• Ocean Systems Engineering
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• 제10권3호
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• pp.317-332
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• 2020

This study examines the behaviors and properties of discharged liquid CO₂ from a long elastic pipe moving with a vessel for the oceanic CO₂ sequestration by considering pipe dynamics and vessel motions. The coupled vessel-pipe dynamic analysis for a typical configuration is done in the frequency and time domain using the ORCAFLEX program. The system's characteristics, such as vessel RAOs and pipe-axial-velocity transfer function, are identified by applying a broadband white noise wave spectrum to the vessel-pipe dynamic system. The frequency shift of the vessel's RAO due to the encounter-frequency effect is also investigated through the system identification method. Additionally, the time histories of the tip-of-pipe velocities, along with the corresponding discharged droplet size and Weber numbers, are generated for two different sea states. The comparison between the stiff non-oscillating pipe with the flexible oscillating pipe shows the effect of the vessel and pipe dynamics to the discharged CO₂ droplet size and Weber number. The pipe's axial-mode resonance is the leading cause of the fluctuation of the discharged CO₂ properties. The significant variation of the discharged CO₂ properties observed in this study shows the importance of considering the vessel-pipe motions when designing oceanic CO₂ sequestration strategy, including suitable sequestration locations, discharge rate, towing speed, and sea states.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.42-50
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• 2014

본 논문은 페로니켈 슬래그를 이용하여 간접적으로 $CO_2$를 고정화시키는 기술에 대한 연구를 하였으며, 효율적으로 Mg를 추출하여 제조된 $Mg(OH)_2$의 $CO_2$ 고정화 최적 조건을 제시하고자 하였다. 실험 결과, 최적의 추출조건은 1 M $H_2SO_4$, 반응온도 333 K이었으며, 용출액에 NaOH를 첨가하여 pH값을 8까지 높일 경우, 침전물은 $Fe_2O_3$로 확인되었다. 또한 pH 값이 11까지 높아질 때, 그 성분은 $Mg(OH)_2$로 나타났다. 이렇게 제조된 $Mg(OH)_2$ slurry 용액을 $CO_2$ 고정화실험에서 준 2차 탄산화반응 모델을 통해 적용한 결과, 반응온도 및 초기 $CO_2$분압에 따라 초기 $CO_2$의 고정화 속도를 증진할 수 있는 반면 반응온도가 323 K 이상 높아질 경우, 고정화속도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 $CO_2$ 고정화반응 시 이온을 조사한 결과, $CO_2$를 고정화 할 수 있는 최적의 pH 조건으로 8.38 이상 유지해야 할 것으로 판단되었다. 종합적으로 본 연구에서는 페로니켈 슬래그를 이용하여 $CO_2$를 고정화하기 위한 최적의 조건을 도출하였으며, 향후 $CO_2$를 고정화 하기 위한 연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제26권1호
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• pp.12-23
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• 2016

향후 국내에서 수행될 이산화탄소 지중저장 프로젝트의 성공적인 수행을 위해서는 현장 지질조건에 최적화된 주입 조건을 설계하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 주입량 및 주입온도 등의 주입조건이 격리저장시스템의 역학적 안정성에 미치는 영향을 열-수리-역학 연계해석기법의 하나인 TOUGH-FLAC 해석기법을 이용하여 평가하였다. 저장시스템의 역학적 안정성은 기존 균열의 전단미끄러짐 발생가능성을 활동마찰각 및 응력원을 이용하여 분석하였다. 이산화탄소의 주입온도가 저류층의 초기온도보다 낮은 저온주입의 조건에도 열응력으로 인한 인장균열은 발생하지 않는 것으로 파악되었으나, 저류층에서 전단미끄러짐이 발생하는 결과를 보였다. 단위시간당 이산화탄소 주입량을 변화시킨 시나리오 해석에서는 단계별로 주입량을 감소시키는 주입시나리오에서 기존 균열들의 전단미끄러짐 발생 가능성이 가장 낮은 것으로 평가되었다.

• KSBB Journal
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• 제28권4호
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• pp.225-229
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• 2013

Bovine Carbonic anhydrase (BCA) was immobilized on a submicro-porous membrane through covalent immobilization. The immobilization was conducted on the porous membrane surface with the treatment of polyethyleneimine, glutaraldehyde, and the anhydrase, in sequence. The immobilization was confirmed using X-ray photon spectrometer. The pH values of carbon-dioxide saturated solution with buffer were monitored with respect to time to calculate the catalytic activities of hydration of carbon-dioxide for free and immobilized CA. The catalytic rate constant values for free CA, immobilized CA on polystyrene nanoparticles, and immobilized CA on a porous cellulose acetate membrane were 0.79, 0.67, and 0.56 $s^{-1}$, respectively. Reusability was studied up to 10 cycles of $CO_2$ sequestration. The activity for the CA immobilized on the membrane was kept to 95% after 10 cycles, and comparable to the CA on the nanoparticles. The stabilities for heat and storage were also investigated for the three cases. The results suggested that the CA immobilized the membrane had the least loss rate of the activity compared to the others. From this study, the porous membrane was feasible as a carrier for the CA immobilization in hydration and sequestration of carbon-dioxide.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.260-265
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• 2012

담수 토양에서의 토양호흡량은 호기 상태에 비해 매우 낮은 수준이나, 혐기 상태에서의 유기물의 분해는 담수 생태계의 탄소순환에 매우 중요한 역할을 한다. 한편, 비산회(fly ash), 석탄바닥재 (bottom ash)와 같은 석탄 연료 부산물들은 이산화탄소 발생을 저감하고 토양 탄소를 격리하는 효과가 있음이 보고된 바 있다. 이에 본 연구는 혐기조건 토양에서 석탄바닥재 단일 처리 및 석탄바닥재와 유기물 혼합 처리가 토양 미생물 호흡량 및 미생물 생체량 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 이산화탄소 발생속도는 석탄바닥재 처리에 의해 유의하게 감소하였고, 처리수준에 따라서도 감소하는 것을 보였다. 유기물과 석탄바닥재를 혼합 처리하였을 때에도 발생속도가 감소되는 것을 확인하였다. 석탄바닥재 처리에 따라 토양미생물 생체량은 유의하게 증가하였고, 토양 중 암모니아태 질소, 질산태 질소, 유효인의 함량은 감소하는 경향이 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권1호
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• pp.39-45
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• 2005

2004년 11월 러시아의 교토의정서 비준에 의하여 2005년 2월에 교토의정서의 발효를 앞두고 있다. 따라서 1차 감축대상국은 2008년부터 2012년까지 1990년 대비 각 국가당 설정된 GHG(Green House Gas)배출량을 감축해야하는 상황에 처해 있다. 본 논문에서는 대기 중에 뿜어내는 GHG중 가장 많은 비율을 차지하는 CO₂를 심해에 친환경적으로 처리하는 기술로서 해양격리기술에 대해 소개한다. 본 해양격리기술은 4개의 주요단계로 구분할 수 있는데, 해양수송기술, 해양분사기술, 해양저장효율평가기술, 해양처리생태영향 평가기술등으로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 CO₂의 해양 분출시에 초기희석율에 영향을 미치는 해양분사기술 중, 액포의 거동과 용해에 관한 기초 연구를 수행하였다. 특히 본 연구에서는 전산유체역학 기법 (Computational Fluid Dynamics)을 통해 해수를 연속상(Continuous phase), 액적을 분산상(Disperse phase)으로 한 이상(Two-phase) 유체를 3차원 이동형 비구조 격자와 유한체적법을 이용하여 상 경계면이 거동하면서 거동에 따른 용해도의 변화를 추정하였다 따라서, 본 연구는 액적의 거동과 용해도의 유체역학적 관계를 밝히는 데 기초적 자료가 될 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 2013

본 고에서는 $CO_2$ 지중저장과 연계한 원유회수증진 기술을 소개하였다. 원유회수증진을 목적으로 $CO_2$를 저류층 내에 주입하는 $CO_2$ EOR 기술은 장기적인 관점에서 $CO_2$를 지하 심부 암반에 저장하는 CCS 기술로 전환할 수 있다. CCS와 연계한 $CO_2$ EOR 기술은 EOR에 필요한 대규모 $CO_2$ 공급원을 확보할 수 있는 장점이 있으며 원유 회수율 증진에 따른 편익 발생으로 CCS를 위한 일련의 프로세스 중, 특히 포집 분야에 경제성을 부가할 수 있는 장점이 있다. 이러한 CCS와 연계한 $CO_2$ EOR 기술의 특징 및 시장 전망을 살펴보고 국외의 대표사례로 Weyburn $CO_2$ EOR 프로젝트를 소개하였다. 또한, 안정적이고 경제적인 $CO_2$ EOR 실시에 필요한 제반 기술 요소를 분석하고 $CO_2$ 주입중 및 주입후 장기운영과정에서의 미소진동 계측, $CO_2$의 최소혼화압력 및 최대주입압력의 사전설계 등의 암반공학적 쟁점들을 소개하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권12호
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• pp.55-61
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• 2022

대기 중 온난화 가스의 하나인 이산화탄소 감소를 위해 많은 연구들이 수행 중이다. 이 중 이산화탄소 지중저장은 지구온난화 방지를 위한 중요한 공법 중 하나로 주목받고 있다. 하지만, 제한된 공간의 최대한 많은 양의 이산화탄소 저장을 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다. 계면활성제의 활용은 이산화탄소 지중저장 효율의 향상에 기여할 것으로 여겨지고 있으나, 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이산화탄소 지중저장 효율 증진을 위해 계면활성제 종류(sodium dodecyl sulfate 및 sodium dodecylbenzene sulfonate) 및 농도, 이산화탄소 주입속도에 따른 2차원 마이크로모델 실험을 수행하였다. 그 결과, 계면활성제의 농도 및 이산화탄소 주입속도가 증가할수록, 이산화탄소 지중저장 효율이 증가함을 확인하였다. 하지만, 한계 농도 및 속도 이상에서는 더 이상 효율 증진이 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제30권1호
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• pp.1-14
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• 2014

Timber harvest in natural forests and its implications on carbon sequestration were investigated in the Southwestern Nigeria. Data on timber harvest from forest estates for a 3-year period were collected from the official record of States' Forestry Department. The data registered the species, volume and number of timbers exploited during the study period. The data were analyzed accordingly for rate of timber harvest and carbon value of the exploited timbers using existing biomass functions. Values were compared for significant differences among states using one way analysis of variance. The results showed that the most exploited logs, in terms of volume and number of trees, have the highest amount of carbon removal. There was a variation in type of timber species being exploited from each state. The total number of harvested trees from Oyo, Ondo, Ogun, Ekiti and Osun were estimated at 100,205; 111,789; 753; 15,884 and 18,153 respectively. Total quantity of carbon removed for the 3-year period stood at 2.3 million metric tons, and this translated to 8.4 million metric tons of $CO_2$. The annual carbon and $CO_2$ removal therefore were estimated at 760,120.73 tons and 2.8 million tons/ year respectively. There were significant differences (p<0.05) in the amount of $CO_2$ removed from the five states. Based on our result, we inferred that there is increasing pressure on economic tree species and it is plausible that they are becoming scarce from the forests in Southwestern Nigeria.. If the present rate of log removal is not controlled, forests could become carbon source rather than carbon sink and the on biological conservation, wood availability and climate change may turn out grave. For the forest to perform its environmental role as carbon sink, urgent conservation measures and logging policies are needed to be put in place.