최근 탄소 중립 정책에 따른 신재생에너지 활용을 위한 노력이 가속화되고 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 바이오매스 작물 중 하나인 케나프 (Hibiscus cannabinus L.)를 연료화하기 위하여, 미이용 목재 자원과 폐목재 자원을 혼합하여 고형연료인 펠릿을 제조하고 품질을 분석하였다. 품질을 평가하기 위해 목재 펠릿, 비목재 펠릿과 Bio-SRF의 품질기준을 통해 성형한 펠릿의 품질을 파악하였다. 케나프 펠릿의 경우 겉보기밀도, 발열량 등에서는 목재 펠릿 품질기준을 만족하였으나 회분의 함량이 기준을 초과하였다. 이를 보완하기 위해 목재 자원인 폐목재를 혼합하여 제조한 펠릿의 특성을 조사한 결과, 질소 및 겉보기밀도, 회분, 발열량 등에서 오히려 품질을 저하시키는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 한편, 미이용 목재를 혼합하여 성형된 펠릿의 품질을 조사한 결과, 겉보기밀도, 함수율, 질소, 황, 발열량의 조건에서 대부분 목재 펠릿의 품질기준을 만족하였다. 다만 회분함량의 경우 비목재 펠릿 및 Bio-SRF의 15% 이하 기준을 만족하고 있지만, 목재 펠릿의 최저 기준인 B등급 2.0% 이하 기준의 경우 만족하는 경우와 만족하지 못하는 경우가 발생하였다. 함수율 15%(w.b.)에서 케나프와 미이용 목재의 혼합비가 2:8인 경우와 함수율 20%(w.b.)에서 케나프와 미이용 목재의 혼합비가 6:4 및 2:8인 경우에 기준을 만족하였고, 그 이외에는 기준을 만족하지 못하였다. 특히, 케나프만을 사용하거나 폐목을 섞은 경우는 모두 기준을 만족하지 못하므로, 목재 펠릿의 기준을 만족하는 연료 이용을 위해서는 케나프와 미이용 목재 자원을 혼합 활용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

Coffee wastes are by-products after extracting liquid from ground coffee beans. The coffee wastes were classified as household wastes, but they can be used as bio-solid fuels. Coffee wastes have almost no elements of heavy metal, and low heating values are more than 10% higher than wood pellets which is expected to be used as renewable energy. The purpose of this study is to design and manufacture a 20-horsepower Pelletizer to make coffee wastes as pellet-type solid fuels, and to analyze the possibility of use them as renewable energy through experiment. As results, it is found that if the compression ratio of dice used in ordinary wood Pelletizer is increased by about 50%, it was able to make coffee waste pellets with high strength and excellent heating value without additives for pelletizing.

본 연구는 새롭게 개발된 무기물인 phenolic foam 배지를 이용한 토마토 파종용 플러그 묘의 생산 가능성을 평가하기 위하여 수행되었다. 토마토 'Madison' 품종을 Grodan 암면, UR 암면, phenolic foam LC, phenolic foam LC-lite 4종류의 펠릿 배지를 플러그 트레이에 파종하였다. 파종 후 7일 동안 발아율을 조사하였다. 묘의 생육은 파종 후 19일째에 측정하였다. Phenolic foam LC와 LC-lite 배지에서 가장 높은 발아율을 보였다. 초장, 하배축, 엽면적, 건물중, 생체중은 암면배지에서 유의적으로 양호한 결과를 나타냈다. 하지만 T/R율과 경경은 phenolic foam LC 배지에서 양호한 결과를 나타냈으며, 총공극과 용기용수량 또한 다른 배지와 비하여 가장 높게 측정되었다. 기상률은 phenolic foam LC 배지에서 가장 낮았다. 전체적으로 phenolic foam 배지인 LC와 LC-lite는 암면배지와 비교하여 유사한 생육을 보였다. 본 연구에서 'Madison' 토마토의 공정 묘 생산을 위한 배지로서 phenolic foam LC와 LC-lite 배지의 이용 가능성이 입증되었다.

[ ] 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치는 차세대관리 공정의 금속전환로 안으로 균질화된 분말을 공급하기 위하여 펠릿을 산화하여 으로 분말화하는 장치이다. 본 연구에는 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 설계모델을 제시하고, 실증용 분말화 장치를 제작하여 검증실험을 수행한다. 분말화 장치 설계모델은 내부구조, 성능, 가열로 위치와 크기 등이 고려된다. 실험 방법은 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 설계 모델에 따라 기존의 3단 메시 분말화 장치를 이용하여 분말의 메시 투과시험과 온도변화 특성 실험을 하여 장치 내부구조를 결정한다. 펠릿 20 kg HM/batch의 산화 반응도 실험과 가열로 위치별 온도 분포를 측정하고 장치의 성능과 가열로의 영 역 위치를 결정한다. 장치 크기를 결정하기 위하여 산화전의 20kg의 펠릿과 산화후의 부피를 측정한다. 이상의 결과를 토대로 실증용 분말화 장치를 설계. 제작하고, 검증을 위하여 산화도, 분말특성 및 분석 등을 수행하였다. 산화반응 실험결과 에서 기존장치에 비하여 분말의 메시 투과율이 향상되었으며, 기존의 3단 메시 장치의 펠릿산화시간이 13시간 소요된 것에 비하여 8시간으로 단축되었다. 분말 특성 분석결과, 평균 입도가 이었다. 제작된 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 성능과 설계모델 예측 값은 대체로 잘 일치되었다.

실증용 UO pellet 산화로의 실증을 위한 제한된 핫셀 공간 안에서 사용후 핵 연료를 취급하는 산화로는 소형화 하여야 하고, 사용후 핵 연료 분말은 UO pellet 산화로 장치로부터 비산되지 않아야 한다. 본 연구에서는 분말의 최종속도를 구하기 위하여 Stokes식과 밀도비식을 제안하였다. UO 의 최종속도 SiO 의 최종속도를 사용하여 예측하였고, 비산방지를 할 수 있는 최적유량을 결정하였다. SiO 의 이론 최종속도 식을 검증하고, UO 과 관계식을 예측하기 위하여 아크릴 장치를 만들었다. 목업시설 에 설치 된 산화로에서 제안된 이론최종속도식 인 Stokes식 의 20 L/min과 밀도비식의 14.5 L/min을 적용하여 UO 분말의 필터감지에 의해 검증하였다. 그 결과 밀도비식에 의한 14.5 L/min은 UO 이전혀 검출되지 않았고, Stokes식의 20 L/min에서는 평균 7m 의 입도분말이 검출되었다. 따라서 UO pellet 산화로에서 UO이 비산되지 않는 최적유량은 14.5L/min임을 알 수 있었고, 제안된 밀도비식이 바람직함을 알 수 있었다.

국민소득의 증대는 사회 구성원들의 생산 및 소비활동의 다양화, 고급화 및 대량화를 초래하였고, 특히 식생활 문화의 변화와 물 사용량이 증가하여, 사회적 문제로 부각되고 있는 고함수율 유기성슬러지(하수슬러지, 축산분뇨, 음식물쓰레기)등의 대량 발생을 야기하고 있는바, 약 4억톤/년에 달하는 유기성슬러지의 국내 총 발생량 통계로 미루어 볼 때, 폐기대상 유기성 슬러지의 문제는 당면 해결해야할 과제이다. 이에 최근 다양한 유기성슬러지 처리방법 중 유기성자원고형화기술을 이용한 펠릿연료화에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 유기성 슬러지 및 폐자원을 원료로 연료화에 그치는 것이 아닌, 펠릿의 흡착특성을 확인하고 흡착제로서의 활용가능성을 평가 하였다. 흡착특성 실험을 위해 회분식 흡착장치를 Pilot 규모로 제작하였으며, 활성탄과 제조한 펠릿을 각각 10g씩 넣었으며, 100ppm 암모니아 가스를 이용하였고, Air 유량은 2.5 L/min 암모니아가스유량은 0.5 L/min 으로 설정하였다. 황화수소는 50ppm 황화수소 가스를 이용하였고, Air 유량은 2.5L/min 황화수소가스 유량은 0.5 L/min 으로 설정한 후 순환시켜 30분, 1시간, 2시간, 4시간 단위로 4회 샘플링하였다. 그 결과 활성탄과 제조한 펠릿은 모두 99%의 암모니아 흡착능을 보였으며, 황화수소의 경우 상대적으로 적지만 50ppm에서 30ppm까지 낮출 수 있는 것으로 나타났다.

This study analyzed the effect of Greenhouse of wood pellet fuel conversing from Diesel. Analyzed through a life cycle assessment of greenhouse gas emissions of carbon dioxide for the environmental assessment, In evaluation of the Ministry of the Environment, analyzed through the life cycle assessment of carbon dioxide emissions of the greenhouse gas and, In the case of economic evaluation, we analyzed the investment payback period to the total revenue generated by each of the calculated incentive based on the RHI and institutions reduction projects a reduction of costs associated with the reduction of fuel costs.

With the efforts to development of renewable energy technologies, and increasing awareness to environmental issues, the usage of wood pallets has been increasing every year since the introduction of wood pallet technology to the domestic market. until 2009, majority usage of pellet boiler was in the residential houses. In an effort to increase the distribution of wood pellet boiler to cultivation facilities with high usage of fuels, The Ministry of Agriculture and Forestry has launched a distribution project of wood pellet boiler for fuel usage as a part of the agricultural and fishery energy efficiency projects. Although only small number of farms with a heat-culturing facility have replaced from conventional boiler to pellet boiler. Although part of reason for low usage of pallet boiler is lack of understanding and information of it, the main reasons are high initial cost and uncertainty of its cost efficiency. Also, most people from agricultural industry don’t realize it’s significance in terms of environmental benefit due to lack of understanding in ‘resource circulation’ and ‘adopting to climate change’. In this study, first, we did a costefficiency analysis of the farm which uses a diesel boiler to grow cucumber, tomato, paprika. Then we replaced the diesel boiler to a pallet boiler and measured its cost-efficiency again. By comparing the cost-efficiency of the diesel boiler with the pellet boiler, we analyzed the economic viability of pellet boiler. Then we analyzed viability of pallet boiler usage in terms of ‘resource circulation’ and ‘adopting to climate change’. As a result of our analysis, we have found out that under the current system of government support, the energy usage varies depends of the types crops grown and the higher the energy use, the more cost efficient it is to use the pallet boiler. Also, it is economically viable to use the pallet boiler in terms of ‘resource circulation’ and ‘adopting to climate change’.

In this study, it is intended that utilize the LCA (Life Cycle Assessment) method, to evaluate the environmental impact of wood pellet manufacturing facility. As mentioned above, wood pellet manufacturing facility of 20 has produced wood pellets as a raw material sawdust and wood in our country. In this study, in order to feature manufacturing process of wood pellets that resemble almost necessary to analyze evenly size and characteristics of various equipment whether these reasonable, the characteristics of the equipment may be different, the production of 20 places I surveyed the facility one central timber distribution center one large scale most of the equipment.

The aim of this study was to evaluate various methods for producing high-quality fuel pellets using rape stalk (RS), which is an agricultural waste. RS was used as a raw material for pellets production after three treatments [distilled water (DW), sulfuric acid (AC), sodium hydroxide (AK) solutions]. Then, fabricated pellets with two binder additions [ rapeseed flour (RF), coffee waste (CW)] were examined to evaluate their fuel qualities. Results showed that binder additions (RF, CW) improve the durability and higher heating value for RS-based pellets. The addition of CW greatly decreased ash content for fabricated pellets. Also, all immersion treatments improved all fuel qualities compared to non-immersed treatment. Particularly, DW-immersion had favorable influences on the increases of higher heating value and durability. Two immersion treatments (AC, AK solution) positively influenced the improvements of bulk density and ash content for fabricated pellets. However, they were required to rinse the residue existed on the RS, and consequently the use of DW-immersion might be the most beneficial way to improve the qualities of RS-based pellets. All qualities of the pellets were acceptable for the European agropellet standards (A- or B-grade). Hence, RS can be used as a raw material for the production of agropellets while outdoor exposure of RS or mixing RS with CW or wood sawdust might be help to better agropellets qualities.

종자 수확 후 버려지는 산업용 대마를 이용한 목질 펠릿제조 가능성과 제조된 펠릿의 특성을 살펴보았다. 산업용 대마의 성분 분석 결과 활엽수와 비슷한 리그닌 함량과 당구성을 보였으며, 회분 분석 결과 무기물 함량이 0.5% 정도이어서 연료로 사용할 경우 재의 생산량은 크지 않을 것이다. 원소 분석 결과 대기 오염을 유발할 수 있는 질소와 황 함량을 분석한 결과, 황 성분은 전혀 포함하지 않고 있으며, 약간의 질소 성분을 포함하고 있는데 이는 현사시나무와 비슷한 수준이었다. 고위발열량 측정 결과 대마 목부는 현사시나무보다 다소 낮은 값을 나타내었다. 바이오매스 생산량이 큰 대마 목부를 이용하여 제조한 펠릿은 활엽수로 제조한 펠릿과 비슷한 화학적 성질과 발열 특성을 가질 것으로 기대되어 고체연료로서의 이용이 가능할 것으로 사료되었다.