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- 저자 : 정법묵 (검색결과 72 건)
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음식물 폐기물의 연료화를 위한 Torrefaction 반응 특성 연구
정법묵,김동주,구재회,박길주,조한종,오세천,Jeeban Poudel 한국폐기물자원순환학회 2018 한국폐기물자원순환학회지 Vol.35 No.1
In this study, a lab-scale experiment was conducted to derive the optimal torrefaction conditions for upscaling foodwaste torrefaction to generate solid fuel. Basic characteristic analyses (a proximate analysis, elemental analysis, calorificvalue and thermogravimetric analysis) were conducted and further used to develop experimental conditions duringupscaling. Based on the characteristics analysis, the experiments were conducted by varying the heating rates by 5, 10and 15oC/min, varying the torrefaction temperature from 200 to 550oC at an interval of 50oC and varying the torrefactionresidence time from 0 to 50 minutes at an interval of 10 minutes. The heating rates were varied and only carried out forthe combustion experiments of the torrefied product at a temperature range of 50 to 800oC. The results show that theoptimal torrefaction temperature and residence time of food waste torrefaction were 250 ~ 350oC and 30 ~ 40 minutes,respectively.
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슬러지류 폐기물의 염기도(CaO/SiO2)에 따른 용융 특성 분석
정법묵,김동주,박동규,박영수 한국폐기물자원순환학회 2019 한국폐기물자원순환학회지 Vol.36 No.6
Basic oxide, such as SiO2 and Al2O3, which are the main components of ash, are generally known as materials with highmelting temperatures. One characteristic of these components is that the melting temperature is lowered by the formation ofa eutectic compound under constant mass ratio conditions. In this study, combustion melting technology was applied to reducethe volume of sludge and to minimize its potential to cause harm. Analyses of the basic properties of the sludge and ash wereperformed to assess the melting and heavy metal emission characteristics of the sludge. An XRF analysis was performed tocalculate the basicity of the sludge waste. The ratio of basicity (CaO/SiO2) was calculated using the XRF analysis results. Weused one kind of sewage sludge and two kinds of waste water sludge. The basicity was 0.642 for sewage, 0.193 for dyeing,and 4.132 for wastewater sludge. The basicity was controlled by adding CaO or SiO2. The experiment was carried out at aconstant temperature, and the pouring index was calculated by measuring the melting length according to the basicity.
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무기계 상변화 물질을 이용한 온수 축열 및 방열 성능 평가 연구
정법묵,박동규,구재회,김동철 한국폐기물자원순환학회 2019 한국폐기물자원순환학회지 Vol.36 No.3
Although many domestic industrial and incineration facilities utilize waste heat generated during processing, they onlyuse waste heat and do not utilize waste heat of relatively low quality. In this study, we intended to develop a technologyto store and supply waste heat by using latent heat and latent heat of inorganic PCM(Phase Change Material) as a meansof utilizing low-quality waste heat generated by industrial processes. A PCM thermal storage device was built, and theheat storage and releasement performance were evaluated through repeated experiments. A manufactured PCM heatstorage device used water as a heat transfer medium. The water was heated to an average temperature of 96.8oC andsupplied to the PCM heat storage system. The average heat storage amount of the PCM heat storage device during heatstorage operation was 321.5 MJ, and 321.5 MJ of heat stored in the PCM heat storage device was discharged throughwater and air. It was able to heat to 283.4 MJ when heated through water and 300.7 MJ when heated through air. Theoverall efficiency of the entire system, calculated as the amount of heat releasement compared to the amount of heat stored,was 88.2% using water and 93.5% using air.
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정법묵,임용택,구재회,박길주,( Jeeban Poudel ),오세천 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
1997년 교토의정서를 시작으로 2016년 파리기후협약이 발효되며 온실가스 저감을 위한 세계적인 노력이 계속되고 있다. 국내에서는 ‘폐자원 및 바이오매스 에너지 대책’의 실행을 위해 폐자원의 고형연료화 등 각종 에너지화 시설의 확충을 장려하고 있으며, 이를 통해 2020년까지 1,169만톤/년의 폐자원 에너지화를 달성하고자 한다. 폐자원 및 바이오매스는 가용 잠재량이 풍부하며, 저렴한 비용으로 신재생에너지 공급의 조기 성과 창출 및 온실가스 감축의무를 이행할 수 있는 수단이다. 반탄화 기술은 취급과 저장이 용이하며, 높은 에너지 밀도를 갖는 고형 연료를 생산하는 기술로 낮은 발열량과 높은 함수율을 갖는 바이오매스의 전처리 과정으로 국내외에서 연구되어 왔다. 일반적인 반탄화 기술의 공정은 원료를 200~300℃의 저온에서 환원분위기를 유지하며 10분에서 60분 동안 열처리하는 기술을 말한다. 본 연구에서는 폐목재와 하수슬러지를 반탄화 기술에 적용하여 고형연료를 생산하는 기술 개발을 위한 0.1 ton/day 급 규모 설비의 운전 특성 파악을 위해 수행하였다. 실험에 쓰인 폐바이오매스는 일반 폐목재(40%)와 하수슬러지(60%)를 혼합하여 사용하였다. 반탄화 공정은 Rotary Kiln에서 반응 온도 250℃, 300℃, 체류시간 40분, 60분의 실험 조건에서 반탄화 실험을 실시하였다. 실험 결과 반탄화 반응을 통해 생성된 반탄화물은 반응 온도가 증가함에 따라 연료수율 및 연료비는 감소하는 경향을 나타냈으며, 연료수율이 70% 이상을 나타내는 반응 영역에서는 연료비가 2.5~3.0의 범위를 나타내었다. 발열량의 경우 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 반탄화물의 에너지 수율은 250℃부터 서서히 증가하다가 270℃ 부근에서 감소하는 경향을 나타내었다.
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유기질 상변화 물질을 이용한 0.1Gcal급 열저장 시스템의 운전 특성
정법묵 ( Bup-mook Jeong ),박동규 ( Dong-kyoo Park ),구재회 ( Jae-hoi Gu ),노광두 ( Kyang-du Noh ),안중언 ( Jung-eon Ahn ),김동철 ( Dong-chul Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
과도한 화석연료 의존에 따른 지구온난화, 오존층 파괴, 환경오염 등의 문제가 범세계적 공동대처과제로 대두되고 있다. 국내의 경우 총 에너지소비의 약 26%가 증기, 온수, 배기가스 형태의 폐열로 버려지고 있으며, 이러한 형태의 저품질폐열을 회수 및 이용함으로써 화석에너지 대체 및 그에 따른 환경영향을 개선할 수 있다. 최근 저품질폐열을 활용하기 위한 방안으로 폐열에너지를 저장, 변환 및 이용하는 축열시스템 개발연구가 각광받고 있으며, 미국, 독일 및 일본을 중심으로 개발되어 적용되고 있다. 그에 반해 국내에서는 아직 연구단계에 그치고 있으며, 실용화되지 못하고 있는 실정이다. 폐열을 회수하여 저장하는 축열 시스템은 크게 현열을 이용하는 시스템과 잠열을 이용하는 시스템으로 구분할 수 있다. 축열 물질의 상변화를 통한 잠열을 이용할 경우 현열 효과에 비해 더 많은 열량을 저장할 수 있고 에너지밀도가 높다는 특징을 가진다. 이에 다량의 폐열이 발생하는 석유 플랜트 및 발전 플랜트 등 다양한 공정 폐열에 적용할 수 있다. 이와 더불어 상변화 현상을 이용할 경우 열의 저장 및 활용에 있어 온도변화가 없다는 특징을 가진다. 이러한 온도를 일정하게 유지할 수 있다는 특징은 대형 플랜트 외, 전자장비 및 기기의 발열 방지용 냉각 분야, 항온에 의한 쾌적성 유지를 위한 직물, 섬유, 의류 분양 등과 같은 다양한 범위에 걸쳐 적용될 수 있다. 본 연구에서는 핀튜브 타입의 48개의 Mudule이 설치된 PCM 저장장치를 이용해 실험하였다. PCM 물질은 유기계 상변화 물질을 선정하여 사용하였으며 선정물질의 상변화 온도는 68 ~ 71℃로 나타났다. 축열 및 방열을 위한 열전달 매체로 저압 스팀 및 공기를 각각의 공정에 직접 사용하였으며 각각의 운전조건에서 내부 온도분포, 축/방열량 그리고 열전달 시간 및 효율 등 유기질 상변화 물질의 축열 및 방열 특성에 대하여 고찰하였다. 3 kgf/㎠의 포화 수증기를 축열 매체로 공급하였으며, 1.23시간 동안 총 0.173 Gcal의 열량을 축열할 수 있었다. 이때 PCM 물질에 의한 축열량은 전체 열량의 60.5%인 0.105 Gcal로 나타났으며, 그 외 0.068 Gcal는 시스템을 구성하는 구조물의 현열효과로 나타났다. 공기를 직접 이용하여 방열 운전한 결과, 일정 공기 유량 335 ㎥/hr 조건에서 출구 공기 온도 50℃ 기준으로 대략 42시간 동안 3,119 kcal/hr의 속도로 방열되어 축열량의 75%에 해당하는 0.1298 Gcal를 방열할 수 있었다. 이와 같은 결과를 토대로 축열에 소요되는 시간을 줄이고 방열효율을 높일 수 있는 성능 최적화에 대한 추가적인 연구가 진행 중에 있다. 사사: 본 연구는 2018년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 과제니다. (No.20162010104620)
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정법묵 ( Bup-mook Jeong ),김동주 ( Dong-ju Kim ),박동규 ( Dong-kyoo Park ),구재회 ( Jae-hoi Gu ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2019 No.-
반탄화 기술은 취급과 저장이 용이하며, 높은 에너지 밀도를 갖는 고형 연료를 생산하는 기술로 낮은 발열량과 높은 함수율을 갖는 바이오매스의 연료화 기술로 국내외에서 연구되어 왔다. 일반적인 반탄화 기술은 원료를 저온 환원분위기에서 일정시간 동안 열처리하는 기술을 말한다. 본 연구에서는 반탄화 기술을 가축 분뇨(우분, 돈분, 톱밥)에 적용하여 고형연료로써 사용하기 위한 기초 실험을 실시하였다. 가축 분뇨는 우분, 돈분, 톱밥을 50 : 25 : 25 로 혼합한 뒤 자연 건조하여 실험에 사용하였다. 가축 분뇨 혼합물의 온도에 따른 반탄화 특성을 파악하기 위해 Rotary Kiln 반응기를 이용하여 250℃, 300℃, 350℃에서 체류시간 별 실험을 수행하였다. 가축 분뇨 혼합물의 연료로써의 품질을 평가하기 위해 원소분석, 삼성분 분석, 발열량 분석을 실시하였다. 혼합 가축 분뇨의 반탄화 온도에 따른 반탄화 특성을 비교하기 위해 250℃, 300℃, 350℃에서 15분의 체류시간동안 반탄화한 반탄화물을 비교해 보았다. 반탄화물의 발열량은 300℃까지 증가하다가 350℃에서 감소하였다. 공업분석 결과 휘발분의 비율은 반응 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 고정탄소의 비율은 휘발분과는 반대로 증가하는 경향을 나타내었다. 반탄화물의 수율은 250℃에서 77.5%, 300℃에서 59.7%, 350℃ 50.2%로 나타났다. 250℃와 300℃에서 체류시간을 달리하여 가축 분뇨 혼합물의 반탄화 특성을 분석한 결과, 250℃에서 체류시간을 증가시켰을 때 휘발분의 비율은 큰 변화가 없었으나 고정탄소의 비율이 증가하는 경향을 나타내었으며, 300℃의 경우 휘발분은 감소하고 고정탄소는 증가하는 경향을 나타내었다. 250℃와 300℃에서 체류시간에 의한 수율의 변화는 크게 나타나지 않는 것으로 나타났다.
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