• Title/Summary/Keyword: 디젤오염물

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Biodiesel Production from Soybean Oil in Continuous Reactors (연속흐름반응기에서 바이오디젤 제조 특성 연구)

  • Kim, Deog-Keun;Lee, Jin-Suk;Park, Ji-Yeon;Park, Soon-Chul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.589-593
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    • 2007
  • 재생 가능한 자원인 동식물성 기름을 원료로 제조되는 수송용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염물질 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경친화적인 연료로 인정을 받으며 전세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 대부분의 상용화 공정은 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 근거하고 있으며 높은 생산성을 위해 연속 공정을 채택하고 있다. 원료유 중의 유리지방산(free fatty acid, FFA)은 염기 촉매와 반응하여 지방산염(Soap)과 수분을 생성하며 반응촉매의 투입양을 증가시카고 반응 후에 글리세롤과 지방산 메틸에스테르와의 분리를 어렵게 만든다. 높은 수율과 후속공정의 부하를 줄이기 위해서는 식물성 원료유 중의 FFA는 고체 산촉매 하에서 메탄올과 에스테르화 반응시켜 전환 제거되어야 한다. 본 연구에서는 고체산 촉매인 Amberlyst-15을 충전한 4단 PBR(Packed Bed Reactor, 충전율 60%(v/v))에서 반응시간과 반응온도에 따른 대두원유의 전처리 효율을 조사하였으며 최적 전처리 조건을 도출하였다. 최적 전처리 조건에서 대두원유는 초기 산가 1.6에서 0.4-0.6으로 연속 전처리할 수 있었다. 본 연구에서는 연속 흐름 반응기인 PFR(Plug Flow Reactor)와 4단 CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)에서 균질계 촉매인 KOH 존재하에 대두유와 메탄올과의 전이에스테르화 반응 특성을 조사하였으며 각 연속 반응시스템에서 최적 운전 조건을 도출하였다. PFR 반응기에서 반응온도, 반응시간, 반응물 흐름방향, static mixer(SM) 개수에 따른 반응특성을 조사한 결과, PFR에서의 최적 반응조건은 하향류 흐름 방향과 3개의 SM를 설치한 조건에서 반응시간 5.8분, 반응온도 90$^{\cdot}C$, 메탄올:오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%로 도출되었다. CSTR 반응기에서는 반응온도와 체류시간에 따른 반응특성을 조사하였으며 최적반응 조건으로 반응온도 80$^{\cdot}C$, 메탄올/오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%, 체류시간 18.4분, 교반속도 250rpm로 조사되었다.

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Effect of Changing the Intake Air Temperature in a Marine Diesel Engine on the Characteristics of Exhaust Gas Emission (선박 디젤기관의 배기배출물 특성이 흡기 온도변화에 미치는 영향)

  • Cho, Sang-Gon
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.25 no.6
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    • pp.788-794
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    • 2019
  • Recently, global climate change caused by greenhouse gases has emerged as a significant air-environmental problem. Technical innovation in response to this phenomenon is ongoing, with an emphasis on the environmental impacts of unusually high temperatures and unexpected heavy rainfall. In this study, we investigated the effects of temperature change on air pollution for a concomitant rapid temperature increase. The test conditions include loading from 0 % to 100 % at 1400 rpm, 1600 rpm, and 1800 rpm for a change in the intake air temperature of a marine diesel engine from 20 ℃ to 50 ℃. The experimental results revealed that CO and HC decreased slightly, whereas the brake specific fuel consumption, NOx, and PM increased slightly when the intake air temperature changed. In addition, it was determined that the combustion temperature did not change significantly.

Recent Research Trend in the Catalytic Pyrolysis of Waste Plastics for the Production of Renewable Fuels and Chemicals (폐플라스틱 촉매 열분해를 통한 재생 연료 및 화학제품 생산 기술 연구동향)

  • Kim, Young Min;Lim, Se Jeong;Kim, Jichan;Jae, Jungho
    • Prospectives of Industrial Chemistry
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    • v.24 no.2
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    • pp.10-21
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    • 2021
  • 최근 폐플라스틱의 사용량 증가와 미세플라스틱으로 인한 해양 오염 및 생태계 축적 등의 부정적인 영향으로 인해 플라스틱 업사이클링(upcycling) 및 리파이너리(refinery) 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 화학적 재활용 방법 중의 하나로, 폐플라스틱의 열분해를 통해서 재생 연료 및 화학물질을 생산하는 연구는 90년도에 활발히 진행된 바 있고, 최근의 환경오염에 대한 대응으로서 다시 많은 관심을 받고 있다. 폐플라스틱을 효율적으로 분해하기 위해서는 촉매를 사용하여 분해 속도를 제어해 주어야 하며, 사용된 촉매의 특성에 따라 최종 생성물의 성상이 크게 달라진다. 본 기고문에서는 폐플라스틱의 촉매 열분해를 통해 가솔린, 디젤유 및 항공유와 같은 수송용 연료, 발전용 연료 혹은 방향족 화학 물질을 생산하는 기술들의 최신 연구 동향을 다루고 향후 전망에 대해 기술하고자 한다. 아울러 최근 몇 년간 많은 연구가 있었던 바이오매스와 폐플라스틱의 혼합열분해를 통한 하이브리드 촉매 공동 열분해 기술에 대해서도 다루고자 한다.

Emission Evaluation of Emulsion Fuel Prepared from Bunker C Oil (벙커 C유를 사용한 에멀젼 연료유의 배기가스 특성)

  • Lim, HeungKyoon;Lee, MyungJin;Chi, Gyeong-Yup;Lim, JongChoo
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.28 no.2
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    • pp.186-192
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    • 2017
  • In this study, water in oil (W/O) emulsion fuel was prepared with surfactant mixture of OIMS90 and NP12 by varying ratio of water to bunker-C oil, surfactant concentration and composition, emulsification time, stirring intensity, temperature and mixing time. Diesel engine performance and exhaust emissions were measured and analyzed with prepared emulsified fuel and compared with those measured using bunker Coil. The results indicated that bunker C emulsion fuel stabilized by surfactant mixture of OIMS90 and NP12 is efficient in reducing emissions of particulate matter, $NO_2$, CO, $CO_2$ and $SO_2$. The biggest reduction in exhaust emission was achieved by using emulsion fuel prepared by OIMS90/NP12 = 4 : 6, 500 ppm of total surfactant concentration and 10% water content at $80^{\circ}C$. Boiler efficiency test measured with emulsion fuel showed excellent energy efficiency compared with bunker C oil.

대구시 대기환경구조 특성에 관한 고찰

  • Park, Jong-Gil;Park, Mun-Gi;Gwon, Gi-Chan;Kim, Seok-Cheol
    • Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.121-125
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    • 2007
  • 대구시는 여름철을 제외하고 서북서풍내지 서풍으로 서풍계열의 바람이 우세하여 지리적으로 서쪽에 위치한 공장지대와 신흥 부도심의 영향이 도심지 내부에 크게 나타날 수밖에 없는 그런 구조를 가지고 있으므로 도심내의 녹지공원 조성과 같은 오아시스 효과로 자연형 대기 순환 구조를 구축하지 않을 경우 환경오염과 지구온난화로 인한 심각한 피해가 초래할 수 있으므로 친환경도시를 위한 준비를 소홀히 해서는 않된다고 사료된다. 아울러 대구광역시의 연평균 대기오염물질의 농도는 $PM_{10}$, $NO_2$ 제외하고 환경기준을 초과한 것은 없으며, 주로 자동차와 주변 공장에 의한 오염원이 대부분임을 알 수 있었다. 또한 $PM_{10}$의 경우 대구시에 산재한 환경측정만 대부분의 지점에서 환경기준을 초과하고 있으므로 디젤 자동차 및 비산먼지 저감 등 미세분진에 대한 저감 대책을 신속히 마련하여야 한다고 생각한다. 그리고 대구시의 $O_3$$PM_{10}$의 고농도 현상은 고기압이 장시간 우리나라를 지배하면서 대기가 안정되고 바람이 약하여 국지풍의 발달이 용이할 경우 도심지내에 고농도 오염을 야기하고 있으며 지형적으로 도심의 오염물이 다른 지역으로 수송되거나 확산이 용이하지 않는 지형구조를 갖고 있으므로 도심을 흐르는 신천을 바람통로 이용하고 도심에 녹지공간 형성 및 도심지의 불투수성 지표면을 잔디 이식을 통한 자연형 도로로 바꾸어 줌으로서 도심내의 열 축적 현상을 줄이고 증발산을 도울 수 있는 cold island 역할을 증대시킬 수 있을 것이다. 이와 같은 사업은 풍속이 약하고 건조한 독일을 포함한 유럽의 내륙지방에서 활발하며 최근에는 해안에 있는 대도시에 저온의 해풍 또는 강바람을 도심에 유입시켜 도시열섬을 완화하고자 하는 시도가 일본을 포함한 아시아 국가에서 많은 관심을 가지고 있다(Ichinose, 1999, 2000; 김해동 외, 2002).

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A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases (음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리)

  • Kim, Sangguk;Jeong, Minji;Kwon, Hyolee
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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Chemical Oxidation Treatment of Hydrocarbon-Contaminated Eine Soil by ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 System (${H_2}{O_2}$/$Fe^0시스템을 이용한 유류오염 미세토양의 화학적 산화처리)

  • 지원현;김지형;강정우;김성용;장윤영
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.6 no.3
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    • pp.13-20
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    • 2001
  • In this Study, application of ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 oxidation System (Fenton-like oxidation) for the oxidative treatment of high-level soil contamination with hydrocarbon was suggested. The characteristics of Fenton-like oxidation of diesel-contaminated fine soil was experimentally probed in a batch system varying initial pH, zero valent iron and hydrogen peroxide levels, and initial diesel concentration. Contaminant degradation was identified by total petroleum hydrocarbon(TPH) concentration with gas chromatography. The batch experiments showed that the optimal ${H_2}{O_2}$and $Fe^0 dosage, 10% ${H_2}{O_2}$+ 20% $Fe^0 removed 65% of initial TPH concentration (10,000mg/kg) at a retention time of 24h. And the TPH removal in the ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 system effectively proceeded only within a limited pH range of 3-4. The zero valent iron-catalyzed Fenton-like oxidation of diesel-contaminated soil was more competitive to the $FeSO_4-catalyzed system (Fenton oxidation) in removal efficiency and cost especially for the treatment of high level contamination.

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Study on Characteristics of Change of Urea and Biuret Content by Temperature Variation in Urea Solution (요소수(Urea solution)의 온도변화에 따른 요소 및 뷰렛함량 변화 특성 연구)

  • Doe, Jin-woo;Park, Tae-sung;Lee, Yu-rim;Yim, Eui-soon;Lee, Joung-min;Kang, Hyung-kyu
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.35 no.4
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    • pp.1307-1319
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    • 2018
  • As interests in the air pollution increases, many kinds of researches are underway on the reduction of air pollutants. The removal of nitrogen oxides from the emission gas of diesel vehicles using urea solution has shown a great effect. The quality of urea solution is strictly defined by domestic law, but the increase of impurities in urea solution reduces the effect of reducing nitrogen oxides. Therefore, in this study, the change of physical properties of urea solution was analyzed after heating the urea solution for a certain temperature and time. Also, the changes of physical properties of urea solution were analyzed according to kinds of storage container and temperature for storing the urea solution. After heating the urea solution for a certain period of time, the biuret content in urea solution increased and the content of urea decreased. As the urea content decreased, both density and refractive index decreased. In the storage stability test carried out at a constant temperature with iron and PET containers, no change in physical properties was observed.

Effects of Plants, Rhizobacteria and Physicochemical Factors on the Phytoremediation of Contaminated Soil (오염 토양의 식물상 복원효율에 미치는 식물, 근권세균 및 물리.화학적 인자의 영향)

  • Hong, Sun-Hwa;Cho, Kyung-Suk
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.35 no.4
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    • pp.261-271
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    • 2007
  • Phytoremediation is an economic and environmentally friendly technique to remediate contaminated-soil. In this study, the effects of plants, rhizobacteria and physicochemical factors on phytoremediation have been reviewed. For successful phytoremediation, the selection of plants is primarily important. To remediate soil contaminated with petroleum hydrocarbon, raygrass (Lolium multiflorum lam), white mustard, vetch (Vicia villosa), tall fescue (Festuca arundinacea), legumes, poplar, and Pine (Pinus densiflora) were mainly applied, and the removal efficiency of petroleum hydrocarbon were ranged 68 to 99%. Corn (Zea mays), raygrass (Lolium multiflorum lam), vetch (Vicia villosa), mustard, clover (Trifolium repens), and tall fescue (Festuca arundinacea) were used for the removal of polycyclic aromatic hydrocarbon, and their removal efficiencies were 50-98%. Rhizobacteria play significant roles for phytoremediation because they can directly participate in the degradation of contaminant as well as promoting plants growth. The following rhizobacteria were preferred for phytoremediation: Azospirillum lipoferum, Enterobactor cloacae, Azospirillum brasilense, Pseudomonas putida, Burkholderia xenovorans, Comamonas testosterone, Pseudomonas gladioli, Azotobacter chroococcum, Bacillus megaterium, and Bacillus subtilis. Pysicochemical factors such as pH, temperature, nutrient, electron acceptor, water content, organic content, type of contaminants are consequential limiting factors for phytoremediation.

Application of Exergy in Aquatic Ecosystems Health Assessment : Experimental Approach and Field Observations (수계 생태계의 건강성 평가 척도로서의 엑서지 적용성에 관한 연구: 실험 및 야외 관찰)

  • Silow, Eugene A.;Oh, In-Hye
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.36 no.2 s.103
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    • pp.117-123
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    • 2003
  • The results of field experiments with mesocosms on Lake Baikal, containing natural plankton assemblage, and laboratory experiments with microcosms containing Daphnia magna and Chlorella vulgaris demonstrated decrease of the structural exergy of the communities after the addition of allochtonous compounds peptone, diesel oil, o-diphenol, $CdCl_2$ to mesocosmsassemblage, phenol, $CoCl_2$ and $CuSO_4$ to micro-cosms. Structural exergy changes were more expressed than changes of components biomasses and total biomass of the community. Comparison of exergy content for benthos in cleanand affected by the discharges of Baikalsk Pulp and Paper Combine also showed sufficient docrease of structural exergy in polluted area. It points to the possibility of the use of structural exergy as ecosystem health reflecting parameter.