 식품가공업종의 공통적인 에너지 사용패턴 분석과 관리물 통해 공통적 인 에너지 절감 요소를 도출하여 업종 맞춤형 에너지 관리시스템의 개발이 필요하다. 이러한 식품가공업종의 열에너지의 소비패턴을 분석하여 에너지 절감을 위해 식품공장 맞춤형 에너지 소비 분석, 예측 및 절감 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 식품공장의 열에너지 생산/공급 공정인 보일러와 열에너지 사용공정인 식품가공공정의 에너지 소비구조 및 소비패턴 분석, 에너지 소비량 예측, 생산량 연계한 필수 인프라 선정. 에너지 소비 베이스라인 산정방법 개발 및 데이터분석을 통한 에너지 소비 공정제어 기술을 포함한 식품공장 맞춤형 에너지관리시스템 개발을 수행하고 있으며 이에 대한 연구내용을 정리하였다. 식품공장 맞춤형 에너지관리시스템은 유사한 식품공장 또는 유사한 에너지 소비패턴의 제조업에 확대보급이 가능한 기술을 개발·보급하여 제조업의 에너지 소비량 절감과 이에 따른 온실가스몰 감축하여 탄소중립 목표 달성에 기여하고자 한다.
고정층 가스화 용융로에서의 고상폐기물 가스화 합성가스 생산 및 가스엔진 발전 연구
구재회(Gu, Jae-Hoi),김수현(Kim, Su-Hyun),유영돈(Yoo, Young-Don),윤용승(Yun, Yong-Seung),이협희(Lee, Hyup-Hee),남상익(Nam, Sang-Ik),윤재관(Yoon, Jae-Kwan) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.06
The 3 ton/day-scale pilot plant consists of compressor, feed channel, fixed bed type gasification & melting furnace, quench scrubber, demister, flare stack and gas engine. Syngas composition of gasification using the 35.50(waste I), 4.34%(wasteII) moisture-containing solid waste showed waste I CO 25-35%, 20-40% hydrogen, waste II 25-35%, 20-30% hydrogen. Gasification melting furnace was operated 1,500{sim}1,600^{cdot}C. Gas engine was generated 35{sim}40 kW as waste gasification syngas.
구재회 ( Jae-hoi Gu ),김동주 ( Dong-ju Kim ),박동규 ( Dong-kyoo Park ),성호진 ( Ho-jin Sung ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
국내 산업단지의 에너지 사용량 절감을 위해 산업단지 에너지 효율화가 필요하며 단위 공장별 사용 후 폐기되는 에너지 또는 잉여에너지 네트워크를 통해 에너지 회수, 저장, 공급, 사용의 공간적 시간적 연계성을 고려한 에너지 통합 네트워크 기반 마련이 필요하다. 공장별 사용되는 에너지의 차별성과 동종 및 이종 공장 간의 잉여 에너지의 네트워크를 위해서는 에너지 저장기술과 개별 공장간 사용 열원의 차이를 연계할 수 있는 새로운 네트워크 방식이 필요한 실정이다. 공장에서 발생되는 폐열, 폐에너지원 및 잉여에너지를 단계별 사용 네트워크화와 기존의 배관망에 의한 열에너지 네트워크 연계가 어려운 에너지량 및 공간적 시간적 제약조건을 해결할 수 있는 열저장 공급 시스템의 개발 보급이 되어야 한다. 이러한 새로운 통합 열에너지 네트워크를 구축하기 위한 하나의 기술인 열저장 공급 기술에 대한 개발이 진행되고 있다. 이러한 열에너지 네트워크를 통해 에너지 이용효율을 높이고 이에 따라 공장에너지 절감 및 온실가스 감축에 기여할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공장에서 발생되는 폐열을 활용하는 데 있어서 폐열발생공정과 활용공정의 시간적 차이에 의한 폐열 및 잉여 열 활용의 제한적인 문제를 해결하기 위하여 상변화물질 열저장장치 적용을 통해 미활용 저급 폐열 및 잉여 열의 저장과 활용이 가능하도록 하는 데 목적이 있다. 미활용 공장폐열을 회수하여 상변화물질 이용 열저장장치의 열에너지 네트워크화 개념을 제시하고자 한다. 또한 공장에서 발생되는 공정 배출스팀 또는 온수에 대한 열에너지의 저장 특성을 고찰하였다.
바이오매스 및 폐기물 가스화 시스템의 Heat ESS 적용 가능성 평가
구재회 ( Jae-hoi Gu ),김동주 ( Dong-ju Kim ),정법묵 ( Bup-mook Jung ),김동철 ( Bryan C Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
바이오매스 및 폐기물의 에너지화 활용이 EU 및 동남아, 중국, 인도 등에서 도입이 가속화되고 있으며, 적용 기술로서 직접 연소를 통한 기술과 함께 가스화를 통한 간접연소 기술에 대한 시장이 급속히 증가하고 있다. 또한 미활용 바이오매스 활용기술로서도 가스화 기술이 검토되고 있다. 국내 폐기물 소각시설의 노후화와 소각에 대한 지역주민의 부정적인 인식으로 소각로 대체 기술로서 가스화 기술이 부각되고 있다. 온실가스 감축기술과 미세먼지 저감기술이 사회적 이슈화 되면서 가스화 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 직접연소기술과 달리 가스화 기술은 간접 연소기술로서 바이오매스 또는 폐기물을 가스화 하여 연료가스인 합성가스를 생산하고 합성가스에 함유된 오염물질을 정제한 후 청정한 합성가스를 이용한다는 장점을 가지고 있다. 저급연료인 바이오매스와 폐기물은 각각 단독으로 가스화 하기도 하고 혼합하여 가스화 할 수 있다. 국내 미활용 바이오매스의 경우 수급을 통한 대규모 플랜트의 적용이 어려움에 있으므로 발생지역에서 소규모 처리를 하는 것이 보다 효율적이다. 또한 폐기물 소각시설도 광역화에 어려움이 있는 지역은 이러한 소규모 처리를 통한 분산전원 및 에너지 이용 시 연소기술 보다는 가스화 기술이 활용성이 높다. 또한 바이오매스 및 폐기물의 가스화를 통해 생산되는 합성가스를 이용하여 발전 후, 폐열의 이용률을 높이는 것이 필요하다. 폐열의 이용률을 높이기 위해 소 내에서의 폐열활용 이외에 열저장장치(Heat ESS) 적용을 통한 인근 지역에의 열택배 시스템에 의한 열공급 가능성에 대한 기초연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 바이오매스 및 폐기물 가스화를 통해 생산되는 합성가스 특성 데이터를 이용하여 발전용량과 발전 후 폐열을 활용하여 열저장장치(Heat ESS)를 적용하는 네트워크 구축 가능성에 대해 고찰하였다. 소규모 바이오매스 및 폐기물 가스화 플랜트의 발전량을 산출하고 발전 후 폐열의 Heat ESS 적용 시공급 가능한 열용량을 산출하여 적용 가능성을 평가하였다. 열택배 시스템의 활용 가능한 열용량은 0.1 Gcal급 PCM 열저장장치 운전결과를 기준으로 하여 분석하였다. 사사: 본 연구는 2018년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구과제입니다(No.20162010104620).