• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-6
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• 2015

본 연구에서는 데이터 마이닝 기법을 사용하여 혐기성 소화조의 효율을 나타내는 지표인 소화가스 발생량 예측 모델 개발을 통해 운영자에게 효율적인 소화조 운영방안을 제시하고자 하였다. 그 결과 오차율 10% 이내의 인공신경망을 적용한 소화가스 발생량 예측 모델을 개발 하였으며, 모델 개발에 사용된 변수를 제시함으로써 소화조 운영에 도움이 될 것으로 사료된다. 한편 탈수 케이크 관리 기법을 개발하는데 사례기반추론(Case based reasoning)의 개념을 적용하였다. 사례기반추론은 새로운 문제가 발생했을 경우 과거의 사례와 가장 유사한 사례를 활용하여 문제를 해결에 활용하는 방법으로, 본 연구에서는 슬러지 처리 공정에 사례기반추론개념을 적용시켜 과거의 운전 data를 통해 최소의 운전변경으로 탈수 케이크 감량화를 제시하는 관리방안을 개발하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.1-6
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• 2012

이산화탄소의 소화설비에는 개구부에 대한 소화약제 보충에 대해 구체적인 지침이 있다. 하지만 다른 가스설비, 청정소화약제 설비에는 필요한 경우 적용하라는 원칙 외에 구체적인 조항이 없다. 따라서 이 연구는 이산화탄소의 개구부 약제 추가 공식을 우리가 현제 사용하고 있는 다른 가스계 소화약제에 적용하는 것을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권4호
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• pp.77-82
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• 2019

소화설비는 예상치 못한 화재를 진압하는 설비이며, 방호대상과 장소에 따라 부합한 소화약제를 사용해야한다. 이 중 가스계 소화설비는 물에 취약한 전자장비 등을 방호하기 위하여 사용되는데, 이 때문에 화학적 반응이 없는 불활성 기체가 주로 적용된다. 하지만 최근 전자장비들의 고집적화로 인하여 가스계 소화설비로부터 발생하는 소음이 전자장비에 손상을 주는 사례가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 가스계 소화설비를 개선하고자, 노즐 수축각에 따른 유동소음을 수치적으로 계산 및 분석하였다. ANSYS FLUENT ver. 18.1을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 스월 분포를 고찰하여 유동소음에 대한 원인을 분석하였다. 개선된 모델은 기본 모델 대비 약 6 dB가 감소된 것을 확인하였으며, 이는 가스계 소화시스템 노즐 수축각이 방출소음 저감에 영향력 있는 인자임을 확인하였다.

• 복합신소재구조학회지
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• 제5권2호
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• pp.26-31
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• 2014

숭례문과 같은 목조 구조물에서는, 소화(消火)가 지붕내부에서 발생하는 경우, 기존 소화장비로 소화가 불가능하여 지붕구조를 해체하기 전에는 소화가 거의 불가능해진다는 문제점이 있다. 본 연구에서 제안하는 경사진 직선 파이프배치에 의한 지붕에 매설된 자동소화장치는 고 건축물(古建築物)의 내부에서 발생한 화재를 신속하고 효과적으로 진압하기 위한 것이다. 본 자동 소화장치는 화재 검출기의 검출 신호에 의해서 다수의 직선 파이프로 소화배체를 공급하여 화재 발생시 소화작동을 하는 소화 시스템을 구비하는데, 건축물의 지하 또는 별도의 장소에 각종 소화 기기들이 위치되고 배관을 통하여 상기 직선 파이프에 소화수 또는 소화 가스를 제공한다. 건축물의 지붕 내부에 구비된 적심상에 다수의 직선 파이프들이 배치되고, 적심 구멍에 스프링클러가 배치되며, 건축물의 실내에는 화재 감시 카메라 또는 열감지 센서와 같은 화재 검출기들이 배치 된다. 소화 수에 의한 화재 진압에 선행하여 상기 메인 파이프와 직선 파이프에는 하론 가스와 같은 소화 기체가 충전되도록 하고, 화재 발생시 이와 같은 하론 가스가 먼저 스프링 클러를 통하여 분사되도록 한 다음, 하론 가스의 소모완료시 자동으로 가압수 장치로 전환되도록 밸브계통을 자동제어 할 수 있다. 또한 직선 파이프들은 지붕을 다수의 구역으로 나누고, 그 구역에 맞추어 구역 별로 소화 수가 공급되도록 하여 메인 파이프를 설치하고, 이에 직선 파이프들을 연결하고 있기 때문에 화재 진압시 다량의 소화 수를 일시에 공급할 수 있고, 그에 따라서 귀중한 문화재산의 신속한 자동 소화가 가능해진다.

• 유기물자원화
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• 제22권2호
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• pp.57-66
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• 2014

침출수 순환형 음식물류 폐기물 혐기성 소화 공법은 기존의 일상 혐기성 소화 공법에 비해 투입되는 유기물 부하량 대비 발생하는 메탄가스 수율이 높다는 장점이 있다. 본 연구는 분리 수거된 교내 기숙사 식당 음식물류 폐기물과 하수처리장 혐기성 소화조의 혐기성 미생물을 이용하여 신재생 에너지인 메탄가스를 더욱 효율적으로 얻기 위해 음식물류 폐기물/혐기성 슬러지 비를 달리하여 실험을 실시하였다. 음식물류 폐기물/혐기성 슬러지 비가 2:8이고 유기물 부하율이 9 gVS/L인 침출수 순환형 음식물류 혐기성 소화 반응조의 바이오 가스 발생이 가장 높았다. 또한 이 혐기성 반응조에서 발생하는 바이오가스 내부의 $H_2S$와 $NH_3$가 지속적으로 감소하였고 바이오 가스의 수율은 평균 $1.395m^3$ Biogas/kg VS added로 나타났다. 이에 비해 나머지 음식물류 폐기물/혐기성 슬러지 비가 3:7, 8:2인 실험의 반응조에서는 바이오 가스 발생이 멈추었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 열병합발전
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• 통권23호
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• pp.38-41
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• 2001

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.312-317
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• 2018

본 연구에서는 새집증후군 원인가스 중 하나인 벤젠 가스 흡착특성을 향상시키기 위하여 활성탄소섬유에 함산소불소화 처리를 실시하였다. 함산소불소화 처리된 활성탄소섬유 표면특성 및 기공특성은 X-선광전자분광기(XPS)와 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 확인하였으며, 벤젠 가스 흡착 특성은 가스크로마토그래피(GC)로 평가하였다. XPS 결과로부터 불소분압이 증가함에 따라 활성탄소섬유 표면의 불소관능기가 증가함을 알 수 있었다. 함산소불소화 처리 후 모든 샘플의 비표면적은 감소하였으나, 불소 분압이 0.1 bar일 때 그 미세기공 부피비가 증가하였다. 함산소불소화 처리된 활성탄소섬유는 11 h 동안 100 ppm의 벤젠 가스를 모두 흡착하였으며, 이는 미처리 활성탄소섬유와 비교하여 벤젠 가스 흡착효율이 약 2배 향상됨을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.50-59
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• 2010

본 연구에서는 고농도 유기성 폐기물인 음폐수와 돈분뇨를 혐기성 소화조(KH-ABC)에서 병합처리하여 대체 에너지원인 바이오가스를 생산하는 바이오가스 Pilot Plant의 성능을 검증하고 평가하였다. 그리고, 혐기성 소화 공정의 독성물질에 대한 저해 여부 가능성 및 소화액의 액비 활용 가능성에 대하여 살펴보았다. 원료 투입량, 수리학적 체류시간, 원료 배합비율(음폐수와 돈분뇨의 혼합비율) 등 운전조건의 변화에 따른 유기물(VS) 분해율, 바이오가스 생산량 및 메탄농도 등을 분석한 결과 원료의 유기물부하가 증가($1.2{\sim}2.0kg-VS/m^3{\cdot}d$)함에 따라 투입 유기물 당 바이오가스 생산량은 $0.60{\sim}0.69m^3/kg-VS_{input}$로 증가하는 경향을 보였다. 특히 원료투입량 $6m^3$/일, 원료배합비율 음폐수:돈분뇨=4:6, 수리학적 체류시간(HRT) 25일의 조건에서 유기물 분해율 70%, 바이오가스 생산량 $220m^3$/일, 메탄농도 64%로 비교적 높은 성능을 나타냈다. 그리고, 소화액을 분석한 결과 혐기성 소화공정에 저해 작용을 유발하는 양이온 및 중금속 등의 독성물질은 기준농도 이하로 존재하였으며, 소화액(원료배합비율 음폐수:돈분뇨=3:7)은 액비 활용기준인 비료공정규격을 만족하였다.

• 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.