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폐자원에너지화연구실
서울시립대학교 환경공학부 서명원 교수
chemical engineering
environmental engineering
energy processes
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

폐자원에너지화연구실

서울시립대학교 환경공학부 서명원 교수

폐자원에너지화연구실은 환경공학과를 기반으로 폐플라스틱, 바이오매스, 폐목재 등 다양한 폐자원을 활용한 첨단 에너지화 및 자원순환 기술을 연구하는 선도적 연구실입니다. 본 연구실은 열분해, 가스화, 연소 등 열화학적 전환 공정을 통해 폐자원을 고부가가치 에너지 및 화학물질로 전환하는 기술 개발에 집중하고 있습니다. 이를 위해 유동층 반응기, 고정층 열분해기, 분류층 가스화 시스템 등 다양한 실험 장비와 공정 해석 도구를 활용하여 실험적 데이터와 공정 최적화를 동시에 추구하고 있습니다. 특히, 폐플라스틱 열분해유의 가스화 특성, 바이오매스와 폐플라스틱 혼합물의 동시 전환, COVID-19 폐기물의 열적 전환 등 사회적 이슈와 연계된 실용적 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 또한, 촉매를 활용한 타르 및 불순물 저감, 수소 및 합성가스 생산, 고부가가치 화합물(BTX 등) 생산 등 에너지화 공정의 고도화 기술 개발에도 주력하고 있습니다. 본 연구실은 오염물질 저감 및 자원순환을 위한 촉매 개발과 반응기 설계, 공정 해석 및 최적화, 머신러닝 기반 공정 예측 모델 개발 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 폐자원 에너지화 공정의 환경적·경제적 효율성을 극대화하고, 폐기물 처리 과정에서 발생하는 환경오염을 최소화하는 데 기여하고 있습니다. 연구실은 국내외 학술지 논문 발표, 특허 출원, 산학연 협력 프로젝트 수행 등 활발한 연구 활동을 통해 학문적 성과와 실용적 기술 개발을 동시에 이루고 있습니다. 또한, 다양한 정부 및 산업체 연구과제 수행을 통해 실질적인 사회적·경제적 파급효과를 창출하고 있습니다. 궁극적으로 폐자원에너지화연구실은 지속 가능한 자원순환 사회 구현과 탄소중립 실현을 목표로, 환경공학과 에너지공학의 융합적 연구를 선도하고 있습니다. 앞으로도 폐자원의 고도화된 에너지화 기술 개발과 친환경적 자원순환 시스템 구축을 위해 지속적으로 연구 역량을 강화해 나갈 것입니다.

chemical engineeringenvironmental engineeringenergy processesenvironmental processes
대표 연구 분야
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폐플라스틱 열분해유 및 고형연료 가스화 공정의 반응·수치모사 기반 성능 최적화 연구 thumbnail
폐플라스틱 열분해유 및 고형연료 가스화 공정의 반응·수치모사 기반 성능 최적화 연구
Performance Optimization of Waste Plastic Pyrolysis Oil and Solid Fuel Gasification via Reaction-Dri
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
3
논문 전체보기
1
Article
|
·
인용수 45
·
2022
Perspectives of oxy-coal power plants equipped with CO2 capture, utilization, and storage in terms of energy, economic, and environmental impacts
Semie Kim, Young‐Il Lim, Doyeon Lee, Won Chul Cho, Myung Won Seo, Jae Goo Lee, Yong Sik Ok
IF 10.4 (2022)
Energy Conversion and Management
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116361
Coal
Carbon capture and storage (timeline)
Renewable energy
Environmental science
Electricity
Fossil fuel
Waste management
Bio-energy with carbon capture and storage
Greenhouse gas
Integrated gasification combined cycle
2
Article
|
인용수 29
·
2022
Three-Dimensional CFD simulation of waste plastic (SRF) gasification in a bubbling fluidized bed with detailed kinetic chemical model
Diyar Tokmurzin, Ji Young Nam, Sung Jin Park, Sang Jun Yoon, Tae‐Young Mun, Sung Min Yoon, Ji Hong Moon, Jae Goo Lee, Dong Hyun Lee, Ho Won, Myung Won Seo
IF 10.4 (2022)
Energy Conversion and Management
매립 대신 매립지 고형 폐기물의 가연성 분획을 연료로 활용하는 것이 일반적으로 선호된다. 고형 폐기물 연료(SRF)와 같은 폐기물 유래 연료는 열분해, 가스화, 연소를 이용한 에너지 생성에 활용될 수 있다. 버블링 유동층(BFB)에서 SRF 가스화 공정을 시뮬레이션하기 위해 3차원 전산유체역학(CFD) 모델을 개발하였다. 기상은 큰 와류 모사(large eddy simulation, LES) 접근법으로, 고상은 다중 입자-격자(multiple particle-in-cell, MP-PIC) 방법으로 각각 연구하였다. 시뮬레이션에는 SRF 건조, 열분해, 기-고 반응, 균일 반응의 화학 반응성 동역학 모델이 포함되었다. 또한 동역학 화학 모델을 확장하여 SRF에서 생성되는 C2-C3 가스 및 타르(tar)의 수율이 더 높도록 반영하였다. 시뮬레이션 결과는 각각 처리용량 1 kg/h, 높이 1 m, 내부직경 0.114 m인 실험실 규모 반응기에서 수행한 실험으로부터 얻은 가스 조성과 비교하였다. 메쉬 해상도 및 계산 입자 수에 따른 모델 정확도의 독립성을 검토하였다. 공기-연료 당량비(ER)를 0.20, 0.25, 0.30으로 변화시키면 합성가스(syngas) LHV는 각각 25.40, 16.86, 14.30 kJgas/gfuel로 변하고, C2-C3 탄화수소 수율은 각각 0.30, 0.18, 0.16 g/gfuel로 변하였다. SRF 공급 위치를 층 아래(bed below)로 변경하고 ER = 0.25에서 수행한 경우, 가스 LHV는 19.85 kJgas/gfuel로 증가하였으며, C2-C3 탄화수소 수율은 0.21로 증가하였다. SRF BFB 가스화 반응기 모델은 SRF를 C2-C3 탄화수소로 저 ER 무자열자기분해(autothermal decomposition)하거나 고 LHV 가스를 생성하기 위한 시뮬레이션에 활용될 수 있다.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115925
Pyrolysis
Combustion
Heat of combustion
Syngas
Fluidized bed
Chemistry
Chemical engineering
Computational fluid dynamics
Waste management
Solid fuel
3
Article
|
·
인용수 206
·
2022
Recent progress in the catalytic thermochemical conversion process of biomass for biofuels
Doyeon Lee, Hyungseok Nam, Myung Won Seo, See Hoon Lee, Diyar Tokmurzin, Shuang Wang, Young‐Kwon Park
Chemical Engineering Journal
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137501
Pyrolysis
Biomass (ecology)
Biofuel
Liquefaction
Hydrothermal liquefaction
Syngas
Catalysis
Yield (engineering)
Waste management
Process engineering
최신 정부 과제
2
과제 전체보기
1
2022년 8월-2025년 2월
|85,534,000
폐플라스틱 열분해유의 분류층 가스화 특성 연구
최종목표: 폐플라스틱 유래 오일의 분류층 가스화 특성 연구세부목표: 1) 랩스케일 규모 (0.5kg/h)의 분류층 가스화 시스템 구성 2) 합성 가스 내 수소 함량 40%이상 및 냉가스 효율 50%이상 달성 3) 합성가스 및 오염물질 모니터링 시스템 구축 및 제거 방안 (제거율 80% 이상) 도출실적 예상치: 분류층 가스화 시스...
폐플라스틱
열분해유
가스화
분류층
탄소중립
2
주관|
2022년 8월-2025년 2월
|95,037,000
폐플라스틱 열분해유의 분류층 가스화 특성 연구
1) 랩스케일 규모의 분류층 가스화 시스템 구성 : 0.5kg/h급 규모의 랩스케일 분류층 가스화 시스템 제작 및 버너 시스템 구축 (1차년도) 2) 다양한 원료 확보 및 DB구축: 2종 이상의 폐플라스틱 유래 오일 확보 및 가스화 특성 데이터베이스 구축, 합성가스 내 수소 함량 40%이상 달성 (2차년도) 3) 각종 오염물질 모니터링 시스템 구성: 가스화 반응 중 실시간 합성가스 및 오염물질 농도 측정 (2차년도) 4) 오염물질 감축 방안 제시: 각종 오염물질 (HCl, H2S, COS 등) 감소 (제거율 80% 이상) 시키기 위한 흡착제 및 촉매 적용, 각 소재의 성능 평가, 냉가스 효율 50% 달성 (3차년도) 5) 분류층 가스화 반응기 스케일 업 방안 제시: 향후 반응 시스템 Scale-up시 기초 데이터 확보 및 데이터 제시 (3차년도)
폐플라스틱
열분해유
가스화
분류층
탄소중립
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
소멸2008사각 형태의 이단 순환 유동층 반응기1020080069806-
전체 특허

사각 형태의 이단 순환 유동층 반응기

상태
소멸
출원연도
2008
출원번호
1020080069806
연구실 하이라이트
연구실의 정보를 AI가 요약해서 키워드 중심으로 정리해두었어요
고부가가치화
폐플라스틱·바이오매스에서 고부가가치 화학원료(BTX) 직접 생산
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상용화역량
실험실을 넘어 산업 현장으로: 50톤/일급 가스화기 설계 역량
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혁신소재
폐플라스틱의 혁신적 변신: 고성능 탄소나노튜브(CNT) 업사이클링
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AI융합기술
AI 기반 공정 최적화: Transformer 모델로 합성가스 생산 예측
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탄소중립
CO₂를 고부가가치 신소재(SiC)로: 친환경 기계화학적 전환 기술
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핵심역량
모든 폐자원을 에너지로: 다종 폐기물 처리 열화학 공정 기술
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