카올린을 용해시킨 황산용액을 에탄올에 주입함으로써 알루미늄황산염의 침전물, AI2(SO4)3·18H2O을 제조하고, 그것의 열분해거동을 검토하였다. 합성된 고순도의 침전물은 약 2μm크기의 판상형태의 입자들로 구성되어져 있었다. 에탄올속으로 카올린을 용해시킨 황산용액의 주입속도를 증가시킴에 따라서 생성된 침전물의 결정사 크기는 감소하였다. 침전물의 탄수 및 탄황산에 대한 겉보기 활성화에너지는 각각 11.9Kcal mol-1 과 48.2kcal mol-1 이었다.

Carbon molecular sieve (CMS) membranes were synthesized by the pyrolysis of polymeric precursors. The CMS materials had oxygen-nitrogen selectivities much higher than those observed for the polymeric precursors. Typically molecular sieving materials have diffusion selectivities much higher than polymeric materials. This has been identified as a result of higher entropic selectivity of the molecular sieving materials. A study of the development of molecular sieving properties as the polymeric precursor is pyrolyzed into a CMS material will offer us an insight into polymeric molecular structures needed for enhanced entropic selectivity membrane materials.

YIG 전구체 분말은 요소의 열분해반응을 이용한 균일침전법에 의해서 질산염으로부터 제조하였다. 침전은 철이온이 먼저 침전한 후 이트륨이온이 침전하는 과정으로 이루어졌다. YGI전구체 분말은 철산화물과 비정질로 구성되어 있으며 그 분말의 대략적인 화학식은 2.5Fe2O3.Y3(OH)9-2x(CO3)x.nH2O로 되어있다. YIG 전구체 분말의 열분해과정은 dehydration, 철산화물의 recrystallization, yttrium carbonate 및 yttrium oxide의 형성과 고상반응등 여러단계로 구성되어 있다. 열처리온도가 증가함에 따라 Y2O3와 Fe2O3의 고상반응에 의해 YFeO3 intermediate을 경유해서 YIG상이 형성됨을 확인하였다. 단일상의 YIG는 1200˚C에서 6시간 공기중에서 소성함에 의해서 얻을 수 있었다.

초음파 분무 열분해법에 의해 합성된 Pb(Zr, Ti)O3미분말의 원료염의 종류에 따른 상과 모양의 변화에 대해 조사했다. 질산염, 초산염, 알콕사이드등의 조합으로 만들어진 원료용액으로부터 합성된 미분말은 약간의 PbTiO3를 포함하거나 포함하지 않는 Pb(Zr, Ti)O3, 상을 나타내었다. 구형 이차입자의 표면에서 발견되는 표면 기공은 질산염의 함량증가에 따라 증가되며, 그 생성은 질산염의 열분해 특성에 기인되는 것으로 해석된다. 본 연구에서 초음파 분무 열분해법으로 합성된 미분말의상, 모양등의 분말특성을 고려할 때, Pb의 원료로서는 acetate, Zr의 원료로서는 oxyacetate, Ti의 원료로서는 oxynitrate 혹은 (iso-propoxide +acetylacetonate)가 적합한 것으로 판단된다.

In this study the calcined condition and characteristic of Cu-Ni-Zn ferrite powder were investigated. The Cu-Ni-Zn ferrite powder has been synthesized by the thermal decomposition of the organic acid salt. This process did not require a strict pH control and provided the uniform composition and fine powder with about 0.3 . The XRD diffraction pattern of this powder showed about 50% spinel phase. The optimum calcination was found to be done at for one hour. After the calcination, the amount of spinel increased to 90%. The distribution of the particle size showed bimodal peaks, one was about 0.5 and the other was about 20 . The large particles of 20 were the agglomeration of fine Particles. The mean Particle size of the powder was about 0.4 . The powder was compacted under 100 MPa pressure and sintered at 1100~ for one hour in air. The density of ferrites specimen was a function of the sintering temperature. The higher the temperature, the denser the ferrite. The maximum relative density of the sintered ferrite was about 93% at . The grain size of sintered specimen at was 5 and homogeneous.

수산화물법에 의해 제작된 α-stannic acid의 열분해 거동과 SnO2분말의 성질에 미치는 잔류염소이온의 영향을 관찰하였다. SnCl4와 NH4OH 수용액을 중화시켜 α-stannic acid침전물을 제작하고 NH4NO3수용액으로 세척하였다. 분말내의 잔류 염소이온의 양을 주절하기 위하여 세척정도를 3단계로 조정하였다. 세척후 100˚C에서 건조하고, 500˚C ~ 1100˚C에서 하소함으로써 SnO2분말을 제조하였다. α-stannic acid의열분해 거동ㅇ르 DT-TGA 와 FTIR을 통하여 관찰하고, SnO2분말의 조성과 입자크기 및 비표면적을 각각 AES, TEM 및 BET을 통하여 측정하였다. 잔류 염소이온 양이 감소되면, 저온 하소시 일차입자의 상대적 크기가 커지는 반면 고온하소시에는 상대적으로 감소되었ㄷ. 잔류 염소이온의 일부는 α-stannic acid내의 격자산소 자리에 위치함으로써, 저온가열시 결정수탈리와 결정화를 지연시키고 또한 고온가열시에는 이의 증발에 의해 산소공공이 생성되어 소결을 촉진시킨다고 제의하였다.

HFC-134a는 냉매, 발포제 및 분사제 용도로 사용되며 국내에서는 자동차 에어컨 냉매로 주로 이용되고 있다. HFC-134a는 비이산화탄소(Non-CO2) 온실가스 중 하나로 GWP(global warming potentail, 온난화지수)가 4,300으로 매우 높아 HFC-134a 폐냉매 가스의 적정처리가 요구된다. HFC-134a 처리기술로는 직접 연소법(LNG 연소)과 Plasma 파괴법이 있으며 직접 연소법과 Plasma 파괴법 모두 초기 투자비용이 높고 높은 에너지(온도)가 필요하며, 동시에 처리 과정에서 발생되는 HF로 인한 장치 부식 등의 취약성을 지닌다. 특히 직접 연소법의 경우 분해를 위해 다량의 화석연료가 필요하여 분해 후 배출되는 온실가스 발생량이 높고, Plasma 파괴법의 경우 처리 가스 용량 증가 시 반응기의 크기가 증가함에 따라 Plasma의 밀도가 감소하여 파괴능력이 감소하는 문제점이 있다. 촉매분해법(열분해 및 가수분해)은 직접 연소법과 Plasma 파괴법과 비교하여 낮은 온도에서도 높은 분해효율을 얻을 수 있는 장점이 있으며, 분해로 형성되는 HF를 촉매로 고정할 수 있으나, 주기적인 촉매의 교체와 촉매의 공급단가에 의해 경제성이 크게 의존되는 문제점을 지니고 있다. 그러나 타 공법과 비교하여 매우 낮은 온도에서 운전되기 때문에 연료사용량 및 소비전력을 줄일 수 있는 기술로 평가받고 있다. 촉매열분해 기술은 반응조건(온도, 촉매량 및 공간속도 등)뿐만 아니라 촉매의 성능에 따라 분해효율에 차이를 보이므로, HFC-134a 분해 성능이 우수한 것으로 알려진 Al2O3에 Ni, Fe과 같은 금속을 담지하여 성능을 개선시키는 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 촉매열분해 기술을 활용하여 HFC-134a 분해 특성을 파악하고 Ni, Fe, Cr 및 Co를 담지 특성에 따른 분해효율을 평가하고자 한다.

소각시설에서의 폐기물 저위발열량은 소각로의 연소성능 및 특성 파악 측면에서 핵심적 요소로 작용하는 인자이다. 기존 저위발열량 측정 방법은 시료 채취를 통하여 발열량계 측정, 원소분석법 등을 적용하도록 규정하였으며, 소량의 시료를 바탕으로 함에 따라 폐기물의 불균질성 등을 충분히 반영하지 못하여 결과의 객관성이 부족한 문제점을 야기하여 왔다. 이에 환경부는 저위발열량 산정 관련 지침의 개정을 통하여 산정방법의 객관화를 추진하였다. 그러나 개정된 지침의 생활폐기물 저위발열량 산정식은 일반･고온 소각시설에 적용되는 산정 방법이다. 현재 국내에는 17개소의 열분해(가스화)･고온용융 소각시설이 운영되고 있으며 투입 보조연료, 연소로 운전 온도, 잔재물 배출 특성 등 일반소각방식과 달리 열분해･용융 처리방식의 공정 특성을 반영한 산정식의 필요성이 제기되었다. 이에 본 연구에서는 국내 열분해･고온용융 소각시설에서의 열정산을 통하여 열분해･고온용융 처리방식의 특성이 반영된 저위발열량 산정방법의 산정계수와 최종 산정식을 도출하였다. 또한 도출된 산정식을 바탕으로 대상 시설에서의 투입 폐기물에 대한 저위발열량을 산정･평가하였다. 입･출열 특성 분석결과 출열에너지 중 증기 흡수열이 약 77.1%로 가장 많은 비율을 차지하였으며, 배출가스 보유열은 약 15.3%, 그 밖의 기타 출열에너지는 약 7.6% 수준으로 나타났다. 이러한 열정산 결과를 바탕으로 저위발열량 산정식의 상수값과 최종 산정식을 도출하였으며, 미연 및 방열손실 계수(α)는 1.098, 부가 입열량 계수(β)는 1.189, 배출가스 열손실 계수(γ)는 0.002의 상수값을 도출하였다. 아울러 도출된 열분해･고온용융 시설 LHVw 산정식을 적용을 적용한 저위발열량 산정 결과 11개호기 평균 약 2,160.8 kcal/kg 수준으로 나타났다. 산정식 도출결과는 현재 운영 중인 시설에서의 실측데이터를 적용한 결과로, 국내 열분해･용융 시설에 적용가능한 객관적이고 정형화된 저위발열량 산정방법일 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 향후 저위발열량 산정방법 개정 등을 위한 소각시설에서의 주요 모니터링 인자 도출 및 관리방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

화석연료는 가격의 변동이 심하고 그 매장량이 한정되어 있고 지나친 화석연료의 사용은 환경적으로 심각한 악영향을 미칠 수 있다. 전 세계적으로 화석연료의 고갈과 더불어 지구온난화 등의 환경문제에 대한 대응방안으로 지속가능한 청정 에너지자원에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 관련된 연구개발이 활발히 진행 중이다. 탄소 중립적 친환경에너지인 바이오에너지 분야는 최근 각광받는 신재생 에너지 분야 중 하나이다. 현재 국내 폐목재 발생량은 지속적으로 증가하여 처리 및 활용방안이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐목재를 활용하여 생산 된 급속열분해 오일을 가스화하여 고품질 합성가스를 생산함으로써 기존의 바이오매스 직접 가스화의 단점을 극복하고자 하였다. 바이오매스를 이용한 가스화 공정은 원료인 바이오매스의 낮은 에너지 밀도로 인하여 가스화 플랜트와 바이오매스 원산지간 거리에 따라 경제성이 감소한다. 이러한 경제성 문제를 극복하기 위한 방안으로 바이오매스 원산지에서 바이오매스를 급속열분해 하여 생산된 고 에너지 밀도의 열분해오일을 가스화 플랜트로 이송하여 에너지를 생산하는 방안이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐목재를 원료로하여 최적조건에서 생산 된 급속열분해 오일을 원통형 가스화기(0.1 m diameter × 1.4 m height)를 사용하여 E/R ratio, 반응온도 등을 운전변수로 하여 가스화 실험을 수행하였다. 생산되는 합성가스의 조성을 Micro GC를 이용하여 분석하여 고품질 합성가스를 생산할 수 있는 최적 조건에 대한 연구를 진행하였다.

The fast pyrolysis of biomass (larch) in a circulating fluidized bed pyrolyzer was performed and the physico-chemical characteristics of biocrude-oil was investigated. Standard sand was used for fluidizing material and various reaction temperatures from 400℃ to 550℃ was applied. Wood (larch) sample was examined thorough proximate analysis and thermogravimetric analysis (TGA). From the results of the sample test, thermal decomposition characteristics of wood (larch) was investigated. Various analyses were carried out to determine the physicochemical properties of biocrude-oil such as Higher heating value (HHV), water content, viscosity, ash content and microscopic anaysis. The maximum biocrude-oil yield was 49.9wt.% at 550℃. At this temperature, HHV and water content were 4562.0 kcal/kg and 13.8wt.%, respectively. From the study results, wood (larch) has potential as an alternative energy source.

Recently, the concept of “sustainable resource circulation society” has become a global issue and a key part of waste management policy. For resource circulation, Korea has established the primary foundation via the enactment of the “Framework act on resource circulation.” Waste energy recovery is attracting considerable attention because of such policy changes, and efforts are being made to maximize the use of heat at incineration facilities. Moreover, to ensure the objectivity and validity of the estimation method’s results, the ministry of environment has recently revised the guidelines for the energy recovery rate estimation method and lower heating value (LHV) of waste at incineration facilities. In the revised guidelines, for estimating the LHV of waste, a formal formula is presented at general incineration facilities for municipal solid waste (MSW). However, generally, the LHV-formula at incineration facilities is difficult to apply to pyrolysis-melting facilities because it does not reflect characteristics of the pyrolysis-melting treatment method. Thus, in this study, the actual condition of pyrolysis-melting facilities was investigated, and the LHV-formula for pyrolysis-melting facilities was derived using the derivation method of the EU’s NCV-formula.

To produce palm kernel shell (PKS) biocrude oil, a bubbling fluidized bed pyrolyzer was used with different sample sizes and reaction temperatures. The PKS sample sizes used were 0.1 ~ 0.4 mm, 0.4 ~ 1.0 mm, and 1.0 ~ 2.0 mm and the reaction temperature were 465oC, 490oC, 530oC, 560oC, and 590oC. The yield of PKS biocrude oil increased with decreasing the sample size. The maximum yield of PKS biocrude oil was 47.31% at 560oC with a PKS sample size of 0.1 ~ 0.4 mm. In addition, the maximum energy yield of PKS biocrude oil was 45.05% at 560oC and size 0.1 ~ 0.4 mm. Among the characteristics of PKS biocrude oil, the high heating values are from 15.98 MJ/Kg to 20.29 MJ/Kg, the moisture content is from 20.14wt.% to 31.57wt.%, and the viscosity ranges from 0.0117 N s/m2 to 0.0408 N s/m2. In addition, proximate analyses and elemental analysis of PKS biocrude oil were conducted.

Insulation materials used for building save energy and can be classified into inorganic and organic materials. Organic insulation emits toxic gases in a fire and has lower water resistance. Inorganic insulation is heavy and has poorer thermal performance than that of organic material. This study evaluated the physical properties and fire resistance of lightweight inorganic insulation foaming material made of waste glass powder. The test results showed that the inorganic material performed well with low density and low thermal conductivity for an insulation material. Foam insulation material manufactured from glass powder was sufficient as a fire-resistant product.

현재 국내에서 발생하는 유기성폐기물은 에너지화 정책에 따라 육상처리의 일환으로 혐기소화를 통한 바이오가스화 시설에서 처리 및 에너지원으로 전환되고 있다. 이러한 유기성폐기물 중 음식물쓰레기는 처리 단가가 높고, 바이오가스 회수 잠재력 또한 높아 바이오가스화 시설의 경제성을 높여줄 유용한 폐자원으로 여겨지고 있다. 하지만 국내에서 발생하는 음식물쓰레기의 평균 고형물함량(TS)은 18~20% 수준으로 혐기소화를 통한 바이오가스화를 위해서는 전처리가 필수적이다. 또한, 음식물쓰레기는 구성성분이 다양할 뿐만아니라 섬유질도 다량 포함하고 있어 혐기소화를 통해 바이오가스로 전환하기 위해서는 보통 30일 전후의 소화기간을 필요로 하고 있고, 특히 파쇄/선별의 단순 물리적 전처리만 거친 음식물쓰레기의 경우에는 30일 이상의 혐기소화 기간이 필요한 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 사전 연구를 통해 도출된 음식물쓰레기 열가수분해 운전조건을 적용해 습식 혐기소화 반응조에 적합하도록 U원 구내 식당에서 발생한 음식물쓰레기를 전처리하였고, 이렇게 얻어진 음식물쓰레기 가용화물을 실험실 규모의 중온 단상 혐기소화 반응조에 투입해 일반적인 중온 이상습식 혐기소화 체류시간(35일)의 절반 수준인 18일의 체류시간으로 운전하는 조건에서 바이오가스 수율 및 반응조 안정성 등을 평가하고자 하였다.