화석연료의 연소에 의해 발생되는 질소산화물(NOx)은 가스상의 대기오염물질로서 인류의 생활환경에 유해함은 물론 식물의 생장속도에도 막대한 영향을 미치고 있으며, 질소산화물은 햇빛의 존재 하에서 탄화수소와 광화학 반응을 하여 광화학적 산화물과 오존 등을 생성하는 광화학적 스모그 생성에 관여하고, 이러한 광화학 스모그는 사람에게 만성의 호흡기 질환을 유발하거나 시정거리의 감소를 가져온다. (중략)
방전 플라스마가 배기 가스 속의 $NO_x$$\cdot$$SO_x$ 나 생산현장으로부터 배출되는 VOC 등의 유해 물질의 분해에 유효하다고 하는 것은 이미 많은 연구에 의해 밝혀지고 있다. 또한 방전 플라스마의 발생방식으로서 펄스방전, 무성방전 등 여러 방식이 제안되고 있으며 각각 특장을 갖고 있다. 필자 등은 종래부터 컴팩트하고 높은 분해효율을 갖는 세라믹베이스의 연면방전에 주목하여 주로 VOC를 대상으로 그 특성을 조사해왔다. 즉 이 방식을 이용한 화학적인 치리방식은 처음 증전에 의해 제창되어 SPCP라고 하는 명칭으로도 널리 알려져있다. (중략)
최신의 엔진기술과 배기 후처리 기술만으로는 앞으로 더욱 엄격해질 일본의 신장기 규제치(2005년)를 만족시키기에 한계를 느끼기 시작함으로서 배출가스 저감에 보다 효과적인 대응책이라고 할 수 있는 연료설계가 주목을 받고 있다. 그 대표적인 예로서 천연가스, 석탄 및 바이오 물질을 이용해 제조가 가능한 GTL(Gas to Liquid), DME(Dimethyl Eter) 및 바이오 연료는 석유의 대체연료 뿐만 아니라 유황 및 방향족 성분이 매우 낮은 저공해 연료로도 일본 내에서 연구가 활발히 이루어지고 있다. (중략)
휘발성유기화합물(VOCs)은 음용수의 소독 과정, 자동차 및 공장의 배기가스로부터의 배출 등 다창한 경로를 거쳐 대기 중에 존재하면서 인체에 직접적인 영향을 미치거나, 오존과 같은 물질와 생성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이러한 화합물들에 대한 분석 및 관리의 중요성이 증가되면서, VOCs 분석에 필요한 장치의 구성이 절실히 요구되고 있다. (중략)
지금까지 국내외적으로 도심지역의 대기질 평가에 관한 연구로서 알데하이드의 분석은 상당히 많은 관심의 대상이 되어왔다. 광화학스모그의 전조물질로 널리 알려진 알데하이드는 대기중의 탄화수소가 광화학적으로 산화반응을 일으킬 때 형성되고 대기중의 라디칼의 주요 원천이며 유기 에어로졸 형성에도 크게 관여한다 대도시 지역에서는 공장굴뚝에서 방출되는 매연, 자동차의 배기가스가 알데하이드의 주요 인위적인 배출원으로 알려져 있다. (중략)
근래 들어 석유 에너지에 대한 대체 에너지 개발을 위한 노력이 여러 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 이는 석유 자원의 고갈에 대한 대비라기 보다는 전세계적으로 심각해져가고 있는 환경오염이라는 보다 더 심각한 문제에 대한 대처로서 인식되어져 가고 있다. 1992년 6월에 열린 지구환경 정상 회담 결과 자동차 배출가스규제 기준의 국제협약화가 예상되고 있으며 EC등은 이산화탄소 세금이라고 불리우는 환경세 도입의 압박을 가해오고 있다. 당사는 기존의 자동차연료인 가솔린이나 경유에 비해 유해배기 물질을 현저히 줄일 수 있는 대체 에너지를 사용하는 자동차의 개발을 위해 많은 노력을 기울이고 있는데, 본 논문에서는 천연가스자동차와 전기자동차를 중심으로 당사의 개발현황을 소개하겠다.
수소연료전지차(fuel cell electric vehicle)는 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소 결합으로 전기를 자체 생산하는 연료전지를 동력원으로 하는 자동차이다. 엔진이 없기 때문에 배기가스 및 오염물질을 배출하지 않아 세계적으로 점점 강화되고 있는 환경규제에 대응하기 위한 친환경 자동차로 부각되고 있다. 미국, 유럽, 일본 등 주요 선진국들은 수소연료전지차 보급을 앞당기기 위해 기술 개발을 지원하고 있고 수소연료전지차 실증 사업 및 프로젝트를 추진하고 있으며, 수소충전소 인프라 확충 및 관련 제도의 정비에 박차를 가하고 있다.
차량의 배기가스에는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소($CO_2$), 입자상 물질(PM), 탄화수소(HC)와 같은 대기 오염물질이 포함되어 있다. 이러한 도로이동오염원의 배출량을 산정하기 위하여 한국에서는 평균속도 기반의 배출계수 곡선식을 사용하고 있으며 교통 계획과 교통 정책의 대안 평가에서 환경적 영향을 분석할 때 활용하고 있다. 그러나 최근에는 차량의 동적 운행 특성과 배출량의 관계를 보다 정확하게 반영하여 배출량을 산정할 수 있는 방법론과 이 방법론을 교통 시뮬레이션 모형에 통합하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. MOVES Lite는 MOVES의 간략 버전으로서 교통 시뮬레이션 모형에 통합될 수 있도록 개발된 운행모드 기반 배출량 산정모형이다. 본 연구에서는 한국의 차종, 주행특성, 배출계수, 배출규제등을 반영하여 MOVES Lite를 개량한 MOVES Lite-K를 개발하기 위한 연구를 수행하였고, 국내의 대표적 배출량 산정 방법인 평균속도 기반의 배출계수 곡선식과 MOVES Lite-K의 배출량 산정 특성을 비교하여 두 방법론의 차이와 국내 적용성을 살펴보았다.
미세먼지 감축에 대한 사회적 요구 증가와 강화되는 대기오염물질 배출허용기준을 충족시키기 위해 구조적 제약조건을 갖는 500 MW급 석탄화력발전소 탈황설비의 성능개선 방안을 제시하였다. 탈황설비 흡수탑을 통과하는 배기가스가 선회하도록 내부 설비를 개조하여 난류를 형성시켜 물질전달효율을 증가시키고 반응 면적 및 시간을 증가시킴으로써 황산화물 저감 및 먼지 포집 능력을 향상시킬 수 있었다. 개선결과 황산화물 제거효율은 91.61%에서 98.43%로 향상되었고 먼지 제거성능은 77.4%에서 87.08%로 향상되었다. 배출농도는 황산화물 7.85 ppm, 먼지 4.67 mg/㎥이 배출되어 2023년의 대기오염물질 배출허용기준인 황산화물 25 ppm, 먼지 5 mg/㎥을 만족하는 수준이다. 본 연구의 성능 개선 방식은 유사한 제약조건을 갖는 다른 석탄화력발전소에도 효과적으로 적용될 수 있으리라 기대된다.
섬유산업에서 배출되는 오일미스트를 함유한 배기가스를 처리하기 위해 개발되어 실제 현장에 적용되고 있는 electric fume collector (EFC) 설비의 집진판 오염에 의한 성능저하를 개선하기 위한 맞춤형 세정제를 검토하였다. 집진판 표면의 오염물질은 오일미스트가 장기간 축적되면서 심하게 탄화되어 일반 세정제로는 쉽게 제거하기 어려운 상태였다. 오염물질의 특성과 집진판 모재의 손상 등을 고려하여, 알칼리, 알코올, 글리콜 및 비이온계 계면활성제로 구성된 최적의 세정제 성분 조성을 결정하였다. 현장실증실험에는 개발된 세정제 원액을 9.1%로 희석한 용액을 이용하였으며, 단순한 분무방식으로 심하게 점착된 집진판 표면의 오염물질을 성공적으로 제거할 수 있었다. 집진판의 세척에 의하여 EFC 설비의 배기가스 정화성능 개선효과도 크게 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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