• Title/Summary/Keyword: 소화가스

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$CO_2$ Capture in Pre-Combustion using Principles of Gas hydrate Formation (가스하이드레이트 방법을 이용한 연소전 탈탄소화 기술)

  • Kang, Kyung-Chan;Lee, Jin-Woo;Lee, Man-Sik;Kim, Young-Seok;Lee, Ju-Dong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.05a
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    • pp.602-605
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    • 2008
  • $CO_2$ 분리는 크게 연소전 탈탄소화(pre-combustion capture)와 연소후 포획(post-combustion capture)으로 나누어지는데, post-combustion capture는 연료가 연소하면 $N_2$$CO_2$가 남게 되고 흡수나, 흡착, 막분리 등을 이용해서 $CO_2$를 분리하는 것이고, Pre-combustion capture(연소전 회수)는 연소 전에 이산화탄소가 발생되지 않도록 하는 기술로써, 부분 산화나 개질 및 수성가스 변위반응 등이 포함되며 생성된 수소와 이산화탄소를 분리하여 수소를 생산하는 기술($CO_2/H_2$ 분리가 핵심)이다. 우리나라는 대부분 연소 후 포획 위주로 많은 연구가 진행되어 왔지만, 최근 고유가 시장이 형성되면서 석탄화력발전 및 복합가스발전(IGCC)에 필요한 연소전 탈탄소화($H_2/CO_2$ 가스로부터 $CO_2$ 회수) 연구에 산업적 관심이 급상승 되고 있다. 특히, Pre-combustion 과정에서는 높은 자체압력(약 2.5 - 5.0MPa)과 비교적 높은 농도의 $CO_2$(약 40%의)가 발생되기 때문에, 연소전 탈탄소화는 가스하이드레이트 형성/분해 원리가 가장 잘 적용될 수 있는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 비교적 저압 조건에서도 하이드레이트를 보다 쉽게 형성시키는 촉진제를 이용하여 $CO_2/H_2$ 혼합 가스 중 $CO_2$를 분리하는 실험을 수행하였다.

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Biogas Production by Anaerobic Co-digestion of Livestock Manure Slurry with Fruits Pomace (가축분뇨와 과실착즙박의 혼합 혐기소화에 따른 바이오가스 생산)

  • Byeon, Jieun;Ryoo, Jongwon
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.27 no.3
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    • pp.5-13
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    • 2019
  • This study is conducted to investigate the effects of anaerobic treatments of swine manure slurry alone and combination of livestock manure slurry and fruit pomace on biogas production. Anaerobic co-digestion was evaluated in mesophilic tank reactors for 96 day-incubation period. The organic matter loading of anaerobic digestion was 1 kg of volatile solids(VS) per $1m^3{\cdot}day$. The highest methane production was achieved from the combination of swine manure slury and mandarin pomace(70:30) treatment, whereas the lowest daily and cumulative methane yields was observed in swine manure slurry alone treatment. More than two-fold increase in bio-gas and methane production was obtained by combination of livestock manure slurry and mandarin pomace treatment, compared to the swine manure slurry alone treatment. The co-digestion of livestock manure and fruits pomace has advantages to enhance the production of methane gas, compared to digestion of swine manure slurry alone.

Performance Evaluation and Characteristic Study of the Single Anaerobic Digestion from Piggery Slurry (돈분 슬러리를 이용한 단상 혐기소화공정의 특성연구 및 성능평가)

  • Park, Woo-Kyun;Jun, Hang-Bae;Park, Noh-Back;Kwon, Soon-Ik;Shin, Joung-Du;Hong, Seung-Gil
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.30 no.1
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    • pp.31-36
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    • 2011
  • BACKGROUND: Disposal of slurry animal manure produced by an anaerobic slurry-type barn method is not easy since the animal slurry contain high moisture content which makes solid-liquid separation a difficult process. However, recently, the interest about anaerobic digestion process as an environment-friendly waste disposal method has gained a wide interest because it can treat highly organic matter contained by the piggery slurry, decrease the odor after treatment, and enable the effective recovery of the methane gas which is a valuable energy resource. The objectives of this study were to identify the solubilization characteristics and to improve the anaerobic digestion efficiency of piggery slurry through full-scale anaerobic digestion experiments. METHODS AND RESULTS: In a full-scale continuous anaerobic digestion operation, the adaptability of single anaerobic digestion and its digestion efficiency were also evaluated in the farm field. The actual pH range and alkalinity concentration of piggery slurry used during the operation were comparatively higher than the concentrations of pH and alkalinity in the digestion tank which were stable at 7.5~8.0, 4,008 mg/L (as$CaCO_3$), respectively. The removal efficiency of organic matter (TCOD) by anaerobic digestion was 75~90% and methane gas production amount was at 0.33 L/L/day, a little higher than that of ordinary animal manure. CONCLUSION(s): Our findings showed higher recovery of highly purified methane and greater efficiency of anaerobic tank digestion since its methane gas content was at 65~70%.

A Study on a Method for Fire Suppression in a Central Area inside the Roof of a Wooden Cultural Property using a Gas Extinguishing Apparatus (가스소화설비를 이용한 목조 문화재 적심부 화재진압 방법에 관한 연구)

  • Kim, Hyunsung;Kim, Byung Sean;Cho, Woncheol;Lim, Yun Mook
    • Journal of Korean Society of societal Security
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    • v.3 no.2
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    • pp.65-71
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    • 2010
  • This study was conducted to provide a method for fire suppression in a central area inside the roof of a wooden cultural property using a gas extinguishing apparatus, which is used as one of fire suppression methods with view to preventing valuable wooden properties inherited from ancestors from being destructed by fire. For a wooden property, it is very difficult to suppress fire when combustion spreads to a central area inside its roof, so it is impossible to put out a fire without destructing it. Such a fire fighting apparatus as a sprinkler, etc., installed in modern structures, is very effective, but the possibility of damaging a cultural property is highly probable after installment and operation, which leads to its low adaptability to a wooden property. Thus, the necessity of developing a fire suppress ion apparatus was raised to minimize the said problem and to obtain the desired results, and the need of making a plan on the installment was also raised based on the results of a test whose validity was proven. The central area inside a roof is a traditional - architectural style which is found in Korean wooden structures only, so it is impossible to discover similar cases in foreign countries. For this reason, this study was conducted to verify the effectiveness by developing a fixed fire suppression apparatus designed considering the speed and effectiveness in fire suppression. This study was sequentially carried out in the following steps. First, a frame for this study was made and the specific plan on a fire suppression method was established. Then, a fire suppression apparatus was installed. In the first step, the effectiveness for fire suppression was tested by installing valve open - punched - main water pores, and in the second step, the same effectiveness was tested by valve opened - punched - injection ports. For a wooden property similar to "Sungnyemun"(Gate of Exalted Ceremonies), its central area of the roof decides whether the fire suppression is successful or not, so the opinions on how to put out a fire were presented in this study, and thus the objective data to establish a method on fire suppression in a wooden structure(cultural property) was secured. Lastly, a scientific verification in the effectiveness for fire suppression measures was presented by installing a gas - fixed fire suppression apparatus.

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Effect of biogas production to different anaerobic digestion systems and feeding stocks (혐기소화 공정 및 원료 유형별 바이오가스 생산에 미치는 영향)

  • Shin, JoungDu;Hong, Seung-Gil;Park, Woo-Kyun;Park, SangWon
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.19 no.4
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    • pp.66-73
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    • 2011
  • Objective of this study was to investigate the effect of biogas production to different systems and feeding stocks. For the biogas production through operating the temperature phase anaerobic digestion(TPAD) with different feeding stocks, the stage state of biogas production with 70% of methane concentration in the thermophilic digestion tank with co-digestion of food waste and swine manure(40 : 60) was delayed at 3.5 times, but its mesophilic tank was short for 5 days as relative to the swine manure. The cumulative methane production in the thermophilic digestion tank with co-digestion of food waste and swine manure was started with greater than its swine manure at 60 days after digestion periods. However, its mesophilic tank with swine manure was great at 3 days after digestion periods. For aspect of anaerobic digestion processes with swine manure, it was appeared that the stage state of biogas production rate in TPAD was shorter than the two phase anaerobic digestion system.

A Study on the Automatic Fire System Development using the PIC Chip (PIC를 사용한 자동 소화 시스템 개발에 관한 연구)

  • Kim, Hyeon-Ho;Jang, In-Gab
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.291-294
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    • 2006
  • 본 연구는 화재로부터 인명과 재산을 보호하기 위한 자동 소화 시스템으로서 마이컴을 사용하여 고신뢰성, 고정밀도, DIGITAL화를 추구하는 시스템을 개발 하였다. 기존의 소화 방제 시스템들은 스프링클러를 사용하여 물로 화재를 진압하고 있으며 이러한 시스템은 비용이 많이 들고 대량의 물을 사용하고 있기 때문에 수손피해($80{\sim}120{\ell}/min$)가 있고 대용량 펌프 및 $47,000{\ell}$의 저장시설이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 시스템은 이산화탄소($CO_2$ 가스나 하론1301 가스 또는 질소 가스를 분사하여 대기 중의 산소를 희석시키거나 질소의 양을 증가시키는 방법으로 화재를 진압하는 시스템을 개발 하였다. 개발된 시스템은 고가의 장비 즉, 전산실, 통신기기실, 전기실, 발전기실, 케이블실, 제어실, 필름 보관실 등에 사용되어 장비를 보호하고 인명의 피해를 최소화하는데 사용될 것 있다.

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Biogas Production Performance according to the Saturated and Unsaturated Fatty Acid Contents (포화·불포화 지방산 함량에 따른 바이오가스 생산 성능)

  • Kim, Soo Ah;Pang, Yeon Gyu;Kim, Sang Hun
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.127-127
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    • 2017
  • 우리나라 음식물 폐기물은 수분함량 및 유기물 함량이 높기 때문에 부패와 악취, 침출수의 원인이 된다. 하지만 이를 혐기 소화 처리한다면 구성성분에 따라 60-80%가 생분해되어(한국유기성폐자원학회, 2001) 친환경적으로 처리가능하고, 혐기소화 결과물로 발생한 메탄가스를 대체에너지로 사용할 수 있어 유기물을 효과적으로 처리할 수 있다. 그러나 유기성 폐기물은 계절 및 지역에 따라 구성성분의 비가 다르며, 성분 중 지방 함량이 많을 때 바이오가스 생산이 지연되어 생산효율 감소의 주된 원인이 된다(Kafle and Kim, 2013). 전국음식물 폐기물 중 지방함량이 높은 어육류의 발생량은 3차 조사(환경부, 2008)에 비해 2배 이상 증가하였고, 향후 음식 섭취의 서구화로 인한 육류 소비가 증가할 것으로 예상된다(환경부, 2013). 따라서 본 연구는 지방함량이 높은 유기물의 효율적 처리를 위해 지방산 종류에 따라 포화 불포화 지방산을 포함하는 부산물의 혐기소화 능력 및 바이오가스 생산 성능을 구명하는데 목적이 있다. 본 연구 결과, 불포화 지방산 함량이 높은 수준인 부산물의 바이오가스는 629.96-749.14 mL/g VS 이며, 포화 지방산 함량이 높은 수준의 부산물은 560.18-715.43 mL/g VS 였다. 불포화 지방산 함량이 25.31%-46.26%로 많아질수록 초기 순응기간은 13일에서 25일로 증가하였고, 총 바이오가스 생산량의 90%가 생산되는 기간인 T90은 57일에서 72일로 증가하여 바이오가스 생산 속도가 감소한 것으로 판단된다. 포화 지방산은 함량이 24.10-48.74%로 증가할수록 초기 순응기간의 변화는 없었고, T90은 69일에서 62일로 감소하였다. 또한 불포화 지방산이 많은 유기물은 모두 바이오가스 생산 과정에서 2단계의 지연현상을 보였지만, 포화지방산은 함량이 증가하여도 1단계의 지연현상을 보였다. 이러한 차이는 두 지방산에 관여하는 미생물의 차이(Diana, 2007)와 불포화 지방산의 굴곡된 형태가 지방산과 미생물이 상호 작용 방식에 악영향 미치기 때문으로 판단된다(Diana, 2013). 결론적으로, 두 지방산의 소화 방식은 차이가 있으며, 불포화 지방산 함량이 많은 유기물은 탄수화물 함량이 많은 유기물을 10% 이상 혼합하여 지연상을 감소시킬수 있다(Kim, 2017). 포화 지방산 함량이 많은 유기물은 초기 지연 현상 해결을 위한 연구가 추가적으로 요구된다.

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Monitoring of Hydrogen Sulfide in Anaerobic Co-digestion of Swine Manure and Food Waste (돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기소화 시 황화수소 가스 모니터링)

  • Shin, JoungDu;Sung, Shihwu;Kim, Hyunook;Kim, SamcCeun;Lee, MyoungSun
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.16 no.4
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    • pp.43-49
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    • 2008
  • Objective of this study was to monitor the hydrogen sulfide production rate and concentration in anaerobic co-digestion of swine manure and food waste for biogas production in order to alternate the petroleum based energy. Anaerobic co-digestion for biogas production was performed in serum bottles at 2% volatile solids (VS) concentration and various mixing ratios of two substrates(swine manure: food waste = 100:0 ~ 0:100). Although hydrogen sulfide production rates were varied with digestion periods at different treatments, it was observed that hydrogen sulfide produced in the swine manure alone was lower at 2.4 fold than that of food waste. For effects of hydrogen sulfide concentration in the different mixing ratios of swine manure to food waste, the higher food waste ratio the higher hydrogen sulfide concentration. Also its average concentrations were varied from 0.1452% in the swine waste only to 0.3420% in the food waste alone. For the composition ratio of bio-gas in their anaerobic co-digestion, it appeared that there was 53.2% of $CH_4$, 23.9% of $CO_2$, 0.3% of $H_2S$ and 22.7% of miscellaneous gases including moisture.

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에너지정책 - 환경부, 하수처리시설로 2030년 에너지자립율 50% 목표

  • 대한설비건설협회
    • 월간 기계설비
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    • s.238
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    • pp.36-46
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    • 2010
  • 에너지 다소비 시설인 하수처리시설이 녹색기술을 도입해 에너지 사용량은 줄이고 청정에너지를 생산하는 에너지 독립시설로 탈바꿈한다. 환경부는 최근 하수처리시설에 고효율 에너지 설비 재생에너지이용 설비 등을 설치해 2030년까지 3단계에 걸쳐 에너지자립을 50% 달성 등의 내용을 골자로 하는 '하수처리시설 에너지자립화 기본계획'을 확정 발표했다. 환경부에 따르면 하수처리시설은 하수처리 과정에서 소화가스, 소수력, 하수열 등을 이용할 수 있을 뿐만 아니라 하수처리시설물의 넓은 부지를 활용한 태양광 풍력발전이 가능하다는 것. 이에 따라 환경부는 올해부터 소화가스, 소수력발전, 에너지절감 설비, 태양광 풍력발전설비를 도입해 에너지 자립율을 2015년 18%에 이어 2020년 30%, 2030년 50%까지 끌어올린다는 방침이다.

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