• 자원리싸이클링
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• 제26권2호
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• pp.33-38
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• 2017

폐기물은 이차연료나 대체연료로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고형연료(SRF)와 건조 하수슬러지를 연소하여 배출되는 중금속 물질을 분석하였다. 석탄, SRF, 건조 하수슬러지의 구리(Cu), 크롬(Cr), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 아연(Zn), 납(Pb), 비소(As), 수은(Hg) 함량을 조사하였고, 각 물질이 연소가스에서 가스상으로 존재하는 농도를 분석하였다. 실험결과, 가스상으로 배출되는 Cu, Cr, Cd, Ni, Zn, Pb의 양은 매우 적은 것으로 나타났다. 그러나 가스상 수은은 연소 배기가스에서 많은 양이 배출되었다. SRF는 연소 배기가스에서 높은 수은 산화도를 보였고, 건조 하수슬러지는 높은 수준의 수은 배출농도를 보였다.

• 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 $H_2$와 $CH_4$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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.57-63
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• 2007

석탄재는 석탄이 타고 남은 재로써 물리적 성질은 고은 모래정도이며 입자의 크기는 고은 자갈에서 고운 모래 사이다. 몇 가지 연구에서 석탄재는 건설재료의 하나인 모래와 대체 할 수 있다고 알려져 있다. 본 연구의 목적은 주입 공기 혼합 재를 사용한 석탄재의 혼합토를 직접 건설현장에 사용 하고자 하는데 있다. 실험 결과에 의하면 석탄재 혼합토는 압축, 인장 및 휨강도가 양생기간 초기에는 표준 혼합토보다 낮은 수치를 보이지만 60일이 지난 후엔 표준 혼합토보다 강도가 더 커졌다. 또한 Chloride 이온 통과 실험에서 석탄재의 시료토가 양생 초기에는 적은 저항력의 수치를 보였지만 시간이 흐를수록 강한 저항력을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.698-698
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• 2009

화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.207-214
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• 2014

고급탄의 고갈에 따라 석탄화력발전소에서의 저급탄 혼소가 필수불가결하게 되었다. 본 연구에서는 국내에서 수입되는 석탄 중에서 대표적으로 사용되는 역청탄과 아역청탄에 대한 연소특성을 0.7MWth 파일롯 연소실험장치를 사용하여 측정, 분석하였다. 과잉공기비가 1.2인 상태에서 축방향 및 반경방향의 노내 가스온도 및 주요 가스농도를 측정하였으며, 역청탄 연소시 반응로 내의 입자 샘플링을 수행하였다. 두 탄종의 주반응영역은 노 상부의 스월버너로부터 약 1m 근방에서 형성되었으며, 노 하류에서는 완전 확립된 온도와 농도분포를 나타내었다. 포집된 역청탄의 고체입자 분석으로부터 주반응영역 이후에 완전한 탄소전환이 이루어진 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권9호
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• pp.829-836
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• 2013

석탄을 개질한 합성천연가스의 조성에 변화가 있을 경우 화염의 연소특성에 대하여 연구하였다. 본 연구의 목적은 동축 공기 합성천연가스 확산화염을 구현하여 연료조성에 따른 화염안정성과 화염구조, 분광특성, 온도분포를 실험적인 방법으로 연구하는 것이다. 각 화염의 분광특성을 관찰하기 위하여 분광기를 사용하였으며 연소장 내 온도측정을 위하여 K 형 열전대를 사용하였다. 연료 분사기 출구속도는 $u_F$ =5~40 m/s 사이에서 조절하였고 공기 분사기 출구속도는 $u_A$ =0~0.43 m/s 사이에서 조절하였다. 연소 동특성에 대한 실험을 통해 합성천연가스에 수소 성분이 증가하면 화염안정화 영역이 증가하고 부상화염 높이가 낮아져 화염길이가 짧아지는 것을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.367-371
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• 2021

순산소 석탄 화력 발전 시스템은 CO₂ 가스 회수 및 저장 기술(CCS: carbon capture & storage)의 하나로 순산소와 재순환된 연소가스를 이용하여 석탄 연소를 수행하는 기술이다. 이는 이산화탄소와 질소가 혼합된 배출 가스를 생산하는 기존의 공기 연소 시스템과 달리 공기 중의 산소를 먼저 분리하여 생산된 순산소와 재순환된 연소 가스를 이용하여 석탄을 연소하면 이산화탄소와 질소를 분리하는 후처리 공정 없이 이산화탄소만으로 이루어진 배출 가스를 생성하여 이의 저장을 용이하게 하는 기술이다. 본 연구에서는 O₂/CO₂ 혼합 모의 가스를 이용하여 순산소 연소 시 발생되는 대기오염물질인 NO, SO₂의 생성 특성을 살펴보았다. 반응 온도를 900 ℃ ~ 1200 ℃, 산소 분율을 30% ~ 50%로 변화시키면서 실험한 결과 생성 가스 내 NO 및 SO₂의 농도는 반응 온도와 산소 분율이 증가할수록 증가하는 현상을 나타내었으며 CO₂의 분율도 증가하는 현상을 나타내었다. 순산소 연소에서 30% O₂/CO₂를 이용한 연소와 air 조건인 21% O₂/N₂ 연소에서 NO 발생을 비교한 결과 양쪽 모두 반응 온도에 따라서 NO 발생이 증가하게 되며 순산소 연소 조건에서 air 연소에 비하여 약 40 ~ 80 ppm까지 NO 발생이 낮아지는 현상을 나타내었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1996년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.57-64
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• 1996

석탄중에는 미량원소(trace elements)가 포함되어 있으며 이들의 농도는 석탄의 종류나 산지에 따라 크게 다르다. 석탄중의 미량원소를 제거하는 것은 그동안 크게 문제가 되지 않았으나 최근 환경문제가 점차 고조되면서 이에 대한 관심이 높아지고 있다. 일반적으로 사람의 건강 및 환경에 유해한 원소중에서 화석연료 사용과 관련이 있는 원소는 비소(As), 카드늄(Cd), 납(Pb), 구리(Cu), 수은(Hg), 니켈(Ni), 셀레니움(Se) 및 아연(Zn) 등 8개 원소이다. 그러나 그외에도 배출규제의 대상이 되는 원소는 코발트(Co), 염소(Cl), 안티모니(Sb), 베릴리움(Be), 크롬(Cr)과 망간(Mn)이며 이중 망간은 석탄사용과 직접적인 관련이 있다. 따라서 Mn을 포함한 9개 원소가 석탄의 사용에 따른 중금속 방출과 관련이 있는 것으로 간주되고 있다. 본 연구에서는 발전용 석탄에 대한 물리적 전처리 공정을 적용하여 석탄중의 광물질등을 미리 제거하므로서 연소 후 배출되는 배기가스중의 중금속 저감 가능성을 관찰하였다. 본 연구결과 전처리 공정의 석탄중의 Trace elements양을 감소시키므로서 연소 후 중금속의 배출량을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다. 발전소에 적용하고 있는 ESP가 배출가스중 As, Cu, Zn, Mn등의 중금속을 제거하는데 효율적이기는 하나 가스상으로 존재하는 Hg, Se등을 제거하는데는 효율적이지 못하다. 전처리공정 전후 회분중에 함유된 미량원소를 분석한 결과, 국내 무연탄이나 해외 유연탄 모두 중금속 제거에 있어서 유사한 경향을 보여주었으며, Pb, Zn, Mn 등은 50∼70%, 특히 Hg 배출량은 80% 이상 저감이 가능하였다. 전반적으로 년간 총 중금속 배출량도 50∼60%가 감소하여 전처리 공정이 석탄중의 중금속을 줄이는데 크게 기여함을 확인하였다.을 선택할 수 있는 메뉴 그리고 계산 결과를 파일로 혹은 프린트로 출력할 것을 선택할 수 있는 메뉴가 있다. 사용자는 해당되는 데이타를 입력한후 마우스로 원하는 작업의 메뉴를 선택하면 된다. 방법을 타액과 혈청내 testosterone 농도 측정에 응용하여 RIA의 결과와 비교하여 본 바 상관관계가 타액에서 r=0.969, 혈청에서 r=0.990으로 두 결과가 잘 일치하였다. 본 실험에서 측정된 한국인 여성의 타액내 testosterone농도는 107.7$\pm$12.0 pmol／l이었고, 남성의 타액내 농도는 274.2$\pm$22.1 pmol／l이었다. 이상의 결과로 보아 본 연구에서 정립된 EIA 방법은 RIA를 대신하여 소규모의 실험실에서도 활용할 수 있을 것으로 사려된다.또한 상실기 이후 배아에서 합성되며, 발생시기에 따라 그 영향이 다르고 팽창과 부화에 관여하는 것으로 사료된다. 더욱이, 조선의 ${\ulcorner}$구성교육${\lrcorner}$이 조선총독부의 관리하에서 실행되었다는 것을, 당시의 사범학교를 중심으로 한 교육조직을 기술한 문헌에 의해 규명시켰다.nd of letter design which represents -natural objects and was popular at the time of Yukjo Dynasty, and there are some documents of that period left both in Japan and Korea. "Hyojedo" in Korea is supposed to have been influenced by the letter design. Asite- is also considered to have been "Japanese Letter Jobcheso.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.219-223
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• 2011

SM (India)탄과 Berau, C&A (Austria)탄을 이용하여 SOx 배출 특성을 조사하였다. 실험은 석탄 충진 후 노의 온도를 승온하며 발화점에서 연소되도록 하는 방법과 노의 온도를 일정온도로 유지한 후 석탄을 투입하는 두 가지 방법으로 수행하였다. 실험 결과 연소시 발생되는 SOx는 황 함량에 의해 의존됨을 확인하였다. Berau탄과 C&A탄의 경우 연소성의 증진 즉, 연소온도의 상승과 주입 공기량의 증가, 탄의 입자크기의 감소가 이루어질 경우, $SO_2$의 발생이 증가하는 경향을 나타내었다. 반면, SM탄의 경우에는 반대로 발생되는 $SO_2$의 농도가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 회분 내의 $Fe_2O_3$의 높은 함량이 탄 자체의 산화력을 증가시켜 $SO_2$를 $SO_3$로 산화시키는 것으로 나타났다. C&A탄의 경우 $SO_2$ 발생 peak가 두 번 발생하였다. 이는 표면에서 내부로의 열 전달속도에 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.215.2-215.2
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• 2010

지구온난화의 주범으로 알려진 $CO_2$의 대기 중 농도는 산업혁명 이전 280ppm에서 산업 혁명 이후 375ppm으로 증가하였다. 정부 간 기후변화패널(IPCC)의 기후변화 시나리오에 의하면, 지금부터 다양한 감축노력을 한다 할지라도 $CO_2$ 증가추세는 계속되어 2100년경에는 대기 중 $CO_2$농도가 600~950ppm에 이를 것으로 예측하고 있다. 현재까지 화력발전부분은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 이 분야의 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소 전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 크게 구분된다. 이중 석탄가스화복합발전(IGCC)기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법이 연소 전 탈탄소화 기술이다. 핵심기술은 $CO_2$ 분리공정으로 적용 될 수 있는 기술로서는 흡착 흡수법, 막분리법 그리고 가스 하이드레이트가 있으나 아직까지 우리나라의 가스 하이드레이트 기술은 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 TBAB(Tetra-n-butyl ammonium bromide)를 첨가하여 TBAB 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 또한 라만 분석을 통하여 $CO_2$ 회수 분리에 대한 연구도 병행하였다.