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건조법에 따른 커피박 고형연료의 특성 고찰 연구

A Study on the Characteristics of Coffee Ground(CG)-RDF by Using Different Drying Method

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.2, 2019년, pp.451 - 457  

김상빈 (순천향대학교 화학공학.환경공학과) ,  하진욱 (순천향대학교 에너지환경공학과)

초록
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본 연구는 커피박을 열풍건조와 유중건조 방법을 통해 고형연료로 제조하여 특성고찰을 진행하였다. 그리고 각 건조시료의 발열량 차이를 비교였다. 그리고 열중량분석기를 이용한 공업분석법이 유기성 폐기물 및 유중처리 시료에 적용 여부를 고찰하였다. 그 결과, 로 내부를 $N_2$ 분위기에서 $100^{\circ}C$까지 가열한 후 180분 동안 유지한다. 그 후 $100^{\circ}C$에서 $950^{\circ}C$까지 가열하고 $950^{\circ}C$에서 7분 동안 유지한다. 이후 $600^{\circ}C$로 냉각하고 로 내부를 $O_2$ 분위기로 전환한다. 그리고 $815^{\circ}C$에서 30분 내 외로 온도를 유지하는 것이 적당하다. 다음으로 건조 전과 후 시료의 표면을 SEM장비로 관찰하였고 EDS 장비를 통해 성분을 측정하였다. 그 결과 중금속과 같은 기타 유해성분은 측정되지 않았다. 그리고 열중량분석기를 통해 TG와 DTG 곡선을 얻었고 이를 통해 열분해와 연소반응의 차이점을 고찰하였다. 그 결과, 유중건조 된 커피박이 열풍건조 된 커피박 보다 착화 시간이 긴 것으로 보인다. 마지막으로, 열중량분석기에서 배출되는 연소가스를 포집하여 시간에 따른 CO와 $CO_2$ 농도를 GC를 이용하여 정성 및 정량분석 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the characteristics of coffee grounds were reviewed by making them from solid fuel through heat-drying and oil-drying method. The differences in the higher calorific power by each dried sample were compared. And industrial analysis using the thermogravimetric analyzer was considered f...

주제어

표/그림 (16)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 유기성 폐기물의 연료화를 위해 건조공정은 필수이다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 건조 방법 중 열풍건조법과 유중건조법을 비교하고자 하였다. 이를 위해 각 건조법에 따라 커피박을 고형연료로 제조하고 제조한 고형연료의 성능 측정, 특성 및 성분 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열풍건조법은 무엇인가? 열풍건조법은 연료화 과정에서 사용되는 주된 건조 방법으로 고온의 바람을 이용한 직접건조 방법이다. 그러나 유기물 내의 강한 결합에 의한 수분은 제거하지 못한다는 한계와 건조 시 폐기물의 축척 높이에 따른 건조 효율의 불안정, 다량의 악취 발생이라는 단점이 있다.
유중건조법의 장점은 무엇인가? 유중건조법은 간접건조법의 하나로 기름을 열전달 매체로 사용하여 폭발적인 증발반응을 통해 슬러지내의 수분을 급속 건조시켜 낮은 함수율과 고발열량화라는 장점을 지닌 방법이다. 이는 유기성 폐기물 내의 강한 결합에 의한 수분까지 제거가 가능한 점과 물과의 비열 차이 특성을 통해 수분과 치환된 유류로 추가적인 열량을 얻을수 있기 때문이다.
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참고문헌 (8)

  1. Je-yong Chae, "Diffusion of bio oil as fuel for power generation from next year, 2018. DOI : http://www.e2news.com/news/articleView.html?idx no202113 

  2. Hyun-sook Kim "A Study on Effect of Horticultural Crops Growth by Mixing ratios of coffee residuce compost", Hansei Univ. publishers, pp. 1-3, 2016. DOI : http://dl.nanet.go.kr/MarcView.do?cnKDMT1201722646 

  3. Baquero, M.C., Giraldo, L., Moreno, J.C., Suarez-Garcia, F., Martinez-Alonso, A., Tascon, J.M.D. "Activated carbons by pyrolysis of coffee bean husks in presence of phosphoric acid", Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 70(2): 779-784, 2003. DOI : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165237002001808 

  4. Ahn, S.H. "Effect of heating temperature and time of coffee waste on the adsorptivity of formaldehyde", Journal of the Korean Wood Science and Technology 43(3): 390-399, 2015. DOI : https://www.researchgate.net/scientific-contributions/35936287_Sye_Hee_Ahn 

  5. So-Yeon Park, Sang-Bin Kim, Jin-Wook Ha, "A Study on the RDF making Process of Heat-dried Sludge from Cheonan by using Oil-drying Method", Proc. of KAIS conference, Vol. 19, No. 2, pp.660-667, 2018. DOI : http://www.dbpia.co.kr/Journal/ArticleDetail/NODE07397161 

  6. Sang-Woo Lee, Ki-Heon Kim, Dong-Gun Hwang, Heung-Min Yoo, "A Study on Establishment of Proximate Analysis Method of Waste by TGA", J. of Korea of Waste Management, Vol. 31, No. 4, pp. 382-387, 2014. DOI : http://www.jkswm.or.kr/journal/article.php?code3109 

  7. Wang, G, Li, W., Li, B. and Chen, H., "TG study on pyrolysis of biomass and its three components under syngas", Energy & Fuels, Vol. 87, No. 4-5, pp. 552-558, 2008. DOI : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236107001111 

  8. Yang, H., Yan, R., Chen, H. P., Zheng, C. G, Lee, D. H. and Liang, D. T., "In-depth investigation of biomass pyrolysis based on three major components": hemicellulose, cellulose and lignin, Energy & Fuels, Vol. 20, pp. 388-393, 2006. DOI : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ef0580117 

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