• Membrane and Water Treatment
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• 제8권2호
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• pp.171-184
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• 2017

This study presents the effect of hydraulic retention time (HRT) on the characteristics of emission of three major greenhouse gases (GHGs) including $CH_4$, $CO_2$ and $N_2O$ during operation of a sequencing batch reactor for aerobic oxidation of methane with denitrification (AeOM-D SBR). Dissolved $N_2O$ concentration increased, leveled-off and slightly decreased as the HRT increased from 0.25 to 1d. Concentration of the dissolved $N_2O$ was higher at the shorter HRT, which was highly associated with the lowered C/N ratio. A longer HRT resulted in a higher C/N ratio with a sufficient carbon source produced by methanotrophs via methane oxidation, which provided a favorable condition for reducing $N_2O$ formation. With a less formation of the dissolved $N_2O$, $N_2O$ emission rate was lower at a longer HRT condition due to the lower C/N ratio. Opposite to the $N_2O$ emission, emission rates of $CH_4$ and $CO_2$ were higher at a longer HRT. Longer HRT resulted in the greater total GHGs emission as $CO_2$ equivalent which was doubled when the HRT increased from 0.5d to 1.0 d. Contribution of $CH_4$ onto the total GHGs emission was most dominant accounting for 98 - 99% compared to that of $N_2O$ (< 2%).

• 동력기계공학회지
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• 제20권4호
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• pp.69-74
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• 2016

Recently, in order to meet the stricter emission regulations, the proportion of after-treatments for vehicle and vessel is increasing gradually. The purpose of this study is to investigate the de-$CH_4$ characteristics of NGOC in front of proposed combined system according to additive catalyst and support ratio. In the case of Pd addition, the de-$CH_4$ performance of 2Pt-2Pd-3MgO/$Al_2O_3$ NGOC was improved by approximately 10 to 20% for the HC components. The de-$CH_4$ performance of 2Pt-2Pd-3Cr-3MgO/$Al_2O_3$ NGOC was higher compared to five kinds of NGOC catalysts, because Cr particle was smaller and dispersion of Pd was increased. The NGOC(Zeolite:$Al_2O_3$(80%:20%)｝catalyst according to support ratio, was improved performance at low temperature region on CO and NO conversion rate.

• 한국연소학회지
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• 제20권4호
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• pp.34-41
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• 2015

Oxy-methane nonpremixed flames diluted with $CO_2$ were investigated to clarify impact of radiation heat loss and chemical effects of additional $CO_2$ to oxidizer stream on flame extinction. Flame stability maps were presented with functional dependencies of critical diluents mole fraction upon global strain rate at several oxidizer stream temperatures in $CH_4-O_2/N_2$, $CH_4-O_2/CO_2$, and $CH_4-O_2/CO_2/N_2$ counterflow flames. The effects of radiation heat loss on the critical diluent mole fractions for flame extinction are not significant even at low strain rate in nonpremixed $CH_4-O_2/N_2$ diffusion flame, whereas those are significant at low strain rate and are negligible at high strain rate (> $200s^{-1}$) in $CH_4-O_2/CO_2$ and $CH_4-O_2/CO_2/N_2$ counterflow flames. Chemical effects of additional $CO_2$ to oxidizer stream on the flame extinction curves were appreciable in both $CH_4-O_2/CO_2$ and $CH_4-O_2/CO_2/N_2$ flames. A scaling analysis based on asymptotic solution of stretched flame extinction was applied. A specific radical index, which could reflect the OH population in main reaction zone via controlling the mixture composition in the oxidizer stream, was identified to quantify the chemical kinetic contribution to flame extinction. A good correlation of predicted extinction limits to those calculated numerically were obtained via the ratio between radical indices and oxidizer Lewis numbers for the target and baseline flames. This offered an effective approach to estimate extinction strain rate of nonpremixed oxy-methane flames permitting air infiltration when the baseline flame was taken to nonpremixed $CH_4-O_2/N_2$ flame.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.515-515
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• 2007

$LiCoO_2$ powder was synthesized by Sol-Gel method using inorganic materials. The starting materials, $CH_3COOLi^*2H_2O\;and\;Co(CH_3COO)_2{^*}4H_2O$, were mixed in the atomic ratio Li/Co of 1 and dissolved in i-propanol with acetic acid. The solution was dried for gelation, and finally obtained the pre-powder. The pre-powder were studied by thermal analysis. Based on the TGA result, heat treatment was performed at various temperature(500 to $800^{\circ}C$) for 2h in air atmosphere. The crystal structure, morphology, electrochemical property were carried out using XRD, SEM, cyclic voltammetry(CV).

• 한국포장학회지
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• 제27권1호
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• pp.35-40
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• 2021

Calcium hydroxide (CH) reacts with CO2 to produce moisture, and sodium carbonate (SC) reacts with CO2 in the presence of moisture. Using these different characteristics of these two reactants, a CH/SC mixture of CO2 absorber tuned for kimchi ripening to produce CO2 in a flexible package was selected. A ratio of CH:SC (1:2) in highly gas permeable microporous spunbonded film (Tyvek) sachet was found to be appropriate for delayed and consistent CO2 absorption useful for kimchi package. Addition of superabsorbent polymer (SAP) as moisture buffer was helpful for boosting the consistency of CO2 absorption. In a package of 0.5 kg kimchi at 10℃, the sachet consisting of 0.794 g of CH + 2.276 g of SC + 0.4 g of SAP suppressed its volume expansion and maintained a suitable range of CO2 partial pressure (PCO2) steadily inside. These optimal conditions may vary depending on the type and salinity of kimchi, storage and distribution temperature, and the material and area of the absorber sachet. This study showed a potential of mixture CO2 absorber to be tuned for CO2 producing packaged kimchi for the purpose of keeping consistent PCO2 at tolerable volume expansion.

• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.624-628
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• 2008

$N_2O$는 주요 온실가스 성분의 하나로서 광화학 스모그의 유발, 산성비의 전구체 등 온실효과에 상당한 기여를 하고 있는 물질이다. 이러한 $N_2O$ 및 질소산화물을 제거하기 위하여 환원제를 이용한 Selective Catalytic Reduction (SCR) 반응 공정이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 Hydrotalcite 형태의 전구체로부터 Mixed Metal Oxide 촉매를 제조하고 그를 사용하여 $N_2O$ 분해를 위한 메탄 SCR 반응 및 CO의 생성효과를 비교 연구하였다. 실험결과 $CH_4$ 환원제의 첨가는 $N_2O$의 분해 반응에 긍정적인 영향을 미치며, 최적화된 $O_2/CH_4$ 비율의 조건에서 메탄의 부분산화에 의한 SCR 반응이 가장 높은 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.140-149
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• 2022

본 연구에서는 폴리술폰 분리막을 이용한 바이오가스 정제 공정으로 고선택성 소재를 이용한 2단 공정의 높은 회수율 및 경제성과 동등한 수준의 회수율을 확보하기 위해 저온 고압의 분리막 공정을 설계하고 평가하였다. 폴리술폰 고분자를 4성분계 도프를 이용하여 비용매 유도 상전이법으로 중공사 분리막을 제조하였다. 기체 분리용 중공사 분리막은 1.6 m²의 유효 막면적을 갖는 샘플을 제조하여 상온 및 저온에서 기체 투과 특성을 평가하였다. 제조된 기체분리막 모듈의 온도에 따른 기체 투과 특성을 분석하기 위하여 온도별 단일 기체 투과도를 평가한 결과 이산화탄소와 메탄 투과도는 20℃에서 각각 412, 12.7 GPU이며, -20℃에서는 각각 280, 3.6 GPU로써 이상 선택도는 32.4에서 77.8로 향상되었다. 단일 기체 투과 테스트 후 혼합 기체에 대한 분리 테스트를 진행하였으며, 모듈 1단 구성 및 2단 구성(막 면적비 1:1, 1:2, 1:3)을 통하여 투과 거동을 살펴보았다. 1단 구성에서는 stage-cut이 상승함에 따라 메탄의 농도가 상승하지만, 반대로 회수율은 떨어지는 결과를 나타내었다. 2단 구성 테스트에서는 메탄 농도 97% 기준에서 막 면적비 1:1보다 1:3이 메탄의 회수율이 더 높게 측정되었으며, 공급 기체의 온도가 낮을수록 메탄의 회수율이 높아짐을 확인하였고, 최종적으로 폴리술폰 2단 공정에서 메탄 농도 97%, 회수율 97%의 결과를 달성하였다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.423-429
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• 2009

본 연구의 목적은 바이오가스를 이용하여 고농도 수소 생산과 CO 제거가 가능한 글라이딩아크 플라즈마 개질 시스템의 개발이다. 이를 위하여 수성가스 전이반응기는 수증기 주입량 변화,촉매층 온도 변화에 대하여, 선택적 산화반응기는 촉매층 온도변화, 공기주입량에 대하여 실험을 진행하였다. 기준조건은 S/C 비 3, 촉매층 온도 $700^{\circ}C$, 전체가스량 16 L/min, 입력전력 2.4 kW, 바이오가스 구성비($CH_4$ : $CO_2$ ) 6 : 4이다. 이때의 실험결과는 HTS의 최적조건은 S/C비 3, 반응온도 $500^{\circ}C$, LTS의 최적조건은 S/C 비 2.9, 반응온도 $300^{\circ}C$이다. 또한 PROX I단의 최적조건은 각각 공기유입량 300 mL/min, $190^{\circ}C$, PROX II단의 최적조건은 공기유입량 200 mL/min, $190^{\circ}C$을 나타내었다. 반응기를 모두 지난 후의 합성가스는 $H_2$ 수율 55%, $CH_4$ 전환율 97%, $CO_2$ 전환율 97%, CO 선택도는 0%로 바이오가스를 개질하여 생성된 합성가스는 높은 수율을 나타내며, CO 선택도는 0%를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제28권1호
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• pp.65-72
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• 2020

본 연구는 초기 식종슬러지 종류별 CO₂의 생물학적 바이오메탄 생산 적용 가능성을 비교를 위해 국내 혐기성 소화조로부터 획득한 식종미생물을 종류에 따라 Specific methanogenic activity (SMA) test를 수행한 결과이다. 36일간의 실험 결과 CH₄ yield는 2,434-2,051mL CH₄/g COD의 범위를 얻었고 생산된 가스 내 CH₄ 분압은 맥주공장과 음식물류 폐기물 식종슬러지에서 가장 높은 89.3-91.9% CH₄ 분포를 보인 반면 하수슬러지 식종슬러지로부터 가장 낮은 효율을 나타냈다. 반응조의 CH₄ production rate/CO₂ consumption rate 비교를 통해 CH₄전환 속도 및 CO₂소비율의 간접적 물질 수지 비교가 가능했으며 SMA test 실험 기간 중 반응조 내 아세트산의 농도의 검출이 확인되었다. 이는 식종슬러지 내부의 잔류 유기물들의 분해, 식종미생물의 사멸 및 이들의 분해, Homoacetogenic bacteria의 활성에 의해 반응조 내 Metabolic pathway가 부분적으로 Hydrogenotrophic methanogenesis 단계에서 Acetoclasctic methanogenesis로의 변환됨에 따른 결과로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제28권3호
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• pp.321-328
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• 2011

The autothermal reforming reaction of methane was investigated to produce hyd rogen with Ni/$CeO_2-ZrO_2$, Ni/$Al_2O_3$-MgO and Ni-Ru/$Al_2O_3$-MgO catalysts. Honeycomb metalli c monolith was applied in order to obtain high catalytic activity and stability in autothermal r eforming. The catalysts were characterized by XRD, BET and SEM. The influence of various catalysts on hydrogen production was studied for the feed ratio($O_2/CH_4$, $H_2O/CH_4$). The $O_2/CH_4$ and $H_2O/CH_4$ ratio governed the methane conversion and temperature profile of reactor. Th e reactor temperature increased as the reaction shifted from endothermic to exothermic reactio n with increasing $O_2/CH_4$ ratio. Among the catalysts used in the experiment, the Ni-Ru/$Al_2O_3$-MgO catalyst showed the highest activity. The 60% of $CH_4$ conversion was obtained, and th e reactor temperature was maintained $600^{\circ}C$ at the condition of GHSV=$10000h^{-1}$ and feed ratio S/C/O=0.5/1/0.5.