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목재폐기물을 이용한 HTC공정에서 발생하는 폐수재이용 특성 연구
안수정,이상일,주보경,장은석,원종철,전은정,이경재 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-
폐기물에 대한 사회적 인식이 기존 처리 및 처분의 개념에서 자원 재이용의 대상으로 변화하면서 다양한 폐기물에너지화 기술 개발이 가속화 되고 있다. 서울 및 경기권에서 발생하는 폐기물을 최종 처분하는 S매립지에서는 음식물쓰레기, 하수슬러지 등 다양한 폐기물에 대한 에너지화에 노력하고 있다. 하지만 중요 폐자원중 하나인 폐목재의 경우 재활용 가능 폐목재가 분리, 수거되지 않고, 혼합폐기물 형태로 단순 매립 또는 소각처리 되고있다. Hydrothermal Carbonization(이하 HTC)공정은 가수분해(加水分解)를 통해 유기성 폐자원을 에너지화 하는 기술로 다양한 재료에 적용할 수 있고 고효율의 고형연료를 생산할 수 있지만 다량의 폐수가 발생한다는 문제점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 1) S매립지에 반입되는 목재폐기물을 이용하여 HTC공정을 통해 고열량 고형연료를 생산하고, 2) 발생하는 폐수의 특성을 분석하며, 3) 발생하는 폐수를 공정에 재투입하였을 시 고형연료의 특성에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구는 실험실규모 회분식반응기(반응기 내부 용적 2 L)를 이용하였으며, 원료는 수도권 매립지로 반입되는 폐목재를 1 cm미만으로 파쇄하여 사용하였다. 2L반응기에 목재 200g, 용매(물) 1000 g을 투입한 후 폐쇄조건 상에서 가열을 진행하였다. HTC공정은 반응온도 240℃, 반응시간 1시간으로 운전되었으며, 폐수 재이용특성 규명을 위하여 재이용 실험 시 발생하는 폐수 700g, 물 300g을 투입하여 기존과 동일하게 용매 1000g을 맞춰서 재이용실험을 5회차까지 수행하였다. 실험결과 고위발열량 6,500 kcal/kg이상의 고형연료를 생산할 수 있었으며, 1 ton의 목재폐기물 처리 시 4.31 ton의 폐수가 발생함을 확인할 수 있었으며, 발생하는 폐수는 약 COD 50,000 mg/L, TN 2,000 mg/L, TP 160 mg/L의 특성을 보였다. 재이용 실험을 진행한 결과 용매로 깨끗한 물 대신 폐수를 이용할 시 고형연료의 특성에는 영향을 주지 않았으며, 폐수의 오염 특성은 실험 회차가 거듭할수록 농축됨을 확인할 수 있었다.
0.1ton 규모 HTC 공정을 이용한 유기성폐기물 고형연료 제조
주보경,안수정,원종철,전은정 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2015 No.-
Hydrothermal Carbonization(이하 HTC), 열수탄화공정은 가수분해(加水分解)를 통해 유기성 폐자원을 에너지화 하는 기술로 함수율에 관계없이 다양한 재료에 적용할 수 있으며, 고위발열량 6,000kcal/kg 이상의 고효율의 고형연료를 생산할 수 있는 기술이다. 이에 본 연구에서는 0.1ton bench scale HTC 반응기를 이용하여 1) S매립지에 반입되는 건설폐목재를 활용하여 고열량 고형연료를 생산하고, 고형연료의 특성을 분석하였으며, 2) 고함수 유기성폐기물인 감귤박을 이용한 고형연료 생산 및 그 특성 분석을 수행하였다. 본 연구는 0.1ton 규모의 열수탄화(HTC) 회분식반응기를 이용하였다. 저함수율의 폐목재는 매립지로 반입되는 건설폐목재를 1 cm 미만으로 파쇄하여 사용하였다. 0.1ton 반응기에 목재 10kg, 용매(물) 50kg을 투입한 후 폐쇄조건 상에서 가열을 진행하였다. HTC공정은 반응온도 260℃, 반응시간 1시간으로 운전되었다. 고함수 유기성폐기물인 감귤박은 제주도개발공사 감귤가공공장으로부터 제공 받아 고형연료 제조에 활용하였다. 감귤박의 경우, 분쇄나 별도의 용매(물) 투입 등의 전처리 없이 감귤박 원료만을 60kg 투입하여, 240℃, 반응시간 1시간으로 운전하였다. 실험결과, 건설페목재의 경우 원재료의 발열량은 고위발열량으로 약 4,340kcal/kg이었으나 열수탄화 후 약 6,920kcal/kg으로 증가하였다. 고함수 원료인 감귤박의 경우 고위발열량 약 4,360kcal/kg에서 열수탄화 후 고위 발열량 약 6,690kcal/kg으로 증가하였다. 고정탄소율 역시 건설폐목재 고형연료와 감귤박 고형연료에서 각각 40.5%, 32.3%로 고열량 양질의 고형연료로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
金良述,安秀哲 弘益大學校 産業技術硏究所 2007 産業技術 Vol.17 No.-
In automotive disc brake system, friction heat is not uniformly distributed due to various reasons such as thermal expansion and imperfections in geometry. It is well known that thermoelastic distortion due to frictional heating affects the contact pressure distribution and can lead to thermoelastic instability, where the contact load is concentrated in one or more small regions on the brake disc surface. These regions then take very high temperatures and passage of hot spots moving under the brake pads can cause low frequency vibration called brake judder. This paper presents the FEM (finite element method) result for the temperature distribution of ventilated disc brake. A steady state two-dimensional model of disc brake system predicts the surface temperatures during a multi-stop driving schedule.
0.1ton 규모 HTC 공정을 이용한 유기성폐기물 고형연료 제조
주보경,안수정,원종철,전은정 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05
Hydrothermal Carbonization(이하 HTC), 열수탄화공정은 가수분해(加水分解)를 통해 유기성 폐자원을 에너지화 하는 기술로 함수율에 관계없이 다양한 재료에 적용할 수 있으며, 고위발열량 6,000kcal/kg 이상의 고효율의 고형연료를 생산할 수 있는 기술이다. 이에 본 연구에서는 0.1ton bench scale HTC 반응기를 이용하여 1) S매립지에 반입되는 건설폐목재를 활용하여 고열량 고형연료를 생산하고, 고형연료의 특성을 분석하였으며, 2) 고함수 유기성폐기물인 감귤박을 이용한 고형연료 생산 및 그 특성 분석을 수행하였다. 본 연구는 0.1ton 규모의 열수탄화(HTC) 회분식반응기를 이용하였다. 저함수율의 폐목재는 매립지로 반입되는 건설폐목재를 1 cm 미만으로 파쇄하여 사용하였다. 0.1ton 반응기에 목재 10kg, 용매(물) 50kg을 투입한 후폐쇄조건 상에서 가열을 진행하였다. HTC공정은 반응온도 260℃, 반응시간 1시간으로 운전되었다. 고함수 유기성폐기물인 감귤박은 제주도개발공사 감귤가공공장으로부터 제공 받아 고형연료 제조에 활용하였다. 감귤박의 경우, 분쇄나 별도의 용매(물) 투입 등의 전처리 없이 감귤박 원료만을 60kg 투입하여, 240℃, 반응시간 1시간으로 운전하였다. 실험결과, 건설페목재의 경우 원재료의 발열량은 고위발열량으로 약 4,340kcal/kg이었으나 열수탄화 후 약 6,920kcal/kg으로 증가하였다. 고함수 원료인 감귤박의 경우 고위발열량 약 4,360kcal/kg에서 열수탄화 후 고위발열량 약 6,690kcal/kg으로 증가하였다. 고정탄소율 역시 건설폐목재 고형연료와 감귤박 고형연료에서 각각 40.5%, 32.3%로 고열량 양질의 고형연료로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다.