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Production of furfural from macroalgae-derived alginic acid over Amberlyst-15
Jeon, Wonjin,Ban, Chunghyeon,Kim, Jeong Eun,Woo, Hee Chul,Kim, Do Heui Elsevier 2016 Journal of molecular catalysis Chemical Vol.423 No.-
<P><B>Abstract</B></P> <P>Alginic acid derived from macroalgae was evaluated as a renewable biomass feedstock for the hydrothermal production of furfural over Amberlyst-15 as a solid acid catalyst. The maximum yield of furfural (18.5mol%) was attained when 0.5wt% of alginic acid was hydrothermally treated with 600mg of Amberlyst-15 at 180°C for 30min. Although the production of furfural over the catalyst was enhanced with increasing temperature and reaction time, elongated time-on-stream gave rise to the decrease in the yield of furfural due to the generation of humin originating from the side reactions of furfural. Higher catalyst loading resulted in the increased furfural production, however, the acid-catalyzed polymerization of furfural with other organic products was simultaneously accelerated with increasing the catalyst amount, leading to the decrease in the overall yield of furfural. Amberlyst-15 showed considerable catalytic performance in the production of furfural from alginic acid and it could be reused 5 times without significant deactivation.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Furfural was produced by hydrothermal reaction of alginic acid over Amberlyst-15. </LI> <LI> The highest furfural yield (18.5%) was obtained at 180°C for 30min. </LI> <LI> Amberlyst-15 was reused 5 times with approximately 30% of loss of furfural yield. </LI> <LI> Furfural decomposition and repolymerization are detrimental to furfural production. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
청정 연료 및 화학 제품 생산을 위한 폐플라스틱 열분해 오일화 기술
전원진(Wonjin Jeon),김영두(Youngdoo Kim),최선아(Sun-A Choi),전영갑(Young-Gab Chun),이경환(Kyong-Hwan Lee) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
플라스틱 폐기물 발생량은 매년 증가 추세에 있었으며, 코로나 사태 발생 이후로 더욱 급증하였고, 그로 인한 경제적⋅사회적⋅환경적 문제가 심화되고 있는 실정이다. 그 동안 소각과 매립 기술을활용하여 재활용이 어려운 플라스틱 폐기물을 처리하였으나, 환경보존성과 탄소중립성 측면에서 기술적 한계를 드러내고 있다. 이를 타개하기 위한 폐플라스틱 처리 기술의 하나로서, 열분해 반응을기반으로 하는 산업용 오일 제품을 생산하는 오일화 기술이 주목받고 있다. 국내의 폐플라스틱 오일화 플랜트 운영사들은 회분식 반응시스템을 이용하여 오일 제품을 생산하고 있으며, 다방면의 기술개발 및 도입을 통하여 공정 효율 및 생산성 향상에 많은 노력을 기울이고 있다. 최근 들어, 폐플라스틱 열분해 기술을 바탕으로 산업용 연료 뿐 만 아니라, 탄소 소재, 기초 화학 원료, 에너지 생산 원료, 기타 화학제품 등을 생산하기 위한 국가 연구 개발 및 기업 투자가 활발히 진행되고 있다. 본 발표에서는 실험실 규모의 기초 연구부터 파일롯 규모의 응용 연구를 수행한 결과를 바탕으로, 앞으로의폐플라스틱 기반 열분해 기술의 개발 방향에 대한 논의를 진행하려 한다.
전원진 ( Wonjin Jeon ),김영두 ( Young-doo Kim ),박성열 ( Sung-youl Park ),이경환 ( Kyong-hwan Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
반응물 형태가 폐비닐 열분해 반응에 미치는 영향을 알아보고자, 반회분식 반응시스템을 이용하여 폐비닐 열분해 반응을 수행하였다. 포장용 폐비닐을 묶음 형태와 분쇄 입자 형태로 가공하여, 400℃의 반응온도에서 90분 간 질소의 주입 유량을 변화시키며 실험을 진행하였다. 반응조건에 따라 얻어진 오일의 수율은 67.7-76.1% 였으며, 디젤 연료에 해당하는 성분(C11-C22)이 주요 생성물로 나타났다. 열분해 오일의 주요 성분은 n-파라핀 및 n-올레핀으로 나타났으며, 입자 형태의 반응물을 사용한 경우에 n-파라핀의 농도가 상대적으로 높게 나타났고 질소 유량이 증가함에 따라 그 농도가 증가함이 관찰되었다. 또한, 입자 형태의 반응물을 사용한 결과, 주요생성물인 디젤 분의 고위발열량(higher heating value, HHV)이 상대적으로 높게 나타났다. 이를 통해, 반응물의 형태 및 질소의 흐름에 따라 생성되는 열분해 오일의 조성이 제어될 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 입자형태의 폐비닐 원료는 연속식 반응물 공급 시스템에 적합한 원료의 형태이므로, 연속식 열분해 반응기 설계에도 유용한 정보를 제공한다고 할 수 있다.
Thumbnail extraction for HEVC using prediction modes
Wonjin Lee,Gwanggil Jeon,Jechang Jeong IET 2015 Electronics letters Vol.51 No.6
<P>The existing thumbnail extraction method generates a thumbnail by reducing the reconstructed frame after a full decoding process. This method is complex and requires considerable time, particularly for higher resolution video. To alleviate these issues, a fast thumbnail extraction method which utilises an intra-prediction mode for high-efficiency video coding (HEVC) is presented. The proposed method reconstructs only the 4×4 boundary pixels needed for a thumbnail image based on the intra-prediction mode. Experimental results indicate that the proposed method significantly reduces the computational complexity and extraction time for a thumbnail image. The visual quality of thumbnail images obtained with this method does not differ significantly from that of images extracted after a full decoding process.</P>
동계 사료작물 재배에 따른 새만금 간척지 내 미세먼지 저감 효과
김원진 ( Wonjin-kim ),강경민 ( Gyeongmin-kang ),오예림 ( Yelim-oh ),김은수 ( Eunsu-kim ),송은수 ( Eunsu-song ),오승준 ( Seungjun-oh ),전승혁 ( Seunghyok-jeon ),곽진협 ( Jin-hyeob Kwak ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0
우리나라 미세먼지 농도는 겨울철에 높게 나타나며, 국내 화력 발전 및 화석연료 사용에 기인하는 요인이 크며, 국외 및 서해안에서 유입되는 미세먼지 기여도가 크다. 새만금 간척지는 미사질 토성을 가지며 피복이 많지 않은 겨울철 비산먼지를 발생시키는 원인이 될 수 있다. 하지만 간척지 내 피복을 통해 외부 유입되는 미세먼지 흡착에 기여할 수 있으며, 간척지에서 발생하는 비산먼지를 줄일 수 있다. 간척지 내 동계 사료작물 재배는 미세먼지 저감 효과뿐만 아니라 사료 자급률 증대에도 기여할 수 있다. 하지만 간척지 내 동계작물 재배에 따른 미세먼지 저감 효과를 규명한 연구는 현재까지 없었다. 따라서, 본 연구는 미세먼지 고농도 시즌(봄철) 동계작물(사료작물 및 초지작물) 재배에 따른 미세먼지 저감 효과를 평가하였다. 연구는 새만금 간척지 5공구 국립식량과학원 시험포 내에서 진행하였다. 간척지에서 적응이 우수하다고 평가된 톨페스큐와 이탈리안라이그라스(IRG)를 2019년과 2020년 10월에 각각 0.5 ha 면적에 파종하였으며, 작물이 활발하게 성장하는 이듬해 3월부터 5월까지 미세먼지 농도 모니터링을 수행하였다. 미세먼지 농도 측정은 SENSIRION SEK-SPS30 미세먼지 농도 측정 센서를 20지점(작물 포장 내 작물별 3지점, 포장 외부 작물별 6지점, 나대지(대조구) 2지점)에 두 높이(지표로부터 1 m와 2 m)에 설치(총 40개 센서)하여 날씨에 따라 1일에서 5일까지 연속적으로 측정하였다. 모니터링 결과 생육 초기의 경우 사료작물 재배에 따른 미세먼지 저감 효과가 미미하였으며, 생육 중후반(5, 6월)에 IRG에 의해 미세먼지 농도 저감 효과가 있었다. 하지만 톨페스큐에 의한 미세먼지 농도 저감 효과는 없었다. 이는 IRG 엽 면적이 톨페스큐에 비해 넓고 미세먼지가 IRG 엽에 흡착되어 농도가 감소하였기 때문으로 판단되며, 작물 생육에 따라 토양이 안정화되어 비산먼지 발생이 감소하였을 것으로 판단된다. 측정 높이 2m에서는 처리구와 상관없이 농도 차이가 없었는데, 이는 작물과 근접한 지점에서만 작물에 의한 미세먼지 농도 저감 효과가 있음을 의미한다. 본 연구에서 새만금 간척지 내 동계작물 재배에 따른 미세먼지 저감 효과가 규명되었으며, 사료작물 재배를 통해 농가소득 증대뿐만 아니라 미세먼지 저감을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.