Lubricant oil waste contaminated with radioactive materials generated at nuclear facilities can be disposed of as industrial waste in accordance with self-disposal standards if only radioactive materials are removed. Lubricant oil used in nuclear facilities consists of oil of 75-85% and additives of 15-25%, and lubricant oil waste contains heavy metals, carbon, glycol, etc. In addition, lubricant oil waste from nuclear facilities contains metallic gamma-ray emission radionuclides including Co-60, Cs-137 and volatile beta-ray emission radionuclides such as C-14 and H-3, which are not present in lubricant oil waste from general industries and these radionuclides must be eliminated according to the Atomic Energy Act. In general industries, the wet treatment technologies such as acid-white soil treatment, ion purification, thin film distillation, high temperature pyrolysis, etc. are used as the refining technology of lubricant oil waste, but it is difficult to apply these technologies to nuclear industrial sites due to restrictions related with controlling the generation of secondary radioactive waste in sludge condition containing radionuclides of metal components, and limiting the concentration of volatile radioactive elements contained in refined oil to be below the legal threshold. In view of these characteristics, the refinement system capable of efficiently refining and treating lubricant oil waste contaminated with radioactive materials generated in nuclear facilities has been developed. The treatment process of this R&D system is as follows. First, the moisture in the radioactive lubricant oil waste pretreated through the preprocessing system is removed by the heated evaporating system, and the beta-emission radionuclides of H-3 and C-14 can be easily removed in this process. Second, the heated lubricant oil waste by the heated evaporating system is cooled through the heat exchanging system. Third, the particulate matters with gamma-ray emission radionuclides are removed through the electrostatic ionizing system. Forth, the lubricant oil waste is stored in the storage tank and the purified lubricant oil waste is discharged to the outside after sampling and checking from the upper, middle and lower positions of the lubricant oil waste stored in the storage tank. Using this R&D system, it is expected that the amount of radioactive waste can be reduced by efficiently refining and treating lubricant oil waste in the form of organic compounds contaminated with radioactive materials generated in nuclear facilities.

비식용 원료인 Palm Acid Oil, 동물성 폐유지 등은 상대적으로 자유 지방산 함량이 높기 때문에 일반적인 염기 촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 적합하지 않다. 효소 촉매를 이용하면 염기 촉매에서 해결할 수 없는 몇 가지 문제를 해결할 수 있으며, 에너지 소비가 작고, 바이오디젤 부산물인 글리세롤 회수가 쉬우며, 자유 지방산 함량이 높은 트리글리세라이드에 대한 전이에스테르화 반응이 가능하다. 본 연구에서는 고정화 효소 촉매를 이용하여 1 ton/day 용량의 반응기에서 비식용 폐유지를 바이오디젤로 합성하였으며, 반응 공정의 변수를 최적화하였다.

지구 온난화, 석유고갈, 환경오염에 대한 해결 방안으로 수송부분에서 국제적으로 바이오연 료에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 바이오디젤은 석유계 디젤과 비교해 이산화탄소 및 대기오염 물질 배출이 적고 세탄가가 높은 장점을 가지고 있다. 현재 국내 바이오디젤 수요는 지속적으로 증가하고 있으나 원료부족으로 인해 수입의존도가 커지고 있는 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구는 현재 사용되지 않는 음폐유(약 33 % 유리지방 산 함유)를 Amberlyst-15 촉매가 이용한 에스테르화 반응을 통해 바이오디젤 원료로서 활용가능성을 확인 하였다. 다양한 반응 조건의 영향을 조사하기 위한 실험을 수행한 결과 반응온도 383 K에서 97.62 %의 전환 율을 얻었으며, 반응속도는 353 K에서 373 K로 증가 할 때 최대 1.99 배까지 상승하였다. 또한 동역학 적 결과를 이용하여 29.75 kJ/mol의 활성화 에너지를 확인하여 선행연구에서 연구된 타 고체촉매에 비 해 에스테르화반응에 Amberlyst-15 더 적합함을 확인하였다. 그리고 메탄올 몰 비가 증가함에 따라 최 대 91.43 %의 반응 전환율을 확인하였고, 촉매량 영향의 경우 0 wt%에서 20 wt%까지 증가시킨 결과 반응 전환율이 43.78 %에서 94.62 %까지, 초기 반응 속도는 1.1∼1.4 배로 상승하는 것을 확인하였 다. 교반속도의 경우 100∼900 rpm의 조건에 따라 실험을 수행하였으나 반응 전환율에는 큰 영향을 주 지 않음을 확인하였고 반응 시간에 따른 영향의 경우 240 분 까지 산가 감소를 보이다가 300 분이 지 나면서부터 산가가 상승하는 결과를 가져왔다. 그리고 위 실험들을 통해 도출된 최적 조건을 적용하여 음폐유 에스테르화 반응에 적용하였고 그 결과 반응시간 60 분에서 음폐유와 모사 폐유지간의 13 %의 반응 전환율 차이를 보였으나 최종 240 분 반응 전환율은 모사 폐유지 98.12 %, 음폐유는 97.62 %로 거의 유사한 결과를 얻었다.

우리나라 시설 재배면적은 2015년 기준 52,526ha이고 이 중 난방면적은 15,878ha이다. 이중 석유를 이용하여 난방하는 온실 면적은 13,314ha로서 전체 난방면적의 84%를 차지하고 있다. 고가의 시설비가 투자된 자동화 온실에서 겨울철에 난방기를 사용하여 채소 및 화훼류를 재배할 경우 생산비 중에 난방 비가 차지하는 비중이 40%를 웃돌고 있다. 우리나라의 폐윤활유 발생량은 2015년에는 249,965kL이고 이중 회수량은 197,469kL로서 발생량의 79% 수준이다. 또한 회수한 폐윤활유의 재활용량은 2015년 기 준 195,691kL로서 재활용율이 99%에 달한다. 그러므로 저가의 대체연료 사용에 따른 농가 소득 증대의 관점에서 볼 때 시설난방에 폐윤활유를 사용하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구는 폐윤활유를 농용 난방기의 연료로서의 사용 가능성을 분석하고자 하였다. 연구결과 농용 난방기의 연소 가스온도는 폐윤활유를 연료로서 사용하였을 때가 중유를 연료로서 사용했을 때에 비해 평균 6.1%, 경 유를 연료로 사용하였을 때보다 평균 3.1% 높게 나타났다.

폐식용유를 원료로 한 바이오 디젤의 제조 과정에 초음파 에너지를 조사하여 폐식용유의 전이에스테르 화반응 특성을 조사하였다. 초음파 조사는 두 가지 효과가 있는데 촉매의 대체역할과 공동현상이다. 실험의 매개 변수는 메탄올의 몰비, 반응온도, 촉매량이며 이를 변수로 최적공정조건을 구명한 결과 최적의 공정조건은 몰비가 1:7, 온도가 55 ℃, 촉매량은 1 wt％로 나타났다. 또한 초음파 에너지를 조사하는 실험의 매개변수는 초음파에너지 조사시간과 초음파에너지의 세기로서 이를 변수로 하여 초음파에너지조사가 바이오디젤 성능에 미치는 영향을 비교 하였다. 그 결과 최적의 초음파에너지 조사시간은 30분, 초음파에너지의 세기는 500 W로 나타났다. 또한 초음파에너지의 촉매 대체 가능성을 알아보기 위해 최적공정조건에서 촉매를 넣지 않고 초음파에너지를 30분간 조사하였을 때는 초음파에너지를 조사하지 않은 일반공정보다 바이오디젤의 성능은 BD(BioDiesel)수율이 2.4 %, FAME (Fatty Acid Methyl Ester)함량이 1.3 % 증가한 것으로 나타나, 초음파에너지가 촉매를 대체 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

This is fundamental study to apply the waste edible-oil utilization technology using cooking oil. Especially, this study was carried out to apply a hot air heater using the waste edible-oil. This waste edible-oil hot air heater was a fuel supply equipment, a combustion and a indirect heat exchanger. waste edible-oil hot air heater was remodeled and manufactured by modification of a heavy oil hot air heater of a heating capacity 40,000kcal/h, changing fuel supplying system fitted with the waste edible-oil. An experimental apparatus supplies waste edible-oil, which is heated with intake oil, into an intake fuel injection nozzle of the combustion equipment. As the result, heavy oil, light oil and waste edible-oil Caloric value were 10,000kcal/kg, 10,890 kcal/kg and 9,370 kcal/kg. The waste edible-oil hot air heater performance showed that air temperature at inlet , outlet and exhaust gas were 23℃, 59∼63℃, 280℃ respectively. heat rating and thermal efficiency showed that in hot air heater was 683,333kJ/h, 78% respectively. It was found that CO, CO2 were 13ppm, 13.1%. waste edible-oil consumption rate was 22.1ℓ/h.

This study was carried out to investigate of the combustion characteristics for the waste edible-oil and heavy oil on hot air heater. There was highly reduction in energy cost using by the hot air heater. The hot air heater to study with duct connector type, and the motor output was 2.2kW. The experimental factors for performance test, fan speed ranged from 1700 rpm to 1800rpm, and SFC, efficiency, exhaust gas emissions, and noise were measured. The results obtained were as follows; efficiency were increased to 87% at the heavy oil and was decreased to 79% on the waste edible-oil. The fuel consumption was decreased to 25L/h at the heavy oil and CO2 emissions was decreased in the case of the heavy oil

In this paper, Results of mock-up test for mitigating carbonation of high volume mineral admixture concrete by spreading waste cooking oil. Concrete incorporating 60% of BS and 30% of FA with the size of 900×600×200 are discussed. Denatured Silicate paint is also applied to compare the performance. Test results indicate that the application of ERCO and DSP enhance carbonation resistance.

산업장에서 사용되는 산업용 세척제는 대부분 합성계면활성제를 사용하기 때문에 사람에게 장기간 노출될 경우 피부 갑작자극 면역기 저하를 통해서 비염, 천식, 아토피 등을 유발할 수 있으며, 기계에는 부식성에 의해 기계의 이상을 가져올 수 있다. 가정이나 제조업체에서 대량으로 방출되는 폐식용유를 이용하여 산업용 세척제를 만들 경우 폐자원의 재활용과 수계유입시 발생하는 환경오염을 차단할 수 있다. 또한, 폐식용유는 식물성유지가 대부분의 성분으로 유해화학물질이 거의 없으며 pH가 약알칼리성이기 때문에 산업용 계면활성제로 제조할 경우 인체에 무해하고 기계에 대한 부식성도 없는 특징을 가질 수 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 산업용 세척제의 재료로 폐식용유를 사용하여 에스테르의 가수 분해에 의해 카르복실산과 알코올을 생성하는 비누화 반응을 촉진하고 유용성 미생물과 발효기술 등을 접목하여 산업용 세척제를 개발하는 것이다. 이렇게 개발된 세척제는 평가 항목으로 표면장력, pH, 수분 및 휘발성 물질, 메틸알콜, 형광증백제, 석유 에테르 가용성분, 생분해성, TOC, 중금속(As, Pb 등), 부식성 등에 대한 성능을 분석 및 평가하고 생산된 시제품을 산업현장에서 사용하여 제품의 현장 적용성을 확인함으로써 성능의 우수성과 단점을 보완하여 제품에 반영하고자 하였다.

산업혁명 이후 화석연료를 통한 에너지의 소비는 이산화탄소의 형태로 전례 없는 대기 중 탄소의 유입을 증가시켰다. 인류에 의해 발생된 이산화탄소 형태의 탄소 유입은 지구온난화와 같은 전 지구적 환경 문제를 유발하였다. 따라서 다양한 분야에서 탄소유입을 줄이기 위한 노력은 진행되어 왔다. 대표적으로 화석 연료의 대체가 가능한 바이오 연료는 비교적 쉬운 생산 공정과 기반시설에 대한 뛰어난 적응력으로 인해 상업화 되었다. 그러나 상업화 된 바이오 연료는 식용작물의 사용으로 인해 원료의 가격상승과 윤리 도덕적 문제를 초래하였다. 이를 극복하기 위해 폐유와 미세조류와 같은 비식용 작물의 바이오 연료 전환이 연구 되었다. 값싼 원료의 이점에도 불구하고, 원료의 불순물(유리 지방산, 수분 등)의 제거를 위한 전처리 공정의 추가와 다양한 공정 설비 및 운영비용은 새로운 바이오 연료의 생산기술 향상에 대한 요구로 나타났다. 특히, 전이에스테르화 반응을 통해 비교적으로 기술적인 연구가 활발히 진행된 바이오 디젤의 경우 초임계 조건, 효소, 초음파를 활용한 반응이 활발히 연구되어져왔다. 또한 다공성 물질을 활용한 촉매 모사 전이에스테르화 반응은 유리 지방산, 수분같은 불순물 하에서도 높은 전환율을 유지하는 것으로 확인 되었다. 촉매모사 전이에스테르화 반응은 수많은 공극이 존재하는 다공성 물질을 이용하여, 반응물의 충돌 빈도를 상승시킴으로써 촉매 사용으로 발생하는 단점을 최소화하였다. 이전까지 촉매모사반응의 다공성 물질로써 상업화된 실리카겔을 사용하였으나 바이오매스를 활용한 바이오 차의 다공성 물질로써 활용이 연구됨에 따라, 바이오매스 유래 바이오 차의 촉매모사 전이에스테르화 반응에 대한 적용 연구를 제시하고자 한다. 다양한 바이오차 중에 다양한 물리적 화학적 성질을 가지고 있는 계분은 촉망받는 다공성 물질로 여겨진다. 또한 폐식용유는 촉매모사 반응의 높은 유리 지방산 저항력을 증명하기 위해 원료로써 선택되었다.

In previous research team had reported that the durability of carbonation is improved by filling voids due to the saponification reaction of oil and concrete. The purpose of this study was to have experimental investigation the effect of mock-up experiment on the carbonation resistance of the waste concrete admixture.

In previous research team had reported that the durability of carbonation is improved by filling voids due to the saponification reaction of oil and concrete. The purpose of this study was to have experimental investigation the effect of mock-up experiment on the carbonation resistance of the waste concrete admixture.

염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수 된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상 업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m3･hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m3･hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.

자동차 산업 발달로 인하여 해마다 증가하는 폐타이어 발생과 그에 따른 처리에 관한 문제는 날로 심각해지고 있다. 폐타이어는 연소 시 오염물질 발생으로 인한 2차 환경오염을 야기하므로 보다 안정적으로 재생 에너지화 하는 폐기물 처리 방법에 대한 기술개발 중요성이 날로 증대되고 있다. 또한 국내 폐타이어의 주 이용 분야가 시멘트 킬른 또는 단순 소각에 의한 열원으로의 이용이 약 60%를 차지한다는 점에서 폐타이어의 재생에너지원으로서 경제성을 향상 시키는 요구가 나타나고 있다. 따라서 폐타이어 재생 에너지화의 경제성 문제를 해결하기 위하여 부가가치를 높이는 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 폐타이어를 자원화 하는 열분해 기술은 무산소 조건에서 400~600℃ 정도의 반응온도로 폐타이어를 가열하여 고분자 물질을 분해하는 친환경적인 공정으로, 열분해오일, 카본블랙, 철심과 같은 열분해 부산물의 회수를 통하여 경제성 또한 높일 수 있는 이점을 가지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 폐타이어의 재생 에너지화 연구를 위하여 폐타이어의 열분해 특성 연구를 수행하였다. 폐타이어의 열분해는 기체-고체간 열 및 물질 전달이 우수한 원뿔형 분사층 반응기를 사용하여 실험을 수행하였다. 폐타이어 열분해 실험은 열분해 반응온도와 시료의 투입속도를 실험 변수로 선정하여 실험을 수행하였으며, 실험 조건별로 생산된 열분해 오일의 물리-화학적 특성을 분석하여 폐타이어 열분해 오일의 특성을 연구하였다.

Subcritical hydrolysis followed by methyl estrification was used to produce bio-diesel from low valued waste cooking oil at mild reaction conditions in this study. More than 90% fatty acid methyl esther (FAME) conversion was achieved by subcritical hydrolysis without using catalysts at 275℃ for 45 minutes. The highest conversion to linoleic acid (C18:2) was obtained at this condition. The higher content of free fatty acid (FFA) in waste cooking oil resulted in higher conversion to FAME. It was also observed more prominent at high temperature due to auto catalytic behavior of FFA. FAME yield found about 92% without using catalyst; whereas 98% yield was obtained using 80% TiO2 loading S-TiO2/MCM-41 catalyst at 220℃ and 20 minutes. The amount of FAME increased may be due to trans-esterification of un-reacted TG, DG, and MG with methanol remained during the hydrolysis stage. The higher FAME conversion means the better quality bio-diesel.

Waste heavy oil sludge is considered oil waste that can be utilized as a renewable energy source. Although it has high calorific values, it should be treated as a designated waste. During the recycling process of construction and demolition wastes or the trimming process of woods, a lot of sawdust is produced. In this study, the feasibility of BOF (biomass and waste heavy oil sludge fuel) as a source of renewable energy was estimated. To investigate its combustion characteristics, a lab scale batch type combustion reactor was used, and temperature fluctuation and the flue gas composition were measured for various experimental conditions. The results could be summarized as follows: The solid fuel pellets manufactured from waste heavy oil sludge and sawdust had C 50.21 ~ 54.77%, H 10.25 ~ 12.66%, O 25.84 ~ 34.83%, N 1.01 ~ 1.04%, S 1.03 ~ 1.07%. Their lower heating values ranged from 4,780 kg/kcal to 5,530 kg/kcal. The density of the solid fuel pellets was increased from 0.63 g/cm3 to 0.85 g/cm3 with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge. The maximum CO2 concentration in the flue gas was increased with increasing waste heavy oil sludge content in BOF. SO2 concentration in the flue gas was showed a tendency such as the highest CO2 concentration in the flue gas. With increasing waste heavy oil sludge content in BOF, the combustion time became rather shorter although the increase of the CO2 concentration in the flue gas was delayed. Because the carbon conversion rate showed small difference with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge in BOF, BOF with the mixing ratio of waste heavy oil sludge of 30% was effective for combustion. With increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge in BOF, activation energy and the amount of total CO emissions were increased, while activation energy was decreased with increasing the air/fuel ratio. Therefore, the optimal air/fuel ratio for the combustion of BOF was 1.5.

Waste heavy oil sludge is considered oil waste that can be utilized as a renewable energy source. In this study, an attempt has been made to convert the mixtures of waste heavy oil sludge and sawdust into solid biomass fuels. The solid fuel pellets from waste heavy oil sludge and sawdust could be manufactured only with a press type pelletizer. The mixing ratios of waste heavy oil sludge and sawdust capable of manufacturing a solid fuel pellet were 30 : 70, 40 : 60 and 50 : 50. Ultimate analysis result revealed that these mixtures had C 50.21 ~ 54.77%, H 10.25 ~ 12.66%, O 25.84 ~ 34.83%, N 1.01 ~ 1.04%, S 1.03 ~ 1.07%. With increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge, the carbon and hydrogen content in solid fuel pellets were increased, while the oxygen content was decreased. But the nitrogen and sulfur content in solid fuel pellets did not show much difference. Their lower heating values ranged from 4,780 kg/kcal to 5,530 kg/kcal. The density of the solid fuel pellets was increased from 0.63 g/cm3 to 0.85 g/cm3 with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge and the collapse of the solid fuel pellets occurred at a moisture content of 21%. As the mixing ratio of waste heavy oil sludge in the solid fuel pellets was increased, the reaction of thermal cracking became faster. It was also observed that the solid fuel pellets were thermally decomposed in two steps and their DTG curves were simpler with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge. The activation energy and the pre-exponential factor of the solid fuel pellets ranged from 18.90 kcal/mol to 21.36 kcal/mol and from 201 l/sec to 8,793 l/sec, respectively. They were increased with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge.

The effect of the metal oxide catalyst in the dimerization of waste vegetable oil was investigated. The high efficiency and recyclability has allowed different metal oxides to be used as catalysts in numerous synthetic reactions. Herein, clay, aluminum, titanium, calcium, magnesium and silicon oxide micro/nanoparticles are used in a Diels-Alder reaction to catalyze the production of the dimer acids. The metal oxides assist the electron transfers during cyclization to produce the desired product. Liquid chromatography mass spectroscopy (LC-MS) and gel permeation chromatography (GPC) were used to verify the production of dimer acids. For the confirmation of cyclization, compounds were analyzed using the nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. From the analysis, silylated or pristine clay showed its effectiveness as a catalyst in dimerization. Furthermore, alumina and alumina/silica composite showed successful performance in the reaction to yield cyclic dimer acids. These result suggested that metal oxides and montmorillonite might be used in synthesis of dimer acids for the recycle of waste vegetable oils.