• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권3호
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• pp.181-193
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• 2018

아산화질소($N_2O$)는 기후변화를 야기하는 온실가스임과 동시에 오존층을 파괴하는 가스이다. 하폐수 처리시 생물학적 질소 제거 공정에서 주로 배출되는 아산화질소가 환경에 미치는 영향은 매우 중요하므로 대책 수립이 필요하다. 본 논문에서는 하폐수 처리과정의 아산화질소 배출 관련 최신 연구동향을 종합적으로 고찰함으로써, 아산화질소의 배출량 및 생성에 미치는 주요 인자의 영향을 이해하고, 아산화질소 배출 저감 전략 수립에 필요한 정보를 도출하였다. 하폐수 처리공정에서 아산화질소가 배출되는 주요 경로는 hydroxylamine 산화, nitrifier 탈질 및 종속영양 탈질공정의 3가지로 구분된다. 실험실, 파일럿 및 실 규모 하폐수 처리 공정을 대상으로 아산화질소 배출량을 측정한 결과 아산화질소 배출량의 질소 부하량의 0-95%로 변이가 매우 컸다. 실 규모 하폐수 처리공정에서는 질소 부하량의 0-14.6%가 아산화질소로 배출되고, 평균값과 중간값은 각각 1.95%와 0.2%이었다. 아산화질소 배출량에 영향을 미치는 가장 중요한 운전인자는 용존산소와 아질산염 농도 및 COD/N 비율이었다. 아산화질소 배출 저감을 위해 운전인자를 조절하는 다양한 전략이 보고되고 있다. 또한, 하폐수 처리공정에서 아산화질소 배출 저감하기 위한 새로운 전략으로, 높은 아산화질소 환원효소 활성을 가진 미생물을 활용하거나, 기존의 탈질공정 대신 산소발생 탈질공정(oxygenic denitrification)을 도입하는 것이 제안되고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.637-644
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• 2016

본 연구의 목적은 석탄 입자 연소 시 공기 다단 연소 적용에 따른 UBC(Unburned Carbon) 및 질소 산화물(NOx) 배출 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 공기 다단 연소가 가능한 2단 하향 분류층 반응기(Two Staged Drop Tube Furnace, Two Staged DTF)를 설계 및 제작하였다. 아역청탄(Tanito)의 단일 및 다단 연소 실험을 진행하여 UBC 및 NOx 배출 특성을 분석하였다. 그 결과, 단일 연소 조건에서 온도 및 공기비가 증가함에 따라서 UBC 함량이 감소했지만 NOx의 농도는 증가했다. 특히 과농 연료 연소 영역에서 NOx 저감 반응이 일어났으며, 이때 반응 온도가 증가할수록 NOx 저감 반응이 활성화 될 뿐아니라 UBC는 감소되었다. 공기 다단 연소 실험의 경우 석탄 입자의 UBC 증가량에 비해 높은 NOx 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.481-488
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• 2013

10 %의 암모니아가 첨가된 메탄 연료의 비예혼합 확산화염에서, 산소/이산화탄소 및 산소/질소의 산화제 내에 산소 비율의 변화에 따른 질소산화물($NO_x$)의 생성 특성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 동축류 제트 화염의 실험에서, 산소/이산화탄소의 산화제인 경우, 측정된 $NO_x$은 산소 비율의 증가에 따라 약간 증가하는 경향을 보였다. 반면에, 산소/질소의 산화제인 경우, $NO_x$은 0.7의 산소 비율에서 최대로 측정되었으며, 산소 비율에 따라 비단조적인 경향을 보였다. 결과적으로, 암모니아가 첨가된 메탄 화염에서 배출되는 $NO_x$는 일반 공기의 조건보다 순산소 연소 조건의 경우가 더 크게 측정되었다. 한편, 다양한 산화제의 조건에 대하여 $NO_x$ 생성 특성을 분석하기 위해서, 동일한 화학반응 메커니즘을 적용하여 1 차원 및 2 차원의 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 산소/질소의 산화제에서 2 차원의 수치해석 결과가 실험적으로 측정된 $NO_x$의 배출 특성을 비교적 잘 예측하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.367-368
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• 2001

휘발성 유기화합물질들(VOCs)은 그 자체가 인체에 유해한 화합물로 작용할 뿐만 아니라 환경대기 중에서 질소화합물(NOx)과 광화학 반응을 통하여 오존 등 유해한 산화물을 형성하는 전구물질로 작용하여 이들의 거동을 이해하고 분석하는 것이 대기환경에 매우 중요한 것으로 인식되고 있다. 더욱이 오존 예보 및 경계 체제의 중요한 입력 요인으로 인식되어 신뢰성 있는 배출 정보의 산출을 위해 VOCs 농도를 현장 실측하여 분석하고 예보에 이용하려는 시도가 이루어지고 있다. (중략)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.300-303
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• 2012

에너지 소비 증가에 따른 이산화탄소 배출로 인한 지구 온난화가 심각하다. 이산화탄소와 산화질소를 배출하지 않으며, 수소로부터 에너지를 생성하는 메커니즘의 개념에 대한 연구를 수행하였다. 수소를 포함하고 있는 수소화물의 한 종류인 소듐 보로하이드라이드($NaBH_4$)와 과산화수소를 반응시켜 수소와 산소 간의 연소 반응을 통한 열에너지 생성 메커니즘에 대한 개념을 도출하였다. 수소화물을 물에 용해시켜 액체 상태로 과산화수소와 반응시킬 경우, 연료에 해당하는 수소화물 수용액과 과산화수소의 질량대비가 0.89일 때 최대 단열 반응 온도가 1795 K까지 상승할 수 있음을 예측하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권6호
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• pp.13-19
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• 2010

이 논문에서는 디젤자동차용 LNT와 SCR 촉매의 NO, $NH_3$ 흡착 및 탈리의 기본 특성과 수열화 온도와 시간 및 정량화된 황피독 농도에 대한 de-$NO_x$ 촉매의 내구성을 평가하였다. LNT 촉매는 열적으로 열화됨에 따라 Pt 및 Ba의 소결 및 응집으로 활성이 떨어져 $NO_x$ 전환율은 감소하였다. 반면에 Pt의 비활성화로 중간생성물인 $NH_3$ 생성량은 증가하였으며, 이때 생성된 $NH_3$는 LNT+SCR 복합시스템의 SCR 촉매의 환원제 역할을 담당한다. 1.0 g/L 이상의 황이 피독된 LNT 촉매는 탈황을 하여도 질소 산화물 흡장물질(Ba) 의 성능이 회복이 되지 않아 $NO_x$ 전환율은 회복되지 않았으며, 탈황 후 Pt 재활성화로 인해 NO2 및 SCR 환원제인 $NH_3$ 생성량은 증가하였다. SCR 촉매의 $NO_x$ 전환율은 $700^{\circ}C$ 36h, $800^{\circ}C$ 24h로 수열화 시킨 촉매는 전이금속 입자 성장 및 zeolite 구조 파괴로 인하여 급격하게 떨어졌으며, 0.36 g/L 황 피독된 촉매는 zeolite가 가지는 강산성 특정으로 내피독성이 강하여 탈황시 $NO_x$ 전환율은 회복되었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.100-101
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• 2003

휘발성 유기 화합물(Volatile organic compounds, VOCs)은 산업공정에서 유기 용제로 사용되며 수송, 저장 및 취급시 대기로 쉽게 방출된다. 또한 자동차 배출가스, 소각로, 쓰레기 매립장, 폐수 처리시설 및 일반 가정에서의 각종 연소 과정에서도 유출된다. VOCs 의 유출은 그 자체가 인체에 유해할 뿐 아니라, 대기 중에 배출되어 질소 산화물과 함께 광화학 반응을 일으킴으로서 오존 또는 알데히드와 같은 2차 오염물질을 생성시켜 오존층 파괴 및 지구 온난화, 산성비 등으로 지구 환경에 악영향을 초래하고 있다. (중략)

• 한국분무공학회지
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• 제9권1호
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• pp.15-20
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• 2004

The post injection effect to enhance aftertreatment devices' performance is essential to meet future stringent emission standards by controlling exhaust gas temperature and emission pollutants. The test has been made with commercial common rail diesel engine by post injection manipulation, to optimize exhaust gas temperature while guarantee low fuel penalty. The optimization was done at 1500, 2000 and 2500[rpm] for 2, 4[bar] condition which show low exhaust gas temperature. The main purpose of this test is dedicated to understand mechanism of exhaust gas temperature rise while optimizing

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.365-369
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• 2003

이산화탄소 규제 대응 전략으로, 배출되는 온실가스를 분리, 회수, 처리하는 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 현재 이산화탄소 저감 연구는 공정개발 초기부터 이산화탄소 배출을 방지하거나 분리하기 쉬운 형태로 설계하는 방식으로 전환되고 있다. 그 예로 고온 순산소 연소 시스템이 제안되었다. 이는 $CO_2$를 가장 효과적으로 저감시키는 방법 중의 하나로 연소에 사용되는 산화제로 순산소를 사용하여 원료를 절감할 수 있고 산소를 사용하기 때문에 배가스 중에 질소분율이 감소하여 배가스에 의한 현열손실을 줄일 수 있으며 또한 배가스 현열을 회수하여 산소를 고온으로 예열시켜 에너지를 추가적으로 절감할 수 있다. 이를 위해 산소를 선택적으로 투과시켜 고순도 산소를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 산소제조 장치비를 절감할 수 있는 ITM (Ion Transport Membrane) 신소재 및 산소 투과 공정을 개발하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.372-378
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• 1995

분류층 석탄가스 반응온도에서 slag의 배출 조건을 원활하게 유지하기 위하여 CaCO3를 flux로 사용한 용융특성을 파악하였다. 첨가에 의한 용융온도는 flux 주입량에 따라 감소하다가 증가하였다. 최저 용융온도의 범위는 ash중 CaO 농도기준 30-40%의 범위에서 나타났으며, Base/Acid ratio에 따라 최소 용융온도는 ash중 무기물간의 eutetic effect가 작용함을 알 수 있었다. 고온에서의 slag 조성은 ash의 조성과 비교시 알카리 산화물의 휘발화와 SO2의 감소를 보여주고 있으며, salg중 환원성 가스가 증가함에 따라 금속 산화물의 환원에 의해 SiO2 조성은 증가하였다. CaCO3를 혼합한 시료를 질소분위기하에서 조제하여 점도를 측정한 결과, low silica ash의 경우 낮은 점도치를 보여주나, 250 poise 이하의 범위에서 고화되는 현상이 발생하였다. high silica ash에서는 CaCO3 투입에 의해 slag 점도는 감소하였는데, slag 분석 결과 CaO가 산소 제공물질(oxide doner)로 작용하여 silicate의 응집현상을 억제하는 것으로 나타났다.