• 한국항만경제학회지
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• 제34권1호
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• pp.35-49
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• 2018

부산항은 국내 물동량의 75% 이상을 처리하는 제1의 항만이며, 세계 글로벌 항만 중 6위를 차지하고 있다. 본 연구는 부산항의 중추역할을 하면서 시내와 가까이 위치한 북항에 접안하는 선박들로부터 발생되는 배기가스를 추정하고, 항만 주변으로 어떻게 확산되는지 분석하고자 한다. 이를 위해 미국 환경보건국에서 제안한 배기가스산출모형을 적용하여 선박유형별 배출량을 산정하고, 대기확산모형인 CALPUFF Model를 통해 계절, 기상상태, 시간변화에 따른 배기가스의 대기확산 패턴을 분석한 후, 시사점을 도출하였다. 분석결과, 주요 오염원인 질소산화물, 이산화황, 미세먼지의 배출량은 각각 30,853톤, 36,281톤, 6,856톤이며, 유조선에서 42%로 가장 많이 발생하였다. 또한 맑은 날엔 대기오염이 항만주위에 정체되고, 바람 부는 날엔 넓게 확산되며, 비오는 날엔 가장 옅어지는 경향을 보였다. 본 연구의 결과는 대기오염의 심각성을 인식하게 하며, 향후 공공보건을 위한 정책 수립시 기초자료로 활용이 가능하다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권3호
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• pp.189-194
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• 2010

최근 지구 환경 문제의 심각성이 대두되면서, 전과정 평가(Life Cycle Assessment)에 대한 선박 적용 연구가 조금씩 진행되고 있다. 본 논문에서는 선박 LCA 연구의 일환으로 선박 배기 가스 분석을 수행하였다. 이를 위하여 화물선에 대한 온실 배기 가스 배출 분석을 수행하였다. 대상 선박은 벌크선박과 유조선 등 2척을 모델로 삼았으며 과거 수년간의 실적 데이터를 분석하여 운항인벤토리 중 온실 배출가스의 정략적 데이터를 분석하였다. 이 분석을 통하여 화물선 운송 시 화물 1톤을 1마일 수송하는데 배출되는 배기 가스량의 분석을 시도하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권1호
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• pp.29-35
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• 2008

최근 지구 환경 문제의 심각성이 대두되면서, 전과정 평가(Life Cycle Assessment)에 대한 선박 적용 연구가 국제적으로 활발하게 진행되고 있다. 이에 반하여 국내연구 수준은 아직 기초 연구수준에 그치고 있다. 본 논문에서는 선박 LCA의 개요를 살펴보고, 전과정평가의 선박 적용에 대한 연구를 다루었다. 특히 선박의 전생애 과정중에서 선박 운항 인벤토리 부분을 다루었다. 대상 선박은 목포해양대학교의 실습선 2척을 모델로 삼았으며 과거 수년간의 실적 데이터를 분석하여 운항인벤토리 중 배출 가스의 정략적 데이터를 분석하였다. 이 분석을 통하여 선박 총톤수 1톤을 운항 유지하는데 배출되는 배기 가스량을 분석하였고, 이와 함께 실습생 1명을 1년 교육시키는데 현재 어느 정도의 배기가스가 발생하고 있는지 살펴보았다.

• 한국항만경제학회지
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• 제32권4호
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• pp.15-28
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• 2016

대한민국 제2의 도시인 부산에 위치한 부산항은 연간 18,000천 TEU 이상의 물동량을 처리하는 초대형 글로벌 컨테이너 항만이다. 이러한 부산항의 급격한 성장으로 인한 선박 물동량의 증가는 동시에 대기오염문제를 야기시켰고, 특히 항구는 인구가 밀집되어 있는 도심과 인접해있기 때문에 시민들은 대기오염으로 인한 건강상의 문제에 쉽게 노출되어 있는 것이다. 본 연구에서는 2011년부터 2년간 부산항의 선박 활동 자료를 통해 정박하는 대형 선박으로부터 발생되는 배기가스 배출량 및 연간 환경비용을 추정하였다. 그 결과 2011년도와 2012년도에 부산항에 입항한 50,686척과 48,842척의 선박으로부터 각각 2,343,037톤과 2,297,118톤의 배기가스가 배출되었고, 선종별로는 유조선이, 오염원 중에는 CO2가 가장 많은 부분을 차지하였다. 또한 이러한 배출량을 비용으로 환산한 결과, 연간 약 1조 2천억 원의 환경비용이 추정됨을 알 수 있었다. 본 연구는 이러한 분석을 통해 선박 대기오염 배출에 대한 엄격한 조치와 규제의 필요성을 제시하고, 부산항의 체계적인 선박 배출물 관리 체계를 구축하는데 적절하게 활용이 가능할 것으로 기대해본다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.9-14
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• 2019

최근 컨테이너 선종은 물류비 감소를 위한 대형화 및 그에 따른 선박운용 효율의 향상을 위하여 수명 증가 및 경량화를 위한 다양한 기술의 적용이 필수적으로 요구되고 있다. 선박의 크기 증가에 따른 엔진의 효율 저하와 이와 관계된 부수적인 설비들은 대형화에 따른 효과성 검증 없이 그 크기와 형태를 증가시켜 대형 선박에 적용되고 있다. 본 논문에서는 기존의 대형 컨테이너 선박에 적용되는 배기가스 파이프를 초대형 선박에 적용하기 위하여 유동 해석을 실시하고 그 결과를 바탕으로 초대형 선박에 적용 가능한 구체적인 배기가스 파이프의 구조 형태를 연구하였다. 이를 위하여 기존의 가스 파이프에 초대형 선박의 엔진운용 조건을 적용하여 모델링하고, 모델링에 필요한 주요 요소를 결정하고 이를 CFD에 적용하여 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 그 결과를 바탕으로 유량의 흐름, 불필요한 구간 등을 효과적으로 개선하여 설계된 가스파이프는 초대형 컨테이너 선박의 운용효율 증가를 기여할 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.349-355
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• 2012

본 논문에서는 선박에서 배출되는 $CO_2$ 배출을 최소화하기 위한 노력의 일환으로 선박에서 배출되는 열에너지를 회수하고 재활용하여 극대화 시킬 수 있는 방안들을 조사하고 버려지는 열에너지를 이용하여 ORC(Organic Rankine Cycle) 발전장치를 구동함으로써 선박의 에너지 효율을 높이고 온실가스 배출을 최소화할 수 있는 방안들을 연구하였다. 선박에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 하는 유기냉매 랭킨사이클을 구성하는 방안과 열에너지 비중은 높지만 상대적으로 낮은 온도인 해수냉각 시스템으로 배출되는 열에너지를 재활용하여 터빈 발전기를 구동하는 ORC 발전시스템을 설계하고 시뮬레이션 하였다. 시스템 해석 결과 배기가스에서는 1,000kW급, 해수 냉각 시스템에서는 650kW급 발전 출력을 얻을 수 있었고, 다양한 친환경 유기냉매를 이용하여 온도와 유량 조건에 따른 열 해석을 실시하여 시스템의 효율과 출력을 비교하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.773-778
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• 2011

선박용 소각기는 각종 폐기물의 연소로 인한 해양환경 오염 우려로 국제해사기구에 의한 기준이 점점 강화되어지고 있다. 본 연구는 배기가스의 온도를 낮추고 연소실의 연소가스가 원활하게 배출되도록 배기가스의 배출 유로를 3개로 하고, 배기통로 내에 보조 이젝터를 설치한 시스템의 성능 향상에 대하여 Ansys를 사용하여 유동 해석을 수행하였다. 해석결과, 배기가스 유로의 다채널화에 의하여 배기가스 온도가 국제해사기구 기준보다 낮게 유지되었으며, 통로에 설치한 보조 이젝터가 배기가스 배출에 매우 효과적인 장치인 것으로 분석되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-6
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• 2016

본 연구에서는 선박에서 발생하는 대기오염물질을 처리하기 위해 사용되는 습식 스크러버를 이용한 배기가스 세정시스템(EGCS: Exhaust Gas Cleaning System)에서 발생되는 폐수를 재이용 할 수 있는 순환시스템을 개발하기 위해 진행되었다. 선박 배기가스 DePM, DeSOx 순환처리장치 (Recycle system)의 세정수의 입자성물질과 분산유를 효과적으로 제거할 수 있는 수 처리 시스템을 개발한 결과 원심분리형 Purifier만으로는 미세한 분산유의 처리가 어렵다는 결과가 도출되어 원심분리형 Purifier 후처리로 유수분리 경사 분리판을 이용한 유수분리기의 일종인 Coalescer를 본 시스템에 적용하였다. Coalescer는 2차 분산 상태의 에멀젼화 된 미세 기름입자를 합착시켜 분리하는 기술이다. 선박 배기가스 DePM, DeSOx 순환처리장치 (Recycle system)에서 배출되는 세정수를 Purifier와 Coalescer를 이용하여 처리한 결과 입자성물질은 55% 분산유는 유입수 대비 99%이상 처리되는 것을 확인하였다. 따라서 선박 대기오염 저감을 위한 습식세정탑 시스템에 본 세정수 처리시스템을 도입하면 세정수로서 재사용이 가능하다고 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1252-1258
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• 2022

선박용 엔진에서 배출되는 배기가스에는 다량의 수분과 미세먼지를 포함하고 있다. 미세먼지에는 여과성 미세먼지와 배기 배출 후 액상으로 변화하는 응축성 미세먼지가 포함되어 있으며 배출 전에 걸러지는 고체상 미세먼지보다 응축성 미세먼지가 더 많은 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 배기가스의 배기열과 수분을 회수하고 응축성 미세먼지를 제거하기 위한 실험장치를 실험실 내의 가스보일러 배기가스를 이용하여 테스트 하였다. 배기가스는 1차적으로 냉각방식으로 수분과 응축성 미세먼지가 제거되고 2차적으로 흡수제 방식에 의해 추가적으로 수분이 제거되었다. 상대습도 측정에 의한 배기가스 수분 제거율을 계산하면 1단계 배기냉각 방식으로 73%, 2단계 흡수제 방식으로 90% 제거되는 것으로 측정되었다. 이 과정에서 응축성 미세먼지는 80~90% 제거되는 것으로 측정되었다. 개발 시스템에 의해 회수된 열은 공정열로 활용할 수 있으며, 회수된 물은 수처리 과정을 통해 공정수로 활용할 수 있다. 또한 현재 관리 규제가 되고 있지 않지만 미세먼지의 주요 원인인 응축성 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.

• 기계와재료
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• 제24권2호
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• pp.6-17
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• 2012

최근 산업구조의 고도화에 따라 다양한 산업분야에서 화석연료 등의 에너지소모가 급증하면서 환경문제의 심각성이 대두되고 있다. 그중 질소산화물(NOx)은 산성비와 광화학 스모그의 원인이 되며 눈과 호흡기를 자극하고 식물을 고사시키는 등 주요 대기오염물질로 규제되고 있다. 이와 관련하여 국제해사기구(IMO)에서는 선박대기오염물질의 배출을 규제하는 규정을 만들었으며, 최근에는 배출규제를 강화하는 등 적극적인 규제활동을 벌이고 있다. 따라서 본 논문에서는 선박배기가스 질소산화물의 배출규제 현황과 배출 규제안에 대응하기 위해 본 연구원에서 연구개발 중인 배기가스 오염물질 저감장치의 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR)시스템에 관하여 간략히 기술한다.