축산폐기물중 바이오가스 생산량이 많을 것으로 여겨지는 돈분(슬러리 돈사의 경우 분과 뇨)과 우분을 대상으로 BMP 방법에 의하여 바이오가스 생산량을 알아보았다. 실험결과 메탄가스 생산량은 슬러리식 돈사 돈분뇨가 가장 많은 330-402ml/gVS, 다음으로 재래식 돈사 돈분이 316-349ml/gVS, 그리고 스크래퍼식 돈사 돈분은 244-281ml/gVS를 보여 에너지 이용측면에서 볼 때 슬러리식 돈사 돈분뇨를 우선적으로 바이오가스화하여 이용하는 방안을 고려해야할 것으로 판단되었다. 우분의 경우 137ml/gVS로 매우 적은 메탄가스 생산량을 보임으로써, 바이오가스화보다는 톼비화와 같은 다른 처리방법을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.25
no.4
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pp.425-435
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2014
Simulation studies on catalytic methanation reaction in externally cooled tubular reactor filled with monolithic catalysts were carried out using a general purpose modelling tool $gPROMS^{(R)}$. We investigated the effects of operating parameters such as gas space velocity, temperature and pressure of feeding gas on temperature distribution inside the reactor, overall CO conversion, and chemical composition of product gas. In general, performance of methanation reaction is favored under low temperature and high pressure for a wide range of their values. However, methane production becomes negligible at temperatures below 573K when the reactor temperature is not high enough to ignite methanation reaction. Capacity enhancement of the reactor by increasing gas space velocity and/or gas inlet pressure resulted no significant reduction in reactor performance and heat transfer property of catalyst.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.6
no.1
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pp.31-42
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1998
A fundamental study on methane conversion for the collection organic wastes of agriculture, forestry and fishers was performed in a laboratory scale. As a result, selected Run B sample were obtained 18.41 C/N Ratio and 168.96 mg/L TCOD; Under the biochemical methane potential test, theoretical and actual methane generation was 313.6 mg/L VS added and 234.2 mg/L VS added, respectively; However, methane conversion from Run B were occurred 74% by anaerobic digestion. By the first order reaction kinetics, kinetic constant were $0.2476d^{-1}$ for Run B. Three steps fill-up filter reactor was evaluated methane content 16% up to promote than blank reactor; TCOD and SCOD have reduced 44.7% and 44.2%, respectively.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.08a
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pp.71.1-71.1
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2013
메탄가스와 이산화탄소는 지구온난화 가스이기 때문에 배출규제가 점차 강화될 것으로 전망되고 있다. 또한 이들 가스는 매립지 또는 바이오 공정을 통해 발생되는 가스이기 때문에 단순히 배출을 억제하는 데 그치지 않고 보다 적극적으로 활용해야할 필요성이 있다. 현재 메탄과 이산화탄소를 동시에 활용하는 기술로는 촉매공정을 통해 메탄과 이산화탄소를 수소와 일산화탄소로 전환하는 방법이 대표적이나, 본 공정은 $800{\sim}900^{\circ}C$의 고온조건을 필요로 하고 고압조건에서 다량으로 생성되는 탄소에 의한 촉매 활성도의 저하문제로 인해 해당 기술의 실제 보급에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 플라즈마를 활용한 메탄가스 개질(reforming) 기술은 고온 플라즈마인 경우 60~70년 전부터 상용화 사례가 있으며, 저온 플라즈마의 경우는 약 10여 년 전부터 개질반응의 공정온도를 낮추려는 연구를 중심으로 기초연구가 수행되어왔다. 이들 플라즈마를 활용한 메탄개질 기술은 메탄의 직접분해, 부분산화, 수증기 개질 및 건식개질 등으로 분류되는 데, 최근 지구온난화가스인 이산화탄소의 처리에 대한 관심이 높아지면서 이산화탄소를 활용하는 건식개질 기술에 대한 관심이 높아지고 있는 상황이다. 현재 플라즈마 건식개질기술에서 주된 이슈는 높은 전력비용이고, 이를 낮추기 위해 촉매를 활용하거나 플라즈마 발생을 최적화하려는 연구가 진행되고 있다. 본 발표에서는 플라즈마를 활용한 건식개질 기술의 장단점, 실용화 가능성 및 향후의 과제를 다루고 있으며, 이를 위해 기계연구원에서의 연구결과 및 국내외 연구실의 결과를 살펴보았다.
Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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2000.11a
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pp.389-390
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2000
최근 지구 온난화의 55% 이상을 차지하고 있는 이산화탄소를 유용한 화합물로 전환하고자 메탄을 환원제로 사용한 이산화탄소 개질반응으로부터 합성가스 생성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 메탄의 이산화탄소 개질반응은 수증기 개질반응보다 낮은 합성 가스비의 생성, 온실효과를 유발하는 이산화탄소의 저감, 반응의 높은 흡열도를 이용한 화학에너지 전송 시스템의 응용 면에서 그 의의가 있다. (중략)
1990년대에 들어와서 미국을 비롯한 석탄자원 부국들은 석탄층메탄가스자원을 에너지로 이용하는데 성공하였으며 현재 그 생산과 이용규모를 빠르게 확대해 나가고 있다. 우리나라의 경우 약 15억 톤의 무연탄자원이 확인되지만 수요처 상실로 1980년대 후반부터 석탄합리화 과정을 통해 석탄생산량은 2700만 톤/년에서 400만 톤/년 이하로 급감 했으며 가행탄광 수도 350여 개에서 10개로 감소됐다. 이러한 추세로 보면 국내무연탄자원은 사실상 사장 화 될 처지에 놓이게 된 것이다. (중략)
We have studied the reforming of carbon dioxide with methane over various supported nickel catalysts. The nickel supported on natural zeolite showed the highest activity and the nickel on acidic support showed higher activity and slow deactivation compared to nickel on basic support. The activity of nickel on natural zeolite increased with increasing loading ratio and showed almost constant activity above 10wt.% loading of nickel. The conversion and yield of products were affected by the mole ratio of reactants and the highest yields of CO and $H_2$ were obtained at $CH_4/CO_2=1$. The deactivation of catalyst was caused by deposition of coke which was formed by the decomposition of methane. The shape of coke was shown to be whisker tripe carbon, and it brought out the slow deactivation of catalyst.
The formation of methane hydrate ($CH_4$ hydrate) in silica sand and decomposition experiments were performed at $7.0^{\circ}C$ using a newly designed reactor. Temperature profile within silica sand bed was measured by thermocouples installed at different height of reactor. Both temperature and pressure are the main parameters for the formation (measured by adsorption experiment) and decomposition (measured by desorption experiment) of methane hydrate. Experiment of methane hydrate formation at 8 MPa and $7.0^{\circ}C$ showed that 70% of methane was converted to hydrate and the recovery of methane by the decomposition of methane hydrate was 82%.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.26
no.4
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pp.53-61
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2018
Anaerobic digestion (AD) is one of the most widely used process that can convert the organic fraction of waste activated sludge (WAS) into biogas. However, most researched actual methane yields of anaerobic digester (AD) on lab scale is lower than theoretical ones. Bioelectrochemical, anaerobic digester was used to increase methane yield from waste activated sludge. The influence of anaerobic digestion sludge and raw sludge mixing ratio (3:7, 5:5) on methane yield and organic matter removal efficiency were explored. As a result, when the mixing ratio of bioelectrochemical anaerobic sludge was 5:5 compared with 3:7, the highest methane yields were 294.2 mL $CH_4/L$ (0.63 times increase) and 52.5% (7.5% increase), the bioelectrochemical anaerobic digester(5:5) was more stable in the pH, t otal alkalinity and VFAs, respectively. These results showed that the increase in the mixing ratio of anaerobic digestion sludge was found to be effective for maintaining the stable performance of bioelectrochemical anaerobic digester.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2011.04a
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pp.20-23
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2011
The spray and atomization characteristics of swirl coaxial injectors which use gas methane and LOx as propellants are investigated experimentally with a recess length variation. Mass distribution and spray angle are measured by a patternator and droplet size to find atomization characteristics are measured by GSV(Global Size and Velocity) system. As a result, when the liquid sprayed, the spray angle decreased and the atomization characteristic was improved with the recess length increase. When the gas and liquid injected simultaneously, the spray angle was decreased and the atomization characteristic was improved comparing to only the liquid injection.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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