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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [ 폐기물] 폐기물자원화
과제명(국문) 바이오매스 열분해를 통한 furfural과 acetic acid 생산 및 바이오오일을 이용한 친환경 제설제 CMA 합성
과제명(영문)
과제관리기관 서울시립대학교 과제분류 -
과제분야 - 연구기관 서울시립대학교
연구기간 2017.08 연구책임자 김주식
연락처 02-6490-2868 E-Mail joosik@uos.ac.kr
주소 서울특별시 동대문구 서울시립대로 163 홈페이지 http://www.uos.ac.kr/
연구비 - 핵심키워드 목질계 바이오매스, 열분해, 이단 열분해, 바이오 오일
참여기업 - 조회수 528
요약
■ 연구목적 및 필요성

 O 대체 에너지 중 바이오매스는 전 세계 에너지 소비량 중 10.2 %를 차지할 만큼 광범위하게 이용 중임.

 O 바이오매스는 다른 대체 에너지원과 달리 화학물질로 전환시킬 수 있는 유일한 자원으로서 생물 유기체, 농업 부산물, 음식물 쓰레기, 생활 폐기물 그리고 축산 분뇨 등 그 종류가 다양함.

 O 열분해 연구 초기는 이동수단의 연료로 이용하기 위한 연구가 활발히 진행되었으나 현재는 고부가가치의 화학물질을 이용하기 위한 연구도 활발히 진행되고 있음.

 O 열분해 액체 생성물 내 화학물질을 이용하기 위해서는 바이오오일 내 목적화학물질의 농도가 높아야 그 경제성이 확보되는데, 지금까지 진행된 연구 결과에서는 바이오오일 내 400종에 이르는 다양한 화학물질들의 존재로 인해 목적 화학물질의 농도가 낮아 그 직접적인 이용이 매우 어렵다는 결과를 보고하고 있음.

 O 본 연구는 열분해 액체 생성물 내 특정 성분을 직접적으로 산업에 이용할 수 있도록 수율과 순도를 높이기 위해 연구를 진행하였음.




■ 연구 내용 및 범위

 O 본 연구의 첫 번째 파트는 산업에 유용하게 사용되는 furfural 생산을 위해 옥수수 부산물을 이용한 1단 열분해 공정 최적화, 두 번째 파트는 바이오오일을 이용한 제설제 합성 그리고 마지막 파트로 2단 열분해 공정을 이용한 화학물질 분리 생산 연구를 수행하였음.
연구성과
■ 연구결과

 O 열분해 액체 생성물의 수율은 운전 온도는 높아질수록, 시료의 크기가 작고 시료의 투입 속도가 빠를수록 증가하며 촉매의 양이 증가할수록 수율은 감소하는 경향을 확인하였음.

  - Furfural의 경우 ~357°C 온도에서 가장 높은 수율을 얻었으며, 시료의 투입속도는 빠를수록 furfural 수율이 증가하는 경향을 확인하였음.

  - Corn stover를 이용한 열분해 연구는 운전 온도 (~343—430°C)와 시료의 물 세척과 산세척을 통해 전처리의 영향과 촉매의 영향을 확인하였음.


 O 바이오오일을 직접적으로 이용한 경우 제설제 합성이 실패하였으나 두 종류의 증류 오일을 이용한 경우 제설제 합성에 최초로 성공하였음.

 O 오거 반응기의 운전 온도가 증가할수록 전체 열분해 액체 생성물 수율은 감소하지만 오거반응기에서 생성된 액체 생성물의 양은 증가하는 경향을 보였음.

  - 각 반응기에서 생산된 액체 생성물의 조성을 확인한 결과 오거 반응기에서 생성된 액체 생성물은 화학물질의 종류가 적고 고농도의 acetic acid를 얻었음.

  - 이러한 결과는 열분해 액체 생성물을 특별한 후속 공정 없이 CMA 합성에 이용 할 수 있다는 유의미한 결과를 얻었음.




■ 활용계획

 O 새로 개발한 2단 열분해 공정을 통해 촉매나 증류와 같은 추가 공정 없이 화학물질을 분리 생산할 수 있다는 결과를 얻었음.

  - 이러한 결과는 특정 화학물질의 분리 이외에 열적분해과정에서 유해물질을 방출하는 폐기물들의 열분해 공정에도 적용할 수 있는 가능성을 보였음.



■ 주요성과











































특허



출원(국내)



-



등록(국내)



-



출원(국외)



-



등록(국외)



-



논문



SCI



-



일반



1



인증



신기술인증



-



신기술검증



-



매출



국내매출



-



해외수출



-



기타성과



보고서 1



※ 상세내용 붙임파일 확인

첨부파일 바이오매스_열분해를_통한_furfural과_acetic_acid_생산_및_바이오_오일을_이용한_친환경_제설제_CMA_합성.pdf
출처 서울시립대학교
등록일 2018-01-04

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