• 제목/요약/키워드: $CO_2$ Injection

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해양지중에 저장된 이산화탄소의 단층을 통한 누출 위험 평가에 관한 수치해석 연구 (A Numerical Study on the CO2 Leakage Through the Fault During Offshore Carbon Sequestration)

  • 강관구;허철;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.94-101
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    • 2015
  • $CO_2$ 배출을 줄이기 위해서 최근 $CO_2$ 포집 및 저장 기술에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 국내에서는 해양퇴적층을 대상으로 한 $CO_2$ 저장 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 $CO_2$ 저장 연구에서 가장 중요한 요소 중 하나는 안전성 확보이다. 지중저장의 안전성 확보를 위해서 저장 $CO_2$의 누출 가능성과 누출 특성을 예측하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 해양지중에 저장된 $CO_2$가 단층을 통하여 누출될 수 있는 시나리오를 가정한 후, 지중공간 내 $CO_2$ 확산 및 누출 거동을 TOUGH2-MP ECO2N을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 대상 저장지는 150 m 수심의 대륙붕 해저 825 m 지점에 있는 두께 150 m의 대염수층이고, 누출이 진행되는 경로는 주입정에서 1,000 m 떨어진 단층이다. 저장된 $CO_2$는 주입 압력과 밀도차에 의한 부력에 의해서 이동하게 된다. $CO_2$가 해수면으로 누출되기 위해서는 주입정에서 인가된 압력차가 $CO_2$를 단층 하단에 도달할 수 있게 할 만큼 충분히 커야 한다. 단층 하단에 도달한 $CO_2$는 추가적인 압력 구배가 없어도 부력에 의해서 누출된다. $CO_2$ 주입과 동시에 공극수는 $CO_2$가 누출되기 전까지 지속적으로 해저면으로 누출된다. $CO_2$가 해저면에 도착하면 공극수의 누출은 중단되고, 누출되는 $CO_2$질량에 상응하는 해수가 부력의 반대 작용으로 인해 단층으로 유입되는 것으로 계산되었다. 주입량이 누출에 미치는 영향을 평가하기 위하여 연간 $CO_2$ 주입량 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤 에 대한 민감도분석을 수행하였으며, 누출이 일어난 시점은 주입 후 각각 11.3 년, 15.6년, 23.2년으로 계산되었다. 또한, 주입이 종료 된 이후에도 누출은 특정 기간 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 누적 주입량 대비 누적 누출량은 연간 $CO_2$ 주입량이 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤인 경우, 각각 19.5%, 11.5%, 2.8% 이다.

예비호화 현미분 함량과 CO2 가스 주입량에 따른 저온 현미-야채류 압출성형물의 물리적 특성 변화 (Change in Physical Properties of Cold-Extruded Brown Rice and Vegetable Mix at Various Pregelatinized Brown Rice Content and CO2 Gas Injection)

  • 길선국;최지혜;류기형
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권11호
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    • pp.1716-1723
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    • 2014
  • 예비호화 현미분 함량과 $CO_2$ 가스 주입량에 따른 현미-야채류 압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 비기계적에너지, 팽화 특성, 기계적 특성, 수분용해지수와 수분흡착지수, 미세구조, 페이스트 점도, 호화도를 분석하였다. 수분 함량 30%, 사출구 온도 $60^{\circ}C$, 스크루 회전속도 100 rpm, 원료 사입량 100 g/min, 사출구 3 mm 원형으로 고정하였고, $CO_2$ 가스 주입량(0, 300, 600, 800 mL/min)으로 조절하였다. 원료는 예비호화 현미분/현미분/채소분을 0/95/5, 30/65/5, 50/45/5%로 배합하여 사용하였다. 비기계적에너지 투입량은 예비호화 현미분 함량이 증가할수록 감소하였다. 예비호화 현미분 함량에 따른 압출성형물은 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 직경팽화율이 증가하다가 내부 기공이 붕괴되면 직경팽화율은 감소하였다. $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 체적밀도는 감소하였다. 예비호화 현미분 함량이 감소할수록 $CO_2$ 가스 주입량에 따른 기공의 변화가 크게 나타났다. 페이스트 점도 측정 결과는 저온최고 점도가 나타나지 않았으며 원료와 유사한 peak time을 가지고 고온최고점도를 나타내었다. 또한 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 호화도도 증가하였다. 결론적으로 $CO_2$ 가스를 주입한 $60^{\circ}C$의 저온 압출성형공정은 재래식 압출성형공정과 동일한 팽화율과 낮은 밀도는 아니지만 생식팽화스낵 제조에 적용될 수 있는 공정으로 판단되었다.

CO2 냉각모듈을 적용한 고곡률 성형품의 사출금형 급속냉각 (Rapid cooling of injection mold for high-curvature parts using CO2 cooling module)

  • 이세호;이호상
    • Design & Manufacturing
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    • 제16권4호
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    • pp.67-74
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    • 2022
  • Injection molding is a cyclic process comprising of cooling phase as the largest part of this cycle. Providing efficient cooling in lesser cycle times is of significant importance in the molding industry. Recently, lots of researches have been done for rapid cooling of a hot-spot area using CO2 in injection molding. The CO2 flows under high pressure through small, flexible capillary tubes to the point of use, where it expands to create a snow and gas mixture at a temperature of -79℃. The gaseous CO2 removes heat from the mold and releases it into the atmosphere. In this paper, a CO2 cooling module was applied to an injection mold in order to cool a large area cavity uniformly and quickly, and the cooling performance of the injection mold was investigated. The product was a high-curvature molded part with a molding area of 300x100mm. Heat cartridges were installed in a stationary mold, and CO2 cooling module was inserted inside a movable mold. Through structural analysis, it was confirmed that the maximum deformation of mold with CO2 cooling module was 0.09mm. A CO2 feed system with a heat exchanger was used for cooling experiments. The CO2 was injected into the holes on both sides of the supply pipe of the cooling module and discharged through hexagon blocks to cool the mold. It took 5.8 seconds to cool the mold from an average temperature of 140℃ to 70℃. Through the experiment using CO2 cooling module, it was found that a cooling rate of up to 12.98℃/s and an average of 10.18℃/s could be achieved.

이산화탄소 해양격리 심해주입시스템의 초기설계 (Preliminary Design of a Deep-sea Injection System for Carbon Dioxide Ocean Sequestration)

  • 최종수;홍섭;김형우;여태경
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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    • pp.265-268
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    • 2006
  • The preliminary design of a deep-sea injection system for carbon dioxide ocean sequestration is performed. Common functional requirements for a deep-sea injection system of mid-depth type and lake type are determined, Liquid transport system, liquid storage system and liquid injection system are conceptually determined for the functional requirements. For liquid injection system, the control of flow rate and temperature of liquid $CO_2$ in the injection pipe is needed in the view of internal flow. The function of depressing VIV(Vortex Induced Vibration) is also required in the view of dynamic stability of the injection pipe. A case study is performed for $CO_2$ sequestration capacity of 10 million tons per year. In this study, the total number of injection ships, the flow rate of liquid $CO_2$ and the configuration of a injection pipe are designed. The static structural analysis of the injection pipe is also performed. Finally the preliminary design of a deep-sea injection system is proposed.

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영일만 해상 CO2 주입 실증 사이트에서의 주입 전 모니터링 탐사 예비결과 (Preliminary Results of the Pre-injection Monitoring Survey at an Offshore CO2 Injection Site in the Yeongil Bay)

  • 박명호;이창식;김병엽;김지훈;김규중;신영재
    • 지질공학
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    • 제28권2호
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    • pp.247-258
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    • 2018
  • 포항분지 해상 중규모 실증 모니터링 연구팀은 영일만의 해상 $CO_2$ 주입 실증 사이트에서 주입되는 $CO_2$를 모니터링하기 위하여 지구물리-지화학 복합 모니터링 연구를 수행하고 있다. 이 연구에서는 주입 전 모니터링 탐사의 1차 결과로서, 지구물리 탐사에서는 한국형 Hydro-Geophone OBS (Ocean Bottom Sensor) 탐사장비 개발 현황과 3D 탄성파 탐사의 결과를, 천부 지화학 탐사에서는 주입사이트의 주입 전지화학 베이스라인 탐사(퇴적물 공극수의 음이온)에 대한 예비결과를 제시하였다.

블로우 성형공정변수가 PET 용기에 미치는 영향에 관한 연구 (Effects on the process factors of blow molding affects to the PET bottle)

  • 김종덕;고영배;김옥래;박형필;김홍렬;권창오
    • Design & Manufacturing
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    • 제2권6호
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    • pp.7-10
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    • 2008
  • Injection-stretch blowing system for preform has been developed in this study. The preforms for injection blow molding and injection stretch blow molding are being manufactured by injection molding. However it contains gate mark that affects the bottom crack in the PET bottle. The compression molded preform does not contain gate mark, thus the appearance quality of bottle has been increased and the residual stress near gate(bottom of the bottle) has been reduced. The thickness distributions, haze, and transmittance are well accepted for the preform. Also, flow characteristics of the resin between a core and cavity could be analyzed through computer simulation.

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The Effects of CO2 Injection and Barrel Temperatures on the Physiochemical and Antioxidant Properties of Extruded Cereals

  • Thin, Thazin;Myat, Lin;Ryu, Gi-Hyung
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제21권3호
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    • pp.271-280
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    • 2016
  • The effects of $CO_2$ injection and barrel temperatures on the physiochemical and antioxidant properties of extruded cereals (sorghum, barley, oats, and millet) were studied. Extrusion was carried out using a twin-screw extruder at different barrel temperatures (80, 110, and $140^{\circ}C$), $CO_2$ injection (0 and 500 mL/min), screw speed of 200 rpm, and moisture content of 25%. Extrusion significantly increased the total flavonoid content (TFC) of extruded oats, and ${\beta}$-glucan and protein digestibility (PD) of extruded barley and oats. In contrast, there were significant reductions in 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, PD of extruded sorghum and millet, as well as resistant starch (RS) of extruded sorghum and barley, and total phenolic content (TPC) of all extrudates, except extruded millet. At a barrel temperature of $140^{\circ}C$, TPC in extruded barley was significantly increased, and there was also an increase in DPPH and PD in extruded millet with or without $CO_2$ injection. In contrast, at a barrel temperature of $140^{\circ}C$, the TPC of extruded sorghum decreased, TFC of extruded oats decreased, and at a barrel temperature of $110^{\circ}C$, PD of extruded sorghum without $CO_2$ decreased. Some physical properties [expansion ratio (ER), specific length, piece density, color, and water absorption index] of the extrudates were significantly affected by the increase in barrel temperature. The $CO_2$ injection significantly affected some physical properties (ER, specific length, piece density, water solubility index, and water absorption index), TPC, DPPH, ${\beta}$-glucan, and PD. In conclusion, extruded barley and millet had higher potential for making value added cereal-based foods than the other cereals.

쥐에서 2-Acetylaminofluorene의 투여시기에 따라 식이지방이 간의 지질과산화물 대사 및 Cytochrome P450 함량에 미치는 영향 (Effects of 2-Acetylaminofluorene Injection Time on the Hepatic Lipid Peroxide Metabolism and Cytochrome P450 Contents in Rats Fed Different Dietary Fats)

  • 유정순
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제27권5호
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    • pp.442-450
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    • 1994
  • The purpose of this study was to determine the effects of 2-AAF injection time on hepatic lipid peroxide metabolism and cytochrome P450 content in Sprague-Dawley rats fed diets containing high amounts of vegetable oils or animal fats(15%, w/w). Fifty mg of 2-AAF/kg of body weight/day was injected in PEG 300 intraperitonially for 3 consecutive days after 4 or 8 weeks to rats fed corn oil(CO) or lard(LA) diet. The contents of lipid peroxide and cytochrome P450, and the activities of superoxide dismutase(SOD), glutathione peroxidase(GSH-peroxidase) and glutathione S-transferase(GSH-S-transferase) were determined in hepatic microsomal or cytosolic fraction. Microsomal thiobarbituric acid reactive substances(TBARS) and cytochrome P450 contents increased in Co group injected 2-AAF after 4weeks. Cytosolic SOD activity increased in CO group injected 2-AAF after 4 weeks and in LA group injected 2-AAF after 4 or 8 weeks. Cytosolic GSH-S-transferase activity increased in LA group compared to CO group without 2-AAF injection. GSH-S-transferase activity increased in CO group injected 2-AAF after 4 or 8 weeks and in LA group injected 2-AAF after 4 weeks. Therefore, it may be suggested that 2-AAF injection increase the contents of lipid peroxide or cytochrome P450, and detoxifying enzyme activities in rats fed CO diet for short period and in rats fed LA diet for longer period.

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고갈 유전 저류층에서 노달분석을 이용한 CO2 주입성 분석 연구 (A Study on CO2 injectivity with Nodal Analysis in Depleted Oil Reservoirs)

  • 안유빈;김재윤;권순일
    • 한국가스학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.66-75
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    • 2024
  • 본 연구에서는 말레이시아 고갈 유전에 대해 노달분석을 통한 CO2 주입성 분석 모델을 개발하였다. 유정시험이 수행된 평가정 현장 자료를 토대로 기본 모델을 구축하고 주입 압력, 주입관 크기, 저류층 압력, 저류층 투과도, 그리고 두께에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. A 유전 평가정 산출시험 보고서를 토대로 생산 노달분석을 수행하여 투과도를 10md로 산출하였다. A 평가정 기본 입력자료를 활용하여 주입정 모델을 설정한 후, 기본 모델에 대하여 노달 분석 결과 운영 공저 압력 3000.74psia에서 CO2 주입량이 13.29MMscfd로 산출되었다. 민감도 분석 결과, 주입 압력, 저류층 두께, 투과도가 높아지거나 저류층 압력이 낮아지면 주입량이 대략 선형적으로 증가하였다. 또한, 단위 인치 당 주입량 분석을 통해 주입관 크기 2.548inch일 때 가장 효율적으로 주입할 수 있음을 도출할 수 있었다. 지층 파쇄압력을 알고 있다면 노달분석을 수행하여 운영 공저 압력과의 비교를 통해 주입 가능한 최대 저류층 압력과 주입 압력을 예측할 수 있을 것으로 생각된다.

초임계 CO2 사이클에서 가스 인젝션이 압축기 성능에 미치는 영향 (Effects of Vapor Injection on a Compressor in a Transcritical CO2 Cycle)

  • 김우영;심재휘;이용호;김현진
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.16-21
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    • 2007
  • Potential advantages of using vapor injection in a two stage rotary compressor for a $CO_2$ heat pump water heater system were addressed in this paper by numerical simulation. Vapor separated from a flash tank in the middle of the expansion process can be used for injection into the second stage suction plenum of the compressor to improve the system performance. Vapor injection increases the intermediate pressure between the two stages, thus increasing the first stage compressor work and reducing that of the second stage. As a whole, however, the compressor input power increases due to injected mass flow rate for the second stage. Computer simulation showed that increment of the cooling capacity by vapor injection exceeded that of the compressor work, thus improving the system performance. COP improvement by vapor injection was calculated to be about 5-14% for normal operating conditions. With vapor injection, a maximum COP was found when the displacement volume of the second stage becomes 90-95% of that of the first stage of the compressor.