급속열분해 기술은 바이오매스를 수송용 연료와 고품질의 석유화학 생산물로 업그레이드 할 수 있는 바이오오일을 만드는 유망한 수단으로 주목 받고 있다. 이러한 기대에도 불구하고 연료와 석유 화학 생산물의 상업성은 바이오오일의 높고 잘 변하는 점도, 많은 수분과 산소 함량, 낮은 발열량 및 산 성도와 같은 상당히 바람직하지 않은 특징 때문에 한계가 있다. 그래서 본 연구는 가압증류를 통해 바 이오오일의 품질 개선을 목표로 수행하였다. 가압증류에 따른 바이오오일의 특성 변화를 알아보기 위하 여 0.8～1.4 mm 크기의 굴참나무(Quercus variabilis) 시료 600 g을 465℃에서 1.6초 동안 급속열분해 하여 바이오오일을 제조하고, 감압증류(100hPa) 온도는 대조구, 40℃, 50, 60, 70 및 80에서 각각 30분 간 처리하였다. 급속열분해를 통해 생산된 바이오오일, 바이오차 및 가스는 각각 62.6 wt%, 18.0 및 19.3으로 나타났다. 또한 온도별로 생성된 바이오오일은 수분함량 0.9∼26.1 wt%, 점도 4.2∼11.0 cSt, 발열량 3,893∼5,230 kcal/kg 및 pH 2.6∼3.0 수준으로 긍정적 효과가 나타났다. 이러한 바이오오일 품 질개선에도 불구하고 점도는 반대로 증가했으며 여전히 높은 산소 함량, 낮은 발열량 및 산성도 때문에 바이오오일을 실용적인 연료로 사용하기 위해서는 지속적으로 품질 개선이 필요하다.

In this study, catalytic decomposition of chlorobenzene, a model compound of dioxin, was investigated. Catalysts made of a mesoporous material SBA-15 were used. The effect of Pt impregnation on the catalytic activity was evaluated. The catalysts were characterized using BET and NH₃-TPD. The catalytic activity for chlorobenzene removal reaction was shown to increase with the acid amount of catalysts. Addition of Pt to Al-SBA-15 was also shown to enhance the catalytic activity.

In this study, toluene catalytic oxidation was investigated using various metal components (Cu, Ce, Ni, La and Zr) supported on Used FCC zeolite for the application of the waste recycling and odor reduction. Among the metals, 5 wt% Cu/zeolite showed the best catalytic activity. 100 % conversion was achieved at 300℃ which was 50℃ lower than that of other metal components. As increasing the amount of doped Cu, the CuO was formed and the surface area and pore size were decreased. By the reduction treatment before toluene oxidation, the catalytic activity of the oxidation below 250℃ was improved. No decrease of conversion was observed during the continuos reaction at 300℃ for 48 h.

The aim of this study is to investigate the potential of Al-MCM-48 for the dioxin decomposition reaction. As a model reaction for the dioxin decomposition, chlorobenzene was decomposed over Al-MCM-48 in a fixed-bed reactor. Characteristics of catalysts were determined by N₂ adsorption-desorption isotherms (BET), and NH₃-temperature programmed desorption (NH₃-TPD), X-ray diffraction (XRD) methods. The activity of Al-MCM-48 (15) was higher than that of Al-MCM-48 (60) due to its higher amount acid sites. It can be concluded from the results of this study that Al-MCM-48 with higher acidity can be effectively applied to dioxin decomposition catalyst.

The importance of indoor air environment gets higher because time of staying in indoor such as house or car become longer due to a change of the life pattern on human society. One of major pollution sources, VOCs or odor could be reduced or controlled by using adsorbent. It may be valuable for used catalyst to be applied in the adsorption of VOCs or odor. This could reduce the cost of adsorbent. In this work, the potential of used zeolites such as HZSM-5 catalyst and FCC catalyst as an adsorbent for removing acetaldehyde was investigated. Their adsorptive performances were compared with those of active carbon and MCM-41. The removal performace of used HZSM-5 was similar to that of active carbon due to its higher surface area. But used-FCC catalyst showed the lowest performance. These results suggest that used HZSM-5 can be applied to cheap adsorbent for acetaldehyde removal.

The interest of natural chemicals has been increased because of inflection of endocrine disruptor and fatal health danger originated from artificial chemical compounds. The essential oil is one of the representative natural chemicals which can be collected from the most plants and can be applied to high value‐added merchandise such as the antiseptics, anti‐oxidants and deodorants. In this study, essential oil was testified to remove odor such as NH3. In case of the essential oil of a pine leaf, removal efficiency of NH3 was about 100%. The NH3 removal efficiency of the mixed solution (mixture of essential oil and ethanol) was slightly lower than that of pure essential oil and this leads to the conclusion that use of mixture is more economical and effective to control the odor.

리그닌은 두번째로 풍부한 바이오매스 구성성분이며 지구상에서 non-fossil organic carbon 중 약 30%를 차지한다고 알려져있다. 또한 coniferyl, coumaryl, sinapyl alcohol로 이루어져있는 리그닌은 자연에서 얻을 수 있는 우수한 aromatic resource로 연료나 chemicals을 생산할 수 있다. 특히 리그닌의 급속 열분해는 액체 연료를 가장 저렴한 가격으로 생산하는 기술로 평가받고 있지만, 리그닌을 급속열분해 할 때 plugging, char foaming등의 문제점이 생겨 연속적인 열분해 공정을 개발하는데 어려움이 있다. 이번연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해 로타리 킬른형 반응기를 제작하여 실험을 진행하였다. 초기의 장치 구성은 저장장치. 투입장치, 열분해장치, 응축장치로 구성하였고, 원활한 리그닌 투입을 위해 반응기를 약 5°정도 기울여서 설치하였다. 리그닌의 종류에 따라 최적 열분해 조건을 알아보기 위해 유량, 온도, 투입속도 등에 변화를 주어 실험을 진행하였다. 또한 발생한 가스와 오일의 정확한 분석을 위해 GC와 GC/MS를 이용하여 각각 성분을 분석 할 것이다.

폐활성탄의 재생방법은 가열재생법, 약품처리 재생법, 산화분해법, 미생물분해법등이 있다. 본 연구에서는 가열재생방법에 의하여 대기 및 수질용 활성탄을 재생하였다. 가열재생방법으로 다단로(multiple hearth furnace) 또는 로타리 킬른(rotary kiln)이 사용되어 왔으나 본 연구에서는 원통드럼 내부를 다수(보통 5-7개)의 구역으로 나누어 투입물이 순차적으로 각 구역을 통과하게 함으로써 투입물의 체류시간 증가, 장치의 소형화 및 열손실 감소를 특징으로 하는 방사형 다단 회전로(radial multi-pass rotary furnace)를 사용하였다. 실험대상 폐활성탄은 직경 4mm 성형탄, 4x8(4 mesh통과 8 mesh걸림)탄으로 용도는 대기용이며, 수질용은 8x30탄을 사용하였다. 재생처리는 가열재생만 하였으며 활성화과정은 거치지 않았다. 방사형 다단 회전로는 직경이 2.15m, 길이가 3m이며 투입량은 대기용 활성탄은 600[kg/hr], 수질용 활성탄은 400[kg/hr]이고 체류시간은 대기용이 약 40분 수질용은 약 60분이다. 대기용 활성탄은 휘발성유기화합물을 흡착하여 포화된 상태이므로 예열 후 열재생시 휘발분의 탈착 및 자연발화에 의하여 400,000[Kcal/hr] 버너(노즐1: 250,000, 노즐 2: 150,000) off 상태에서의 운전 또는 노즐2의 주기적인 on-off 상태하에서 운전하였다. 수질용 활성탄은 함수율이 높고 휘발분 흡착량이 적으므로 2개의 노즐이 상시적으로 on 상태에서 운전하였다. 처리전 대기용 폐활성탄 함수율이 6.4-7.3% 이었으며 수질용 폐활성탄은 30.3%이었다. 승온속도 10℃/min, 최대온도 1,000℃, 질소분위기하에서 열중량분석 결과 600℃에서 감량은 대기용이 12.5-17.6%, 수질용이 33.4%이었으며 1,000℃에서는 대기용이 16.6-26.3%, 수질용이 42.7%이었다. 재생한 대기용활성탄의 요오드흡착력은 800-950[mg/g]이었으며 수질용은 939-1,086[mg/g]이었다. 폐활성탄의 가열재생 후 공업분석 결과 휘발분이 대기용활성탄은 평균 55.7%감소하였으며 수질용활성탄은 34.3%가 감소하였다. 폐활성탄의 가열재생 결과 고정탄소 함량은 68.01 → 85.30%, 72.53 → 84.03%로 증가하였으며, 수질용은 57.73 → 84.18%로 증가하였다. 원소분석결과 탄소함량은 대기용이 82.6 → 92.85%로 증가함을 보였다. 방사형다단 회전로는 내통과, 외통, shell로 구성된다. 내통과 외통을 일체형으로 제작하여 장시간(2년)을 운전한 결과 내통과 외통부의 온도차에 의하여 내통과 외통의 접합부에 발생한 열응력에 의하여 마이크로크랙이 생기고 또한 점차 성장하여 파손부위가 확대됨을 관찰하였다. 파손은 온도차이가 심한 중간부가 가장 심하였다. 내통과 외통을 별도로 제작하고 체결방식을 개선하여 6개월 연속운전한 결과 육안에 의한 파손은 관찰되지 않았다.