• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.321-329
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• 2014

본 연구에서는 고수분 저등급 석탄을 저수분 석탄으로 만들기 위하여 실험실 규모의 회분식 스팀 유동층 건조기를 사용하여 수분이 약 26%함유된 인도네시아산 저등급 석탄을 5% 이하로 건조하였다. 일반적으로 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS)은 $CO_2$를 재생하는 공정에서 $100{\sim}150^{\circ}C$의 스팀과 $CO_2$혼합가스를 배출한다. 이때 배출되는 가스의 열을 사용하여 저등급 석탄을 건조하는 것이 본 연구의 최종 목적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 건조의 열원으로 스팀을 사용하고, 유동화 가스는 $CO_2$를 사용하여 저등급 석탄을 건조하였다. 연구에 사용한 스팀의 유량은 0.3~1.1 kg/hr, 온도는 $100~130^{\circ}C$, 석탄의 층높이는 9~25 cm로 변화시켰다. 건조 후 석탄의 특성 변화는 공업분석, 발열량분석 그리고 입자크기 분석을 통하여 확인하였다. 변수 실험을 수행한 결과 원탄의 건조속도는 스팀의 유량과 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 층높이가 감소할수록 건조속도가 증가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.218.2-218.2
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• 2010

저분자량의 가스와 물이 물리적 결합으로 이루어진 가스 하이드레이트는 상대적으로 많은 양의 가스가 포집될 수 있다는 특성을 이용하여 다양한 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 매립지에서 발생되는 매립가스를 하이드레이트의 원리를 이용하여 효율적으로 저장 및 수송하기위한 공정에 적용하기위해 필요한 매립지 가스 하이드레이트의 상평형에 대한 특성을 분석하고자한다. 일반적으로 매립지 가스에는 메탄이 약 50%, 이산화탄소가 약 35%, 질소가 약 6% 포함되어 있으며 그 밖에 산소, 수분, 암모니아 황화수소 메르캅탄 등 할로겐 계통을 포함한 탄화수소계화합물 수십여종이 포함되어 있다. 이러한 매립지가스를 하이드레이트화 하기위해서는 매립지가스에 포함된 다양한 성분들이 하이드레이트 형성에 미치는 영향을 알아볼 필요가 있다. 특히 황화수소의 경우 독성이 있으며, 실제 플랜트에서 장비의 부식등 악영향을 미치므로 이와 관련한 기초 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 메탄, 이산화탄소, 황화수소가 각각 49.9%, 50.05%, 500ppm의 조성으로 이루어진 혼합가스를 이용하여 하이드레이트 생성 및 해리 시 거동을 측정하고 그 상평형 영역을 기존데이터와 비교분석 하였다. 25bar, 36bar에서 측정한 상평형 데이터는 한국해양대학교 에서 측정한 결과와 마찬가지로 실제 상평형 영역이 CSMHYD 프로그램으로 예측한 것보다 하이드레이트의 안정영역이 약 2bar 정도 높게 형성되는 것을 확인하였으며, $CH_4+CO_2+H_2S$ 혼합가스 하이드레이트의 생성 시 mol consumption은 $CH_4+CO_2$ 혼합가스 하이드레이트와 유사하게 나타났다. 이 결과로 유추하건대, 황화수소의 첨가는 하이드레이트의 형성 압력을 높이지만, 하이드레이트 형성률에는 크게 영향을 미치지 않는다고 할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제26권2호
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• pp.19-32
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• 2018

본 연구는 침출수 재순환에 의한 매립가스에 대한 메탄가스 농도에 어떠한 영향이 있는지 분석하였다. 실험대상 매립장 지역의 2010~2016년간 월평균 총강수량은 130.9mm, 2017년 6월 총강수량 73.7mm 이었다. 이러한 기상청 자료를 근거로 실험대상 매립장의 수분함수율은 낮을 것으로 예상되었다. 실험대상 매립장에 10개의 포집공을 선정하여 5톤의 침출수를 나누어서 투입하면서 매립가스 변화특성을 조사하였다. 침출수 투입하기 전 10개의 메탄가스 농도(평균) 투입전 30.14%, 투입후 메탄가스 농도(평균) 24.66%(6월 21일), 31.51%(6월 24일), 36.68%(7월 1일), 52.47%(7월 25일)로 메탄가스 농도가 증가하였다. 본 실험대상 매립장의 경우 5톤의 침출수를 투입한 결과 매립지의 유기물질 분해에 필요한 최적 함수율 50~65% 범위를 유지하는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-363
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• 2008

탄소 개질반응은 $1200^{\circ}C$(도1) 이상에서 모든 탄화물질과 수분 또는 $CO_2$ 사이에서 흡열/환원반응이 일어나서 합성가스를 생성한다. 개질반응로는 산화반응로와 연결되어, 수소가스와 CO 가스의 혼합인,합성가스가 산화반응로 내에서 산소가스와 연소하여 열과 $H_2O+CO_2$를 생성하여 환원 반응로 내로 유입되어, 환원 반응로를 $1200^{\circ}C$ 이상으로 유지하고, $H_2O$와 $CO_2$는 석탄 속의 모든 탄소를 CO로 개질한다(도2). 동시에 수소가스가 생성되어 합성가스를 생성하게 된다. 석탄 속의 비탄소 물질인 슬래그(Slag)는 개질로 내에 남게 되는데, 개질로를 슬래그 융점(non-fluid point) 이하에서 고체상태로 포집함으로서 Fly-ash로 처리된다. 개질로 내의 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$(석탄 슬래그 융점)로 유지함으로서 개질반응이 지속되어 합성가스가 생성된다. IGCC 시스템에서는 합성가스를 가스터빈 속에서 $O_2E가스와 연소하여 고온의 가스를 생성하여 터빈을 가동해 발전을 하고 배출가스를 $1500{\sim}1700^{\circ}C$에서 배출한다. 재래식 IGCC(도4)에서는 ${\sim}1500^{\circ}C$의 배출가스를 열교환 시스템에 의해 증기를 생성하여 Steam turbine(증기터빈)을 가동하여 추가 전력을 생산했다. 그러나 본 시스템에서는 배출가스(증기와 $CO_2E 가스)를 위의 개질로에 유입하여 개질로 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$로 유지함으로서 더 많은 합성가스를 생성 하게 된다(도3). 이렇게 하여 Oxidation-reduction cycle을 형성하게 된다. 새로운 IGCC 시스템에서 가스 터빈의 배출가스가 석탄 개질로에 연결되고 석탄개질로의 합성가스 출구가 가스터빈의 가스 입구에 연결됨으로서,외부에너지 주입 없이 지속 가능한 가스화 반응과 터빈 사이클(Cycle)을 완성하여 IGCC 시스템의 석탄 열효율을 1단계 상승시켰다. 이렇게 설계된 석탄가스화기는 Lurgi형 석탄가스화 기와 달리 석탄개질반응의 효율을 높일 수 있고, 슬래그 처리가 간단하기 때문에 석탄가스화기가 소형화 될 수 있으며 슬래그(Slag)용융에 따른 석탄가스화기의 외벽손상을 피할 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권3호
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• pp.152-160
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• 2013

발전소에서 발생되는 산업부산물인 석탄재는 포집방법에 따라 크게 저회와 비산회로 구분되는데, 순환유동층 연소방식에서 발생되는 비산회는 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함하고 있다. 탄산화 반응 인자가 풍부한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 경화체를 초임계 이산화탄소($CO_2$) 분위기조건에서 반응시켜 제작된 경화체의 기계적 물성향상을 도모하였다. 시멘트 대비 비산회 치환량을 10~40 %까지 10 % 단위로 4수준으로 하여 경화체를 제작하였으며 각각 3, 14, 28일 동안 양생하여 각 양생일 마다 탄산화를 진행하였으며 공정조건 변수로 탄산화 시 발생되는 수분과 미수화 반응물의 추가적인 포졸란 반응을 유도하기 위하여 탄산화 후 7일 동안 추가양생을 실시하였다. 공정조건의 변화를 변수로 둔 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며, 경화체의 압축강도 측정을 통해 기계적 물성향상을 분석하였다. 임계 탄산화 후 7일간 추가 양생시킨 녹색 건자재의 기계적 물성은 추가 양생하지 않은 시편과 비교해 44 % 향상되었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.211-219
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• 2013

기후가 무덥고 습해지면서 제습기의 사용이 증가하고 있지만, 제습기의 에너지 소비가 크고, 전기제품의 사용 증가로 인하여 전력이 부족하기에 제습기의 사용이 보편화되지 못 하고 있다. 제습기술은 오랜 시간 동안 최적화된 기술로써 기존기술을 바탕으로 에너지 효율을 높이는 데에는 한계에 도달했다고 볼 수 있다. 하지만, 높은 에너지 효율, 즉 소비전력이 낮으면서 제습성능이 높은 제습기의 개발 요구가 계속되고 있고, 그 해답은 자연모사기술에서 찾을 수 있다. 이 논문에서는 상용품인 제습기의 소비전력을 분석하고 자연에서 무동력으로 공기 중의 수분을 포집하는 딱정벌레 등껍질이나 식물들로부터 영감을 얻어 에너지 효율을 증가시킬 수 있는 아이디어를 살펴보고자 한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제9권2호
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• pp.189-193
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• 2002

천연식초를 이용하여 분말식초의 제조방법을 개발하고자 부형제의 비율을 달리하여 제조한 분말식초의 품질특성을 평가하여 분말식초의 제조 가능성을 검토하였다. 혼합 피복 물질로 제조된 분말식초의 품질특성을 비교한 결과 $\beta$-cyclodextrin과 gum arabic이 2.5:7.5의 비율로 제조한 분말식초가 비교적 낮은 수분함량을 나타내었고 산도는 높은 수치를 나타내 식초를 포집하는 능력이 가장 좋은 것으로 나타났다. 또한 이 비율로 제조한 분말식초의 흡습성 또한 비교적 낮은 값을 나타내었으며 열안정성은 모든 시료가 높은 수치를 나타내 열에는 모두 안정함을 알 수 있었다. 주사 현미경으로 관찰한 분체의 형태는 모두 구형을 형성하여 분말식초에서 캡슐이 형성되었음을 알 수 있었다. 관능검사 결과도 신맛의 증가로 높은 점수를 받았다. 이상의 결과로 분말식초의 제조시 피복물질의 혼합비율별은 $\beta$-cyclodextrin 과 gum arabic을 2.5:7.5의 비율로 제조하는 것이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권2호
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• pp.59-65
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• 2017

본 연구에서는 식품과 화장품 재료로 다양하게 이용되는 천연다당류의 특성인 분자구조, 분자량, 점성, 친수성, 팽윤 및 습윤/보습 등을 이용하여 $PM_{10}$에 대한 먼지 억제제를 제조하였고 Lab과 Field Test를 통하여 다양한 먼지 제어 효과를 확인하였으며 대조군인 물에 의한 단순 살수와 합성 PVA보다 우수한 결과를 도출하였다. 또한, 수분 증발 비교, 배추씨 발아와 배추 생장 비교실험(Pot Test), 물고기와 수생식물에 대한 영향 및 허브 식물 성장에 대한 영향 등의 토양 및 수질 시험 등을 통하여 토양과 수질에서의 안전성 등을 연구하여 Polysaccharides를 이용한 $PM_{10}$ 먼지 억제제의 이용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제39권3호
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• pp.246-254
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• 2007

본 연구에서는 녹차엽의 채취 시기와 재배지역에 따른 휘발성 향기성분의 종류, 차이, 그리고 변화를 비교하기 위하여 제주와 전남지역에서 재배한 차의 생엽을 시기별로 채취하였다. 녹차엽의 휘발성 향기 성분은 SPME를 사용하여 포집, 흡착하여 GC, GC-MS, GC-O, 그리고 retention time을 이용하여 분리된 성분을 분석, 동정하였다. 녹차엽의 휘발성분의 양은 수분함량을 고려한 건조함량을 기준으로 정량하였다. 수분함량은 생엽이 78-80%, 건조엽이 3.20-4.98% 정도였다. 휘발성 향기성분의 흡착에 사용되는 SPME 방법은 이전의 여러 방법에 비해 분석시간이 짧고 본래의 향이 아닌 방해성분의 생성이 적은 장점이 있다. 본 연구에서 사용한 SPME fiber는 7.4%의 높은 재현성을 가졌으며 표준물질(ethyl n-heptanoate)의 내부표준법에 의한 재현성 결과에서는 불안정한 peak area값(RSD 30.5-98.7%)을 가져 3.47%의 재현성 결과를 가진 외부표준법을 사용하였다. 시기에 따른 휘발성 향기 성분을 비교한 결과, 5월에 채취한 생엽의 휘발량이 가장 많았으며, Group I과 Group II 향기특성의 함량비율이 균형적이었다. 휘발량이 가장 많았던 5월에 채취한 생엽을 제주와 전남의 재배지역으로 구분하여 비교한 결과, 주 성분은 Z-3-hexenal, linalool, E-2-hexenol, n-hexanal, Z-linalool oxide, myrcene, benzyl alcohol이었다. 이러한 결과는 채엽 시기가 녹차의 향기 특성에 영향을 주며, 채엽 시기가 같더라도 지역에 따라 향기가 다른 녹차가 제조될 수 있다는 것을 나타낸다. 본 연구는 녹차를 지역에 따라 구분하는 데에도 도움이 될 것으로 예상된다.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.175-182
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• 2018

본 연구에서는 유동박리공정에서 개발된 수계박리액의 수분함유량의 최적화를 통한 청정성을 연구하였다. 감광제 박리 특성을 상용 유기계 박리액과 비교 고찰하였다. 박리성능은 감광제의 패터닝 전 투명전극샘플과 코팅된 샘플을 박리 한 후의 투명전극표면에서의 전기 및 광학적 특성의 평가를 통해 비교 하였다. 상용화된 유기계 박리액과 수분함유량이 최적화된 수계 박리액의 감광제박리 공정 결과 수계박리액이 유기계 박리액보다 동등 이상의 우수한 전기 및 광학적 특성 결과를 나타내었다. 유동 박리공정에서 유기계 박리액은 박리 중 감광제가 용해되어 박리액내부로 용해가 된 반면, 개발 중인 수계박리액은 용제에 포함된 cyclodextrin에 의한 감광제 포집으로 박리액의 감광제 용해 감소의 효과가 나타난 것으로 판단된다. 이러한 박리 메커니즘의 차이에 의한 박리공정 후 유기계와 수계 박리액의 청정성을 비교 분석하였다.