• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.371-378
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• 2019

그래핀나노플레이트렛(GnP)이 목재기반 복합보드의 열적 및 난연 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 5, 10, 및 20 wt% 등 여러 가지 GnP 함량으로 GnP/재활용 페놀폼(re-PF)/목재 복합보드를 제조하였다. 제조된 복합보드의 열적특성 및 난연성은 열중량분석(TGA) 및 한계산소지수(LOI) 시험을 통하여 각각 분석되었다. 복합보드의 열안정성은 GnP 첨가량에 따라 비례하게 증가하였고, 이 복합보드의 탄화수율(char yield)은 순수 목재보드 대비 최대 22%까지 증가하였다. 복합보드의 LOI 값은 순수 목재보드보다 약 4.8~7.8% 높았다. 또한, 재활용 페놀폼 및 GnP 첨가로 인하여 복합보드의 난연성이 크게 향상되었음을 확인하였다. 이는 열안정성이 높은 재활용 페놀폼과 GnP가 복합보드의 열분해 개시 온도를 지연시키고, 탄화층(char layer)을 보다 조밀하고 두껍게 형성하였기 때문에, 복합보드의 연소 지연효과를 이끌었다. 특히 탄소기반 재료로서 GnP는 탄화층의 형성을 용이하게 하고, 탄화수율을 현저히 증가시켜 재활용 페놀폼에 비하여 난연성에 높은 효과를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.15-22
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• 2020

매립지에서 발생하는 매립가스 내 포함된 황화수소는 연소과정에서 산소와 결합하여 황산화물을 발생시키고 대기 중의 수분과 결합하여 산성비가 되는 등 다양한 환경 문제를 일으킴에 따라 별도의 전처리 시설이 필수적이다. 매립가스의 탈황을 위해 탄산칼슘(CaCO3) 생성 반응에 따른 침전물 생성 처리, 흡착제를 통한 처리 등 다양한 물리화학적인 방법을 적용하고 있으나, 폐수 등 2차 폐기물의 발생되는 문제가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 방법으로 생물학적 처리 공정을 이용해 원소황(S°)으로 슬러지 형태인 황부산물로 생성시켜 처리하는 공법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 매립가스 내 황화수소의 생물학적 처리 부산물을 활용하기 위한 기술의 기초연구로서 황부산물을 활용하여 콘크리트 혼화재로 사용하고 첨가량에 따른 강도 보조 효과를 알아보기 위한 실험을 수행하였다. 황부산물 혼합 콘크리트 강도 분석 결과, 황부산물의 혼합은 콘크리트 강도에 영향을 미치며, 10% 혼합시 가장 높은 강도 값을 보이는 것으로 나타났다. 특히, 황부산물 10% 혼합시 포졸란 반응과 CaSO4의 형성 등에 의해 결합 강도를 증가시키는 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.60-67
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• 2021

본 연구에서는 CO2 포집을 포함하는 500 MWe 급 전기를 생산하는 순산소 석탄화력발전소에 대한 공정흐름도를 제시하였고, 기술경제성 평가를 수행하였다. 이 석탄화력발전소는 순환 유동층 보일러(CFB), 초초 임계 증기 사이클 증기 터빈, 보일러에서 배출되는 배기가스내 수분과 오염물질을 제거하는 배기가스 정제 장치(FGC), 산소 분리 초저온 공정(ASU), 이산화탄소를 분리하는 극저온 공정(CPU)을 포함한다. 건식 배기가스 재순환(FGR)은 CFB연소기내 온도 제어와 고농도 CO2 배출을 위하여 사용되었다. 이 순산소 석탄화력발전소의 열효율을 증가시키기 위하여 FGR 흐름에 대한 열교환, ASU에서 배출되는 질소 흐름에 대한 열교환, 그리고 CPU 내 기체 압축기의 열 회수를 고려하였다. FGR열교환기의 온도차(ΔT)의 감소는 배기가스의 더 많은 폐열 회수를 의미하며, 전기 및 엑서지 효율을 증가시켰다. FGR열교환기의 ΔT가 10 ℃ 에서 FGR과 FGC 주변의 연간 비용이 최소가 되었다. 이때, 전기 효율은 39%, 총투자비는 1371 M$, 총생산비용은 90 M$, 그리고 투자수익률은 7%/y, 그리고 투자회수기간은 12년으로 예측되었다. 본 연구를 통하여 순산소 석탄화력발전소의 열효율 향상을 위한 열교환망이 제시되었고, FGR 열교환기의 최적 운전 조건이 도출되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.324-332
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• 2022

연구목적: 타올에 흡착된 기름에 의하여 점화원이 없는 상태에서 화재가 발생되는 자연발화 실험을 하기 위하여 건성유인 아마인유와 불건성유인 올리브유를 사용하여 섬유에 흡착되었을 때 자연발화가 발생되는 현상을 실험을 통하여 화재가 발생되는 현상을 확인하였다. 연구방법: 시료용기를 실험장치에 넣은 후 시료의 중심온도 변화를 관찰하여 중심온도가 설정온도 보다 상승하고 화재가 발생하였을 때를 「발화」로 판정하여, 시료의 중심온도 최대치를 확인한 후 실험을 중지하였으며, 시료의 중심온도가 설정온도와 유사하게 유지되었을 경우 「비발화」로 판정하고 실험을 중지하였다. 연구결과: 아마인유가 흡착된 타올은 5장, 10장, 15장에서 모두 시료용기 내의 온도가 급상승되고 연소가 발생되었으나, 불건성유인 올리브유는 탄소가 단일결합으로 되어 있어 건조가 어렵고 산소와의 결합이 어렵기 때문에 발화가 되지 않았다. 결론:건성유인 아마인유가 흡착된 타올의 량이 많을수록 설정온도에 도달되는 시간이 길어지는 현상으로 발화가 발생되는 것을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.574-580
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• 2022

연구목적: 옥수수유는 반건성유로서 불건성유보다 이중결합의 수가 많고 산소와 결합하기 쉬우므로 자연발화의 조건이 충족되면 적은 양으로도 가연성 물질에 흡착될 경우에는 자연발화가 쉽게 발생된다. 또한 최근 자연발화의 원인 중 산화열에 의해 기름이 묻은 헝겊 등에 의한 사고가 늘어나고 있다. 그러므로 65℃에서 타올의 매수와 옥수수유의 양에 따른 자연발화의 특성을 파악하고자 한다. 연구방법: 실험온도를 65℃로 설정한 후 타올 한 장당 25ml, 50ml, 75ml에 해당하는 옥수수유를 분사시킨 후 시료의 중심 온도가 설정된 온도보다 상승하고, 타올이 연소로 인해 탈 경우에는 발화로 판정하였으며, 시료의 중심 온도가 설정된 온도와 유사할 경우에는 비발화로 판정하였다. 연구결과: 옥수수유를 타올 한 장 당 25ml씩 골고루 분포시킨 후 실험을 한 결과 타올이 5장 일 때는 비발화되었으며, 타올이 10장, 15장일 때는 발화되었다. 또한 옥수수유를 타올 한 장 당 50ml, 75ml씩 사용하여 실험한 결과 타올이 5장, 10장, 15장일 때 자연발화가 발생되었다. 결론: 옥수수유가 적은 양으로도 자연발화의 조건을 충족하면 화재가 발생할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.54-63
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• 2022

500 kg의 페이로드를 500 km 태양동기궤도에 이송가능한 소형발사체의 상단에 사용될 3톤급 액체로켓엔진을 설계하고 있다. 소형발사체의 1단에는 비행시험으로 검증된 75톤급 엔진을 사용한다. 상단용 엔진은 액체산소와 액체메탄을 연료로 사용되는데, 이 추진제 조합은 공통격벽탱크를 적용하여 무게 감소가 가능하고 비추력도 높다. 상단엔진의 사이클로는 저압으로 운용되어 신뢰성이 높은 팽창식 사이클을 채택했으며, 노즐 확대비 120이상에서 360초를 상회하는 비추력 성능을 보일 것으로 평가되었다. 엔진의 주요구성품인 연소기와 터보펌프는 목표 비용을 맞추기 위하여 적층제조된다. 엔진은 자가증기가압과 롤추력제어를 위하여 가열된 증기메탄을 제공하고, 이러한 기능을 가진 상단 추진기관시스템은 심우주탐사 등 다양한 임무에 확대 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2019

오늘날 세계 에너지 시장에서는 친환경 에너지의 중요성이 대두되고 있다. 수소 에너지는 미래의 청정에너지원이며 무공해 에너지원 중 하나이다. 특히 수소를 이용한 연료전지 방식은 재생에너지의 유연성을 높여주고 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해서 화석 자원의 사용에 따른 환경문제와 자원의 고갈로 인한 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구의 목적은 플라즈마를 이용하여 효율적으로 수소를 생산하는 방안으로, 온도에 따른 개질반응과 수율을 확인하여 DME(Di Methyl Ether)개질의 최적화 방안을 연구하는데 있다. 연구 방법은 2.45 GHz의 전자파플라즈마 토치를 사용하여 청정 연료인 DME를 개질하여 수소를 생산하고, 저온 조건($T3=1100^{\circ}C$), 저온 과산소 조건($T3=1100^{\circ}C$), 고온 조건($T3=1376^{\circ}C$)에서 가스화 분석을 진행하였다. 저온 가스화 분석을 통해 $1100^{\circ}C$ 근처에서는 불안정한 개질 반응으로 인해 메탄이 발생하는 현상을 확인하였고, 저온 과산소 가스화 분석은 저온 가스화 분석과 비교하였을 때 수소는 적으나 이산화탄소는 많은 것을 확인할 수 있었다. 고온에서의 가스화 분석을 통해 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 메탄이 발생하지 않았고 약 $1150^{\circ}C$ 부터 메탄이 발생하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 개질반응시 온도가 높을수록 수소의 비율이 높아지나 CO 비율은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 가스화기의 구조적인 문제로 인해 열손실과 개질의 문제가 발생함을 확인하였다. 향후 연구의 발전 방향으로는, 가스화기 개선을 통해 불완전한 연소를 줄여 높은 수율의 수소를 얻고 일산화탄소, 메탄과 같은 기체의 발생을 낮출 필요성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안하는 DME를 수증기 플라즈마 개질하여 수소를 생산하는 최적화 방안이, 향후 친환경, 신재생 에너지를 생산하는데 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.394-401
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• 2005

저온 플라즈마 연료개질 장치를 개발하여 여러 운전인자가 그 성능에 미치는 영향을 조사하였고 생성된 수소농후 개질가스를 무부하(Idle) 상태의 디젤엔진에 연소용 공기와 같이 주입하여 NO와 매연 저감효율에 미치는 영향을 조사하였다 전력 소모량이 증가할수록 개질반응의 점화가 더욱 용이하였으나 $H_2$ 농도, $H_2$ 수율, 에너지 전환율과 같은 저온 플라즈마 연료개질 장치의 성능은 O/C 비에 의해서만 영향을 받았는데 그 이유는 평형 반응온도가 O/C 비에 의하여 결정되기 때문이다. 저온 플라즈마 연료개질 장치에서의 $H_2$ 수율과 에너지 전환율은 O/C 비가 증가함에 따라 O/C 비가 $1.2{\sim}1.5$에서 33.4%와 66%의 최고값을 통과하였다. $H_2$ 수율과 에너지 전환율이 O/C 비가 $1.2{\sim}1.5$ 이하인 범위에서 O/C 비가 증가함에 따라 증가하는 이유는 O/C 비가 높아짐에 따라 완전 산화반응이 충분히 일어나서 반응온도가 높아지기 때문으로 보인다. O/C비가 $1.2{\sim}1.5$ 이상인 범위에서 O/C 비가 증가함에 따라 $H_2$ 수율과 에너지 전환율이 감소하는 현상은 과잉산소 조건에서 완전산화반응이 더욱 촉진되어 $H_2$ 수율과 에너지 전환율이 감소하였기 때문으로 보인다. 무부하 상태의 디젤엔진에 개질가스를 주입시 개질된 디젤/총디젤 무게비가 $18.2{\sim}23.5%$까지 증가할 때 NO저감효율과 매연제거효율은 각각 68.8%와 55.5%까지 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.23-33
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• 2001

지하공동구는 최근 통신의 발달로 인해 국가 중추기능으로서의 주요 역할을 하는 시설로, 사고시 신속한 대처가 힘들고 케이블 연소시 발생하는 유독가스에 의한 검은 연기로 공동구 내에 진입하여 소화화기가 힘들다. 따라서, 화재발생시 막대한 재산피해 및 통신의 두절 등 국가의 중추신경이 마비됨은 물론 시민 불편사항을 초래시켰다. 본 논문은 지금까지 발생되어온 공동구 화제를 바탕으로 실제 공동구 모형을 제작하여 화재를 재현함으로서, 과학적으로 화재의 성상을 분석하고 지하공동구 내에 소방설비를 갖춘 후에 일정온도에서 각각의 소방설비들이 제대로 작동하는지를 검증하는데 그 목적이 있다. 화재실험은 지하 공동구 내에 정온식 감지선형 감지기, 방화문, 연결살수설비 및 환기설비를 설치하고 송.배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장하며 난방관은 내화피복된 상태에서 실험하였다. 그 결과 최고 온도가 $932^{\circ}c$로 측정되었고 일정온도에서 정온식 감지선형 감지기가 작동하여 화재위치를 정확히 수신반에 나타내었다. 그리고 송.배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장한 것은 내화성능이 없는 것으로 나타났고, 내화피복된 난방관은 약 30분 정도의 내화 성능이 있는 것으로 나타났다. 컴퓨터 화재 시뮬레이션은 실제 화재 시험시의 화재하중을 입력하여 실시한 결과 최고 온도가 $943^{\circ}c$로 실제 화재시의 최고 온도인 $932^{\circ}c$와 거의 일치하였다. 따라서 공동구 화재하중만으로 화재 시뮬레이션을 실시하여 화재의 성상에 대한 예측이 가능한 것으로 판단되며 시뮬레이션으로 얻는 열방출량, 연기층의 높이, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소의 농도 등의 결과 값들을 실제 화재 실험시의 값으로 적용시킬 수 있는 것으로 판단된다. 0.05ppb보다 높은 수준으로 예측되어 유럽의 허용기준치를 초과하는 것으로 나타났다.확보를 위한 위생관리 업무 향상을 위해서는 본 연구에서 가장 취약한 부분으로 드러난 시설 및 기기들을 우선 보완해야 할 것으로 사료된다.ons. Specific growth rate of dechlorinators showed little difference between the slurry and the low-moisture sediments; however, growth yield was high in the sediments of reduced moisture content. The reduction of sediment moisture decreased the dechlorination rate and extent of PCBs but did not inhibit the growth of PCB dechlorinators.1.4mg, 여학생이 159.3mg이었다. 이상의 결과로 보아 에너지, 단백질, 칼슘, 비타민 A 등 대부분의 영양소 섭취량이 권장량에 미치지 못하여 성장기에 있는 아동들의 영양소 섭취 상태에 문제가 있음을 시사해 주었다. 5. 조사 대상자의 식습관과 영양소 섭취량의 상관관관계는 식사 시간의 규칙성은 단백질, 식이성 섬유소, 비타민 A 및 티아민섭취량과 양의 상관을 나트륨섭취량과는 음의 상관관계가 있었다. 음식의 간(염도)은 인과 콜레스테롤 섭취와 음의 상관관계를 나타냈다. 들깨가루나 들기름 사용 여부는 열량, 탄수화물 및 인의 섭취량과 음의 상관을, 지방, 철분, 리보플라빈 및 나이아신섭취량과는 양의 상관관계를 나타냈었다. 결식여부는 지방, 철분 및 나이아신섭취량과는 양의 상관관계를, 열량, 탄수화물, 인 나트륨, 및 콜레스테롤섭취량과는 음의 상관을 보였다. 외식이