• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.580-586
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• 2009

본 연구에서는 2 MWe 규모 순환유동층 발전소에서 중국산 유연탄과 북한산 무연탄의 혼합연소특성을 실험적으로 고찰하였다. 중국유연탄과 호주유연탄을 과잉공기량과 층온도 등을 변수로 실험한 결과, 연소효율은 석탄입자의 입도와 석탄중의 휘발분의 영향을 받으며, 이 때 미연탄소분은 Fly ash 5~7%, 바닥회 0.3% 수준으로 중국 유연탄의 연소효율은 99.5% 이상을 보였다. 북한산 무연탄과 유연탄의 혼소시 혼합비 20%에서 무연탄의 평균입도가 작아 연소실에서 비산되는 입자로 인해 연소효율은 5% 이상 저하되었다, 그러나 $SO_2$와 NOx의 배출농도는 크게 변화하지 않았다. 배출되는 대기오염물질의 농도는 $NO_x$ 200~250 ppm($O_2$ 6%), $SO_2$ 100~320 ppm($O_2$ 6%)이었다. SCR 공정에서 2~13 l/min 범위의 $NH_3$ 공급으로 30~65%의 $NO_x$가 저감되었다. Limestone을 이용한 노내탈황에서 약 Ca/S 몰비 6.5를 공급했을 때 $SO_2$가 75% 제거되었고, $Mg(OH)_2$를 흡수제로 하는 FGD를 운전했을 때 pH 5.0 이상에서 100% 탈황효과를 보였다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 2011

제주 고산 지역의 이산화탄소(이하 $CO_2$) 농도 현황을 분석하기 위해 세계 온실가스 자료 센터(이하 WDCGG)에 등록되어 있는 관측소 농도와 비교한 결과, 청정한 지역인 남반구보다 인구가 밀집해 있고, 산업 활동이 활발한 북반구의 농도가 더 높게 나타났으며, 특히 북반구 중에서도 한반도를 포함한 아시아 지역 농도가 최근 급증하고 있는 이 지역 $CO_2$ 배출량으로 인해 가장 높게 나타났다. 특히, 제주 고산 지역은 아시아 다른 관측소와 비교하여 농도값이 다소 높게 나타나는 경향을 보였으며, 그 요인을 분석하기 위해 고농도 사례를 선정하여 계절별 분석을 수행하였다. 그 결과, 1월에는 서고/동저의 기압배치가 형성되어 중국으로부터의 기류가 유입되었을 때 고농도가 발생하였으며, 일반대기오염물질의 농도비를 이용한 요인 분석 및 역궤도 추적에서도 장거리 이동에 의한 영향인 것으로 나타났다. 반면, 8월에는 국지적인 영향으로 인한 고농도 사례가 많았으며, 이는 북태평양 고기압에 의해 대기가 정체되어 식물의 호흡작용에 의해 발생한 $CO_2$가 축적되면서 야간 시간대에 급격한 농도 증가 때문인 것으로 보인다. 5월, 11월에는 이동성 저기압에 의해 중국으로부터의 기류가 유입되면서 장거리 이동에 의한 고농도 사례가 많았으며, 5월 25~27일의 황사 사례에서도 높은 $CO_2$ 농도값이 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.278-295
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• 2021

2020년 중국의 COVID-19 폐쇄는 한국의 풍상측에 위치한 중국의 대기오염 배출량을 감소시켰다. 몽골 북부로부터 중국 동부를 거쳐 한반도에 이르는 지역에서는 2020년 1~2월에 기온 아노말리가 양(+)으로 온난하였고, 2020년 1월에는 동서류 아노말리가 음(-)으로 정체적인 특징을 보였다. 2019년 12월~2020년 3월에 한국 중부 서쪽의 석모리와 파도리에서 중국 배출량 감소의 영향에 따라 PM10, NO₂, O₃ 농도 변동이 나타났다. 파도리에서 PM10, O₃ 월평균 농도와 최근 4년의 월평균 농도의 비는 2019년 12월과 비교하여 중국의 COVID-19 폐쇄 이후인 2020년 1~3월에 각각 0.7~4.7%, 9.2~22.8%로 감소하였다. 2020년 1월 중국의 춘절 기간에는 석모리와 파도리에서 PM10, NO₂, O₃ 농도가 최근 4년의 춘절 기간과 마찬가지로 감소하였다. 그러나 2020년 1월 평균 농도가 최근 4년 1월과 비교하여 감소한 것은 중국 춘절 전후의 기간에도 배출량이 감소하였던 것과 관련 있다. 2020년 1~3월 석모리의 PM10, NO₂, O₃ 농도의 비(${\bar{O}_s$/M)는 각각 70.8~89.7%, 70.5~87.1%, 72.5~97.1%이었고, 파도리에서도 각각 79.6~93.5%, 67.7~84.9%, 83.7~94.6%로 추정 월평균(M)보다 월평균(${\bar{O}_s$)이 감소하였다. 2020년 1월에 몽골 북부로부터 중국 동부와 한반도에 이르는 지역의 온난화로 인한 광화학 반응으로 최근 4년과 비교하여 AOD가 높게 나타났으나 2020년 3월에는 풍상측인 중국에서 2차 에어로졸을 생성하는 전구물질 배출 감소로 최근 4년과 비교하여 낮은 AOD 분포를 보였던 것으로 분석되었다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.33-38
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• 2019

화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권6호
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• pp.439-446
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• 2009

벼농사가 수질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 지역별 논의 질소수지를 평가하였다. 질소의 유입량은 비료 시용량, 강우 및 관개에 의한 수계공급량, 토양질소의 무기화량 및 질소 고정량 등을 합하여 추정하였고, 질소의 유출량은 배출수나 지하침투수를 통한 수계유출량, 암모니아 휘산과 탈질에 의한 대기 중으로의 손실량, 무기질소의 유기화 및 작물에 의한 흡수량을 합하여 평가하였다. 지역별 환경 특성은 토양 중 유기물함량, 쌀 수확량, 관개수 중의 질소함량, 토양통 분포면적에 의한 토양침투속도 등을 이용하여 추정하였다. 지역별로 환경특성을 고려하여 벼농사가 수질에 미치는 영향을 평가한 결과 경기도와 충청남도의 질소 수지가 각각 -5.4와 $-8.3kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$으로 이 지역에서의 벼농사는 주변 수계로부터 질소를 흡수하여 농업에 활용하는 수질정화의 기능이 다른 지역에 비해 상대적으로 큰 것으로 평가되었다. 반면 강원도와 경상남도는 각각 4.9와 $14.0kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ 으로 유입량보다 유출량이 오히려 많아 질소를 배출하는 것으로 평가되었다. 시비량이 $110kg\;ha^{-1}$로 동일하다는 조건하에 우리나라 관개수 중의 질소함량이 평균 $1mg\;L^{-1}$ 증가할 경우 벼농사는 $-2.9kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$의 수질 개선효과가 있으며, 전국적으로는 벼논의 질소 흡수량이 연간 2,616 Mg이나 증가하는 것으로 추정되었으며, 농업용수의 오염도가 상대적으로 높은 도시인근 지역이 관개수가 깨끗한 지역보다 벼농사에 의한 수질정화 효과가 크다는 것을 알 수 있었다. 동일한 수확량 조건에서 시비량을 $110kg\;ha^{-1}$에서 $90kg\;ha^{-1}$으로 줄일 경우 질소정화 기능은 전국적으로 10,600 Mg이 증가하고 수질정화 기능을 수행하는 면적도 확대됨을 알 수 있었다. 또한, 쌀 수확량 $5,000kg\;ha^{-1}$을 100%로 가정할 경우 질소 시비량은 $110kg\;ha^{-1}$, 수확량이 100%인 경우 질소수지는 $-0.3kg\;ha^{-1}$이었지만 시비량을 $90kg\;ha^{-1}$으로 줄이고 수확량도 100%에서 90%와 85%로 줄이면 질소수지는 각각 -11.7, -2.3 및 $2.4kg \;ha^{-1}$으로 시비량을 줄여도 수확량을 동시에 줄이면 질수수지의 개선효과가 떨어지며, 수량을 85%로 줄이면 수질에 미치는 영향을 나타내는 질소수지는 $110kg\;ha^{-1}$을 시비할 때보다 오히려 더 나빠지는 것으로 평가되었다. 이상의 결과들로 볼 때 벼농사가 수질환경에 미치는 영향은 관개수 수질, 토양물리 및 화학성 등의 자연환경에 따라 달라지므로 지역의 자연환경 특성을 최대로 활용하여, 벼 재배에 의한 수질정화기능을 최대로 활용하는 영농기술도입이 필요한 것으로 판단된다. 또한 현재 시비량을 줄이고 이에 따라 수확량도 줄어들 것이라는 전제의 영농방법으로서는 벼농사에 의한 수질오염 방지를 효과적으로 달성할 수 없으며, 시비량은 줄이되 토양과 관개수 중의 영양물질을 최대한으로 활용하여 최고의 수확량을 유지하는 것이 벼농사의 주변 수계에 대한 오염물질 발생을 줄이고 수질정화 기능을 증대시키는 가장 좋은 친환경농업라고 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권4호
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• pp.291-295
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• 1998

공업단지에서 배출되는 대기오염물질이 확산작용에 의해 농업지대에 내리는 강우에 영향을 미치는지를 조사하기 위하여 1997년 5월 1일부터 1998년 4월 30일까지 비오염지로 예상되는 전라북도 진안군 마령면 수도작 농업지대에 내리는 강우중 화학성분의 함량변화와 천연공급량을 조사한 결과는 다음과 같다. 강우pH는 $6.44{\sim}7.24$, EC는 $14.23{\sim}30.67{\mu}S/cm$의 범위를 나타내었다. 전질소의 함량은 $1.43{\sim}10.14㎎/L$, 암모니아태질소는 $0.57{\sim}4.39㎎/L$, 질산태질소는 $0.18{\sim}1.69㎎/L$의 범위를 나타내었다. 전인산은 $0.015{\sim}0.087㎎/L$의 범위를 나타내었으며, 가용성인산은 검출되지 않았다. 부유물질은 $3.6{\sim}15.3㎎/L$, $Ca^{++}$는 $0.37{\sim}1.66㎎/L$, $Mg^{++}$는 $0.17{\sim}0.52㎎/L$, $Na^+$는 $0.015{\sim}0.087㎎/L$ 그리고 $K^+$ 는 $0.17{\sim}0.58㎎/L$의 범위를 나타내었다. 조사대상 중금속중 중금속중 Cd, Pb, Ni, Cr은 검출되지 않았으며, Zn의 경우 $0.009{\sim}0.098㎎/L$, Cu의 경우 불검출${\sim}0.019㎎/L$의 범위를 나타내었는데 그 함량이 아주 낮은 수준이었다. 음이온성분 가운데 $Cl^-$는 $1.02{\sim}7.24㎎/L$, $SO_4^{2-}$는 $3.73{\sim}14.47㎎/L$, 의 범위를 나타내었다. 각종 화학성분의 천연공급량은 전질소 39.48㎏/㏊/yr, 암모니아태질소 21.82㎏/㏊/yr, 질산태질소 6.90㎏/㏊/yr, 전인산 0.68㎏/㏊/yr로 공급되었다. 양이온성분의 공급량은 각각 $Ca^{++}$ 4.46㎏/㏊/yr, $Mg^{++}$ 5.00㎏/㏊/yr, $Na^+$ 7.26㎏/㏊/yr, $K^+$ 5.46㎏/㏊/yr로 나타났다. 중금속물질 가운데 Pb, Cd, Ni와 Cr은 검출되지 않았으며, Cu와 Zn의 공급량은 각각 0.024㎏/㏊/yr, 0.44㎏/㏊/yr로 나타났다. 음이온성분중 $Cl^-$는 31.16㎏/㏊/yr, $SO_4^{2-}$ 98.76㎏/㏊/yr로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권4호
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• pp.190-200
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• 2023

Background: Gunsan has been constantly affected by pollutants generated by the Saemangeum development and the construction industry since the completion of the Saemangeum seawall on April 27, 2010. However, there are limitations to its study, such as taking into consideration weather conditions, geographical factors, and foreign inflows. Objectives: In this study, we compared the Existing-CAPSS emissions of Gunsan with Recalculated-CAPSS emissions data to analyze the differences in emissions characteristics by year (2016~2019). Methods: Using Existing data on CAPSS emissions (2016~2019) and Recalculated-CAPSS emissions (2016~2019) for Gunsan, which were Recalculated following the improvement of emissions calculations for 2020, we organized CO, NO_X, SO_X, PM₁₀, VOC_S, and NH₃ emissions by substance and investigated the differences and characteristics of the Recalculated emissions by year. Results: For Re-CO and Re-PM₁₀, the emission characteristics of CO were examined as energy industry combustion and PM₁₀ emission characteristics were examined as ship cargo from non-road transportation sources, as ship leisure sources were excluded from non-road transportation source emissions. Conclusions: Comparing the emissions of Existing-CAPSS and Recalculated-CAPSS in Gunsan, the emissions of Recalculated-CAPSS by substance decreased by 39.76% for CO, 9.98% for PM₁₀, 5.53% for VOC_S, and 9.24% for NH₃, while Re-NO_X increased by 2.86% and Re-SO_X increased by 1.97%. On the other hand, when comparing the emissions characteristics of Existing-CAPSS and Recalculated-CAPSS in Gunsan, Jeonju, and Iksan, the emission characteristics of Re-NO_X, Re-SO_X, Re-VOC_S and Re-NH₃ were similar to those of Ex-NO_X, Ex-SO_X, Ex-VOC_S, and Ex-NH₃. As such, Gunsan, Iksan, and Jeonju, showed differences in the comparison of different emission characteristics due to the geographical characteristics of the region (population, area, topography, weather factors) and the characteristics of the industrial complex (metal, petrochemical).

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.90-104
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• 2019

본 연구에서는 시간별 실제 기상데이터를 토대로 한 CALPUFF 모델링 수행을 통하여 민원지역에 대한 신뢰성이 있는 모델링 결과를 도출하였다. 무창형 계사 P1 및 P2의 방진망 구조물(chamber) 및 개방형 계사 P3로부터의 오염원 배출 및 확산거동을, 부피오염원으로서의 CALPUFF 모델링 또는 각 방향의 배출면적을 가중치로 한 수직 배기의 평균 선속도인 모델 배출 선속도($u^M_y$)를 적용한 점오염원으로서의 최종 CALPUFF 모델링으로 구현하였다. 또한 계사 P1, P2 및 P3에서의 배출되는 악취 및 분진오염원 배출량에 대한 각각의 제거효율(0, 20, 50 및 80%) 또는 각각 대응되는 emission rate (100, 80, 50 및 20%)에 따른 시나리오를 기본으로, CALPUFF 모델링을 수행하여 각각에 대한 민원지역의 농도예측을 수행하였다. 이러한 민원지역에 대한 암모니아, 황화수소, $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$에 대한 농도예측과 악취방지법 및 대기환경법에서 요구되는 오염물질 농도와 비교하여, 계사 P1, P2 및 P3에 요구되는 암모니아, 황화수소, $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$에 대한 제거율을 산정하였다. 그 결과로서, "P1, P2 및 P3에서 각각의 배출농도를 줄인 비율만큼 각각의 discrete receptor에서의 농도가 같은 비율로 감소한다"는 가정(a priori assumption)이 본 CALPUFF 모델링 범위 내에서 적용 가능함이 입증되었다. 한편 부피오염원을 적용한 CALPUFF 모델링을 수행한 경우에서 방지시설의 요구되는 제거효율은, 점오염원을 적용한 CALPUFF 모델링을 수행한 경우와 비교하였을 때에 P1의 경우에는 상호간에 유사하였으나, P2와 P3에서 암모니아와 $PM_{10}$의 경우에 더 높게 나타났다. 그럼에도 불구하고 민원해결을 위한 안전한 접근방법으로서 부피오염원으로서 CALPUFF 모델링을 선정하였다. 이에 따라서 본 연구에서는 암모니아, 황화수소, $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$와 같은 오염원배출에 대하여 무창형 계사 P1 및 P2에 요구되는 정량적 방지수준을 타당하게 도출하였다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.40-47
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• 2015

석탄가스화 복합발전소는 기존 석탄화력 발전소에 비해 온실가스 및 대기오염물질을 적게 배출할 뿐만 아니라 국제적으로 쉽게 확보할 수 있는 저렴한 저품위 석탄을 사용할 수 있어서 연료를 안정적으로 공급받을 수 있다. 이에 본 논문에서는 석탄가스화 복합발전 건설의 에너지안보 확보편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 무작위로 추출된 전국 600가구를 대상으로 설문조사를 수행한 후 얻은 자료에 조건부 가치측정법을 적용하여 분석한 결과를 제시한다. 통계적 효율성의 확보를 위해 이중경계 모형을 적용하며 영(0)의 응답자료를 적절하게 다루기 위해 스파이크 모형을 적용한다. 분석결과 석탄가스화 복합발전소로부터 생산되는 전력 1kWh에 대해 응답자들은 평균적으로 6.05원의 추가적인 지불의사액을 가졌다. 즉 석탄가스화 복합발전소로부터 생산되는 전력에 대한 에너지안보 확보편익은 6.05원/kWh이다. 올해 완공되는 태안 석탄가스화 복합발전소의 예상 연간 발전량은 2.27TWh이므로 에너지안보 확보편익은 연간 13,740백만원으로 추정된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.901-908
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• 2009

음식물류 폐수를 생활 폐기물 소각로에 직접 분사하여 소각처리 하는 방안에 대하여 검토하였다. 소각설비는 연속 스토카식 실증플랜트를 이용하였다. 그 결과 암모니아성 질소($NH_3$-N)가 다량 함유된 음식물류 폐수를 분사 소각함으로써 질소산화물($NO_x$) 농도저감과 동시에 질소산화물($NO_x$) 저감을 위해 선택적 비촉매 환원장치(selective non-catalytic reduction ; SNCR)에서 사용되는 암모니아($NH_3$)의 사용량을 절감하는 효과를 가져왔다. 또한, 음식물류 폐수를 분사하여 2차 연소실 출구온도를 적정온도인 870~$950^{\circ}C$로 유지하여 소각량을 최대화하는 한편 폐열회수 보일러의 수관외벽 막힘현상 개선을 통한 로의 안정성 확보 및 연속운영기간의 연장을 실현하였다. 질소산화물($NO_x$), 황산화물($SO_x$) 및 다이옥신 등 대기오염물질 26개 항목에 대하여 측정을 실시한 결과 모두 배출허용 기준치 이하의 값을 나타내었다.