바이오 가스 플랜트의 혐기소화 공정에서 발생하는 바이오 가스는 중 유해가스인 황하수소($H_2S$)는 부식성 가스로 수천 PPM농도를 함유하여, 발전기나 가스보일러로 이용하는 경우에는 $H_2S$를 제거하는 탈황공정이 반드시 필요하다. 탈황방식에는 산화철 탈황(건식 탈황)과 생물 탈황이 현재 많이 사용되고 있어나 산화철 탈황은 산화철 pellet이 유화철에 변화하면 탈황능력이 저하되어 pellet을 교환해야 하며 많은 비용이 발생한다. 생물 탈황 방식은 유황산화세균의 서식활동조건(온도, 반응시간, 산소량)확보가 반드시 필요하여 높은 운전기술을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오가스 전처리 기술 중 활성탄 또는 약액을 이용한 기존의 탈황정제방식보다 흡착성능이 뛰어난 이온교환섬유를 이용하여, 황화수소($H_2S$)를 95% 이상 제거할 수 있는 고효율 섬유상 이온촉매 악취제거 시스템 개발을 수행하였다. 이온교환섬유는 방사선 조사를 이용하여 부직포에 라디칼을 인위적으로 형성시켜(그라프트 중합) 양이온 또는 양이온을 교환할 수 있도록 제조된 섬유상의 흡착제로, 이온교환 섬유의 화학적 이온교환과 물리적 흡착 및 탈착반응이 동시에 발생되고, 활성탄/실리카켈 보다 흡착능력이 2~4배 높다. 또한 이온섬유의 재생기능을 이용하여 장기적 다양한 악취($H_2S$, $NH_3$, 아민계, 메르갑탄류, 알데히드 등) 및 유해가스(VOCs, NOx, SOx) 등을 95% 이상 제거할 수 있다.
본 연구는 발포수지 공정에 사용되는 가스벤트를 신발중창 금형에 자동으로 교환하는 장치에 관한 것이다. 가스벤트는 폴리우레탄과 같은 소재를 이용한 신발 미드솔 발포시 발생되는 가스를 제거하기 위한 다공질 소자로서 신발금형 상부에 삽입된다. 가스벤트는 소모성 부품으로 일정주기마다 교환이 필요하나 작업공정상 수작업에 어려움이 많아 자동화된 교환시스템이 요구된다. 하지만 삽입되는 신발중창 금형과 가스벤트간은 유격이 거의 없으므로 본 연구에서는 신발 중창 금형의 손상을 방지하고 보다 신속한 교환을 위해 가스벤트 삽입 및 추출 홈의 위치정보를 영상을 통해서 구하고, 얻어진 영상에 대한 위치 데이터를 기계적 위치 추적 시스템의 데이터로 피드백 하여 홀의 중심 위치에서 가스벤트를 삽입 및 추출하여 자동으로 교환하는 장치를 구현하였다. 영상 처리는 패턴 매칭 기법을 이용하여 홀의 중심점을 구하였고, 이를 PLC로 전송하여 기계 작동 제어 및 XY플로터를 정밀 제어하여 공정이 진행되게 하였다.
본 논문은 단기통 4사이클 전기점화기관에서 가스교환 과정이 체적효율에 미치는 영향에 대하여 연구한 것이다. 가스교환 과정의 수학적 모델을 설정하고 수치해석을 수행한 결과 체적효율은 가스교환과정과 관련되는 밸브 개폐시기(1,2)보다는 흡배기관의 압력에 의하여 더 큰 영향을 받는 다는 것을 알 수 있었다. 실험에 있어서는 각각 밸브 개폐시기가 다른 3종류의 캠을 사용하였 으며 수치 해석결과와 실험결고가 비교적 잘 일치하였다.
본 논문에서는 신발금형의 가스벤트 착탈 작업을 효율적으로 진행하기 위해 이미지 프로세싱을 통한 가스벤트 착탈위치 탐색과 정밀 제어로 착탈 작업을 수행하는 교환 장치의 두 가지 기술을 다루고 있다. 이 두가지 방법을 적용하기 위한 핵심적인 이슈는 신발 금형의 가스벤트 교환 위치의 중심을 어떻게 하면 정확하게 찾아내는가이다. 이러한 자동 교환 장치의 사용은 가스벤트 착탈 시간을 줄이며 아울러 노동력의 절감 제품의 생산에 드는 비용을 최소화하는 등의 여러 가지 이점을 가져다 준다. 이 장치를 사용하여 실험을 통해 검증한 결과 가스벤트 교환 장치의 사용이 더 안정적이고 효율적이며 착탈 시간을 줄여 공정시간을 단축하는 것을 증명할 수 있었다.
습식 배연탈황 공정에서는 흡수탑 내에서의 황산화물 흡수율을 높일 목적으로 흡수탑으로 유입되는 배기가스를 약 5$0^{\circ}C$까지 냉각하고, 처리된 배기가스는 연돌에서의 자연 통풍력을 확보하고 연돌 배출 후 수분의 응축으로 인한 백연(white Plume)의 문제를 방지하고자 통상 9$0^{\circ}C$ 이상으로 가온하는 것이 일반적이며 이를 위해 다양한 형식의 열교환기가 설치 운영되고 있다. 탈황공정에서 흔히 GGH(gas to gas heater)라 불리는 Ljungstrom 방식의 열 교환기는 미처리된 고온가스와 처리된 저온 가스가 회전하는 열교환소자로 이루어진 영역을 지나면서 열 교환이 이루어지는 형태로 회전 부위 및 두 가스흐름의 구분 판(sector plate) 등에서 필연적으로 처리가스 흐름 중으로 미처리 가스의 누입이 일어나게 된다. (중략)
크래프트 회수보일러(kraft recovery boiler)는 펄프 공정에서 생성된 흑액을 연소하여 발전용 스팀을 생산하는 장치이다. 특히 연소로 상단부에 존재하는 과열기(superheater)는 포화 증기가 연소가스와 열교환을 통해 과열 증기로 전환되는 구간으로, 연소가스와 포화 증기 사이의 열교환 효율 향상은 발전용 과열 증기 생산량 증가 및 발전 효율이 증가하므로 매우 중요하다. 과열기 하단부에 위치한 노즈 아치는 과열기의 부식의 원인이 되는 연소로에서 발생한 복사열을 막는 중요한 역할을 하지만, 연소가스 유동을 방해하여 포화증기와 열교환이 끝난 저온의 연소가스가 과열기를 나가지 못하고 재순환되어 열교환 효율을 저하시키는 직접적인 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 CFD를 활용하여 노즈아치 구조에 따른 재순환 영역의 크기와 연소가스 출구 온도를 비교하였다. 결과적으로 노즈 아치 하단부 각도를 106.5°에서 150°로 변경할 경우 연소가스의 재순환 영역이 감소하여 연소가스와 과열기 사이의 열교환 효율이 10.3% 향상되는 것을 확인하였다.
해송에서 분리한 Fusarium circinatum(FT-7)을 2009년 7월 21일에 4년생 해송, 소나무 및 리기다소나무 묘목에 인공접종한 후 병 진전 및 가스교환 특성을 조사하였다. 접종 18일 후 해송 10본 중 2본에서, 그리고 접종 21일후에는 리기다소나무 10본 중 2본에서 각각 침엽탈수 증상이 나타났으나 소나무는 실험기간동안 아무런 증상이 나타나지 않았다. 해송의 경우 가스교환율 모니터링을 실시한 5본 중 4본이 접종 25일 후 가스교환이 완전히 멈추었으나 리기다소나무는 5본 중 2본이 25일 이내, 나머지 3본은 39일 후 완전히 정지하는 것으로 나타나 해송의 병 진전도가 리기다소나무에 비해 더 빠른 것으로 나타났다. 실험기간인 78일 동안 리기다소나무 10본 중 9본, 해송 10본 중 8본이 거의 고사하였으나 소나무는 아무런 피해 증상이 나타나지 않았다. 본 연구 결과, 소나무는 F. circinatum(FT-7)에 저항성이 있는 수종으로 나타났으며 인공접종 후 가스교환율은 대조구와 유사한 양상을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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