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상용모사기를 이용한 로토석탄의 분할유동층 가스화기 가스화 특성 모사 (The Computer-Aided Simulation Study on the Gasification Characteristics of the Roto Coal in the Partitioned Fluidized-Bed Gasifier)

  • 박영철;문종호;이승용;이동호;진경태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권3호
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    • pp.511-515
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    • 2012
  • 본 연구에서는 상용모사기를 이용하여 분할유동층 가스화기에서 로토석탄의 가스화 특성 모사를 수행하였다. 분할 유동층 가스화기는 가스화영역에서 일어나는 연소반응과 가스화반응(발열반응과 흡열반응)을 각각 다른 영역에서 일어날 수 있도록 반응기 내부를 분할한 가스화기이다. 분할유동층 가스화기의 주요 개념은 가스화에 요구되는 열을 연소영역에서 생성된 열을 이용하여 공급하는 것으로 가스화기 내부에서의 부분 연소를 억제하고, 격벽을 통한 열전달과 열매체의 이동을 통해 공급하는 것이다. 분할유동층 가스화기 모델은 열분해, 촤 가스화, 타르/오일 가스화, 촤 연소반응으로 4개의 영역을 가지도록 구현하였다. 열분해의 경우, 대상 석탄을 반응온도, 반응가스, 석탄주입량을 변화시켜 실험을 수행하여 실험데이터로부터 correlation 모델을 작성하였다. 가스화는 Gibbs free energy를 최소화하는 모델을 이용하고 촤 연소영역은 combustion 모델을 이용하였다. 분할유동층 가스화기 모사결과를 비교하기 위해 우선 단일영역 가스화기 모사를 수행하였다. 단일영역 가스화기의 경우 석탄열분해 반응기와 석탄가스화 반응기 두 개로 구성되며 반응모델은 분할유동층 가스화기와 일치한다. 분할유동층 가스화기 모사 결과, 냉가스효율은 84.4%로 단일영역 가스화기와 유사한 결과를 얻었으며 합성가스의 조성은 $H_2$$CH_4$이 다소 증가하고 CO와 $CO_2$가 다소 감소한 것을 확인하였다. 모델 검증을 위해 10건의 단일영역 가스화 실험에 대하여 모사를 수행하였다. 모사를 통해 얻어진 합성가스의 조성은 CO, $CO_2$, $CH_4$의 경우 실험결과와 모사결과가 거의 일치하는 반면 $H_2$의 경우 모사결과가 실험값과 비교하여 다소 높은 값을 갖는 것을 확인하였으나 경향은 실험값과 유사함을 확인하였다. 탄소전환율의 경우, 모델결과가 실험값과 비교하여 높은 전환율을 보이는 것을 알 수 있으며 이는 모사에 사용된 가스화 모델이 평형반응기로 반응기에서의 체류시간과 접촉시간이 실제 실험과 차이가 있기 때문으로 파악된다.

고온 고압 조건에서의 난분해성 액상폐기물 분해 특성 (Decomposition Characteristics of Non-Degradable Liquid Waste under High Temperature and High Pressure Conditions)

  • 이강우;손병현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.1572-1578
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    • 2007
  • 지정폐기물은 폐산, 폐알칼리, 폐유, 폐유기용제, 폐합성수지, 먼지, 슬러지, 감염성폐기물 등이며, 이 중에서 많은 부분이 폐산, 폐알칼리, 폐유, 폐유기용제, 폐합성수지 등 액상지정폐기물이다. 이와 같은 액상지정폐기물을 적절히 분해하기 위해 먼저 액상지정폐기물에 대하여 밀도, 삼성분, 원소분석, 발열량 등 물리화학적 특성을 분석하고 0.3톤/일급의 고온고압시스템을 설계하였으며, 반응온도는 $1,200^{\circ}C$ 이상, 압력은 최대 4 $kg_f/cm^2(g)$ 조건에서 실험을 수행하였다. 폐유의 평균 밀도값은 0.93 g/mL. 폐유기용제는 0.93 g/mL, 폐합성수지는 0.91 g/mL이었으며, 삼성분과 원소분석 결과 폐유기용제는 수분 54.34%, 회분 3.35%, 가연분 42.31%이었고, 탄소 29.73%, 수소 3.82%, 산소 5.94%, 질소 2.31%, 황 0.51%이었다. 폐유의 평균 저위발열량은 8,294 kcal/kg, 폐유기용제의 경우 7,462 kcal/kg, 그리고 례합성수지는 5,809 kcal/kg으로 나타났다. 액상례기물 중 유해물질의 분해 특성을 보기 위해 대상 폐기물에 혼합한 톨루엔, TCE 그리고 톨루엔이 고온에서 분해될 때 발생하는 벤젠 3가지 물질에 대해 고온 고압 처리 전후의 양으로 각물질의 DRE를 비교한 결과, 상압조건에서 벤젠 99.73%, 톨루엔 99.73%, TCE가 99.95% 이었으며 가압조건에서 벤젠99.97%, 톨루엔 99.82%, TCE가 99.99%으로 나타나 가압조건이 상압조건보다 유해물질의 분해율이 향상된 결과를 보였다. 본 실험결과 TCE/톨루엔 혼합물의 DRE는 99.73% 이상으로 매우 높게 나타나 유해물질이 적절히 분해됨을 확인할 수 있었다.nes., CWT+35‰+Anes., NWT+15‰+Anes. 및 CWT+15‰+Anes.의 8개 실험구를 2반복으로 설정하여 경북울진∼부산까지 약 400 km (6시간)를 차량수송하였다. 수송용기는 스티로폼상자(66×42×20 cnn)로서, 여기에 해수 3 L와 액화산소를 넣은 비닐봉지에 넙치 8마리씩 수용하여 수송하였다. 혈액의 성상 및 분석항목은 수송전ㆍ후에 채혈하여 비교하였다. 수송전 hematocrit는 22.2±3.8%에서 수송후 NWT+35‰에서 15.3+3.9%, CWT+35‰은 16.7±3.0%, NWT+15‰구에서는 19.2±1.8%로 낮아졌으며, CWT+15‰구는 20.9±3.6%로 수송전과 차이가 없었다. 한편 NWT+15‰+Anes.구는 17.8±0.9%, CWT+15‰+Anes.구는 14.5±1.5%로 낮아졌다. Cortisol은 수송전 2.4±0.1 ng/ml로부터 CWT+35‰구는 16.7±12.8 ng/ml, NWT+35‰구는 47.9+19.8 ng/ml, NWT+15‰구는 43.5±13.9 ng/ml, CWT+15‰구는 26.1±8.3 ng/ml, NWT+15‰+Anes.구는 61.7±3.3 ng/ml, CWT+15‰+Anes.구는 86.1±19.0 ng/ml로 높아졌다. Glucose는 수송전 74.2±32.6 mg/dl로부터 NWT+35‰구는 197.9±27.5 mg/dl, CWT+35‰구도 272.1±29.9 mg/dl로 유의하게 높아졌다. Na/sup +/의 수송전 농도는 163.5±0.6 mEq/L로부터 NWT+35‰구와 CWT+35‰구는 각각 175.3±1.2 mEq/L, 190.0±5.0 mEq/L로 높아졌으며, 다른 실험구에서는 차이가 없었다. 본 연구 결과, cortisol과 glucose에서 수송전보다는 모든 실험구에서 높게

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동대문운동장유적 출토 조선시대 기와의 특성 연구 (A Scientific Study of Roof Tiles in Joseon Dynasty from Dongdaemoon Stadium)

  • 정광용
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제45권3호
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    • pp.160-173
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    • 2012
  • 본 연구는 동대문운동장에서 출토된 조선시대 기와의 선후관계, 유물제작기법 및 기술적 속성을 파악하기 위하여 기와의 물리적 화학적 특성 연구를 실시하였다. 기와의 물리적 특성 연구를 위해 흡수율, 비중, 전암대자율, 시차열분석을 실시하였으며, 화학적 특성 연구를 위해 중성자 방사화분석(NAA), 미세조직관찰, X-선 회절분석(XRD) 등을 실시하였다. 기와편 22점의 중성자방사화분석 및 통계분석결과 각각 기와시료는 다른 시대에 서로 다른 제작지에서 생산된 것으로 뚜렷하게 구분되었다. 또한 희토류원소의 출토지별 평균값을 비교해 보아도 각각 서로 다른 조성의 차이를 보이는데 이는 산지가 다른 점토광물을 이용하여 제작하였다는 것을 의미한다. XRD 및 편광현미경 관찰결과 기와의 주요 성분은 석영과 장석이었으며 부분적으로 운모와 일라이트(Illite)가 나타났다. XRD 분석결과 $1000^{\circ}C$의 부근에서 소성되었을 때 나타나는 뮬라이트(mullite)광물 조성이 나타났으며, 시차열분석에서는 $900^{\circ}C$ 부근에서 완만한 발열피크가 나타났다. 이를 토대로 기와의 소성온도를 추정한 결과, 기와는 $900{\sim}1000^{\circ}C$에서 소성이 이루어진 것으로 보인다. 전암대자율 평균값으로 비교분석하였을 때 출토지별 분류는 나타나지 않았지만 문양이 파상문, 태상문, 어골문, 격자문, 횡선문인 경우 0.2~0.78(${\times}103$ SI unit)의 낮은 전암 대자율이 나타나는 특징이 있다. 전체 흡수율은 대체적으로 14%~21% 범위를 보였으며 이는 조선시대 전통기와에서 나타나는 흡수율 14~18%와 유사한 범위를 보이고 있다. 기와시료의 비중은 대체적으로 1.4~2.5g/cm3의 범위를 보여 출토지에 따른 비중 차이가 나타나지 않았다.

면역기능저하 환자에서 폐진균증에 대한 임상적 고찰 (Pulmonary Mycoses in Immunocompromised Hosts)

  • 서지영;박상준;강경우;고영민;김태성;정만표;김호중;한정호;최동철;송재훈;권오정;이종헌
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권6호
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    • pp.1199-1213
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    • 1998
  • 연구배경 : 최근 면역기능저하 환자들이 급증하고 있으며 이들에 있어서 새로 발생된 설명이 불가능한 폐침윤은 매우 흔하면서도 환자의 생명을 위협할 수 있는 상황으로 발전할 수 있다. 폐진균증은 이런 임상상에서 폐침윤의 중요한 원인으로 대두되고 있으나 이에 대한 연구가 많지 않아 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 1996년 10월부터 1998년 4월까지 삼성서울병원에서 면역기능저하 환자 중 새로운 폐침윤이 있었던 환자로 조직학적으로 폐에서 진균이 증명되었거나 정상적으로 균이 자리지 않는 부위(sterile)에서 시행한 배양검사장 진균이 배양된 환자들을 대상으로 임상적 특정, 방사선학적 소견, 진단적 검사, 치료 및 그 결과에 대해 후향적인 조사를 시행하였다. 결 과 : 총 13명의 환자 (M : F=8 : 5, 연령 중앙값 47세)에서 14예의 폐진균증이 진단되었다. 진단은 asperogillosis가 12예였고 mucormycosis가 2예였다. 혈액암 환자 9명에서 10예, 장기이식 환자에서 4예의 폐진균증이 진단되었다. 3예에서는 진단당시 경험적 amphotericin B를 중앙값 9일(8-21일)간 투여받고 있었다. 혈액암군 10예 중 9예에서 폐침윤 발견당시 백혈구 감소증이 중앙값 16일동안 지속되었으며 발열(9/10), 기침(6/10), 가래(5/10), 호흡곤란(4/10), 흉통 (5/10), 악설음(4/10) 등의 증상과 징후가 흔하게 관찰되었다. 반면에 장기이식환자군에서는 증상 및 징후가 뚜렸하지 않은 경우가 많았다(p<0.05). 단순 흉부촬영상으로 새로운 폐침윤은 단일 혹은 다발성의 결절(6/14)이나 경결(consolidation)(8/14)의 형태로 나타났으며 흉부 단층촬영상에서는 간유리음영(14/14), 흉수(5/14), 동공형성(7/14) 등의 소견이 관찰되었다. 확진한 방법으로는 개흉술이 10예, 비디오 흉강경술이 2예, 경피적침흡인술이 1예, 농양의 농 배양검사가 1예였다. 모든 환자는 amphotericin B(591-2806mg) 투여를 받았으며 1예에서 liposomal amphotericin B, 1예에서 경구 itraconazole로 치료를 부분적으로 시행하였다. Amphotericin B 투여 후 12/14예에서 폐병변의 호전이 관찰되었으며 14예중 4예에서 사망하거나 회복이 불가능한 상태로 퇴원하였다. 결 론 : 혈액암의 치료로 과립구감소증이 있는 환자나 장기이식 환자에서 새로운 폐침윤이 결절이나 경결의 형태로 발현하면, 증상이 미미하거나 경험적 amphotericin B를 투여하고 있더라도 폐진균증을 의심을 해야하며 적극적인 진단과 치료로써 예후를 호전시킬 수 있을 것으로 기대된다.

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소아의 만성 B형 간염: 새로운 병리조직학적 분류와 임상 소견의 상관 분석 (Chronic HBV Infection in Children: The histopathologic classification and its correlation with clinical findings)

  • 이선영;고재성;김종재;장자준;서정기
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제1권1호
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    • pp.56-78
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    • 1998
  • 연구목적: 만성 B형 간염의 간조직 소견은 진단 및 예후의 평가 뿐아니라 치료여부의 결정 및 치료효과의 평가를 위해서 중요하고, 이는 좀 더 객관적, 구체적, 포괄적으로 새롭게 분류할 필요성이 있다. 우리나라 소아의 만성 B형 간염의 빈도는 높을 것으로 추정되는데 아직 이에 대한 병리조직학적 고찰은 거의 없는 상태이다. 이에 저자들은 점수로 평가한 최근의 반정량적 분류 방법(Ludwig 분류법)을 전통적으로 이용되어온 De Groute의 분류법과 비교하여 연관성을 밝히고, 반정량적 분류법이 좀 더 객관적으로 예후를 예견하고 형태학적 변화를 감시하는 유용한 방법임을 소개하고자 하였다. 대상 및 방법: 서울대학교병원 소아과에 입원하여, 간조직 생검을 받은 만성 B형 간염 환아 99명을 대상으로 병리조직 소견과 병록지 고찰을 시행하였다. B형 간염 표식자로는 HBsAg, anti-HBs, HBeAg, anti-HBe, anti-HBc(IgG, IgM), HDV를 방사면역측정(radioimmunoassay)을 이용하여 검사하였다. 간생검조직은 전통적인 De Groute의 병리조직학적 분류법과 병리조직학적 변화를 문맥강 및 문맥강 주변의 염증(Portal/Periportal activity), 간소엽 내 염증(Lobular activity), 섬유화(Fibrosis)로 나누어 각각의 정도를 0에서 4로 점수화(Numerical scoring)한 Ludwig의 체계에 따라 분류하였다. 두가지 분류법 간의 연관성과, 병리조직 소견에 따른 빈도, 연령 및 성별 분포, 임상적 특징, 생화학적 및 혈청학적 검사 소견을 비교 조사하였다. 또한 간세포암 5례는 따로 분류하여 임상적 고찰을 시행하였다. 결 과: 1) 총 99례 중 남아 83례, 여아 16례였고, 연령별 분포는 1년 5개월에서 16년 4개월까지였으며, 평균연령은 9.4세였다. 병리조직형별 연령 및 성별분포에는 차이가 없었다. 2) 병리조직형별 분포는 정상 조직 소견 2례, 만성 소엽성 간염 2례, 만성 지속성 간염 22례, 경도 만성 활동성 간염 40례, 중등도 만성 활동성 간염 19례, 고도 만성 활동성 간염 1례, 간경변을 동반한 만성 활동성 간염 7례, 간경변증 1례, 간세포암 5례였다. 두가지 분류법은 높은 연관성을 보였으나 간경화의 경우는 연관성이 떨어져서, 간조직내 염증과 섬유화는 따로 분리하여 평가하거나, 섬유화의 중량이 필요함을 알 수 있었다. 3) 간세포암을 제외한 94례 중 66례(70%)가 신체검사에서 우연히 발견된 경우였으며, 2례는 전신 부종이 주소로서 B형 간염과 관련된 막성 사구체 신염이 동반되어 있었다. 그 외는 비특이적인 간염증상을 주소로 내원하여 진단되었다. 내원시 임상 증상으로는 이피로성, 식욕부진, 오심, 구토, 복통, 복부팽만, 체중감소, 발열, 진한 소변색, 황달, 비출혈, 부종, 혈뇨 등이 있었고, 이학적 소견으로는 간장비대, 비장비대, 우측 상복부통이 있었다. 병리조직형별 임상증상, 이학적 소견 및 그 빈도에는 차이가 없었다. 4) 총 99례 중 가족력상 어머니에 B형 간염의 병력이 있는 경우가 54례, 아버지가 12례, 형제들의 경우가 25례 있었으며, 그 외의 동거 가족에서 가족력이 있는 경우는 17례 있었고, 가족력이 없는 경우는 28례였다. 가족 중 간경화가 있는 경우는 9례였고, 간세포암도 2례에서 있었다. 어머니가 만성 활동성 간염으로 사망한 례가 1례 있었고, 형제가 전격성 간염으로 사망한 경우도 1례 있었다. 병리조직형별 가족력의 차이는 없었다. 5) 간기능 검사소견을 보면, AST와 ALT의 평균은 각각 $151{\pm}158$ U/L, $215{\pm}221$ U/L이고, 병리조직형별로는 조직 염증소견이 심할수록 유의하게 높은 것을 알 수 있었다. 그러나 병리조직형별로 중복되는 부분이 많아 AST, ALT치로 조직형을 예측하는 것은 어려웠다. Ludwig의 분류와 간기능 검사치와의 관계를 보면, 혈청 알부민은 섬유화가 진행할수록 유의하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었고, ALT, AST는 간조직내 염증 및 섬유화가 심할수록 유의하게 증가하는 것을 관찰하였다. 6) Prothrombin time은 조직형이 심할수록 유의하게 길어졌고, 특히 간경화가 진행될수록 나빠지는 것을 관찰할 수 있었다. APTT(activated partial thromboplastin time)도 조직형이 심할수록 길어지는 것을 관찰할 수 있었으나, 통계적 유의성은 없었다. 반정량적 방법에 의한 분류와의 관계를 보면, Prothrombin time과 APTT는 간조직내 염증 및 섬유화가 심할수록 길어지는 것을 관찰하였으나, 통계적 유의성은 없었다. 7) IgM anti-HBc는 검사가 이루어진 80명 중 1명에서만 양성이었고, HDV는 검사가 이루어진 83명 중 양성인 경우는 한 례도 없었다. HBeAg은 간생검 당시 81례에서 양성이였고, 이 후 평균 $41.8{\pm}31.3$개월간의 추적 중에 HBeAg 음전을 보인 경우는 50례가 있었고, 1년 음전율은 37%였다. 병리조직형별로는 조직형이 심할수록 음전시까지의 기간이 짧은 것을 관찰할 수 있었다. 8) 간세포암 5례의 남녀 분포는 남아 4례, 여아 1례이고, 평균연령은 $10.4{\pm}3.1$세(7세~13세 6개월)였다. 모두에서 HBsAg양성, HBeAb양성과 어머니의 만성 B형 간염의 가족력이 있었다. 간세포암 주변 조직 소견은 1례를 제외하고는 모두에서 간경화의 소견을 보였다. 추적 중 혈청 AFP의 증가로 조기발견된 1례는 종양절제술 후 항암요법으로 추적 중에 있고, 그 외에는 모두 수술 후 항암요법 혹은 방사선요법을 병행하여 시행했으나 사망하였다. 결 론: 만성 B형 간염의 간손상 정도는 임상증상이나 생화학적 검사소견으로 평가할 수 없었고, 간조직검사에 의한 병리조직학적 분류가 필요하였다. 이는 De Groute의 분류와 잘 연관되는 반정량적 Ludwig 방법에 의해 좀 더 포괄적, 구체적, 객관적으로 분류할 수 있었고, 후자는 예후를 예견하고, 형태학적 변화를 감시하며, 통계적으로 분석하는 데 유용한 방법임을 시사하였다.

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