• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.248.1-248.1
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• 2010

수송용 바이오연료로써 바이오디젤의 보급 활성화에 따른 원료인 식물성 기름의 가격 상승 및 수급 불안정성 문제를 해결하고자 그동안 활용되지 않았던 폐유지를 바이오디젤 생산 원료로 사용하여 바이오디젤 생산 단가를 낮추고 원료의 수급 안정성도 확보하려는 시도가 이루어지고 있다. 폐유지의 경우 대부분 유리지방산 함량이 높아 염기 촉매를 적용하는 방법으로는 비누의 생성으로 전환이 힘들며 산 촉매를 적용하여 유리지방산을 에스테르화하는 공정을 필요로 한다. 에스테르화 반응에서는 반응 부산물로 물이 생성되며, 생성된 물은 바이오디젤 생산 반응을 저해하고 역반응을 유도하며 촉매의 활성을 감소시킨다. 본 연구에서는 고유리지방산 함량 오일의 에스테르화 반응에서 수분의 영향을 검토하였다. 산 촉매로 액상 촉매인 황산과 고체 산 촉매인 Amberlyst-15를 사용하였다. 초기 수분 함량이 0, 1, 2, 5, 10, 20%로 증가하였을 때, 지방산 메틸 에스테르 함량이 크게 감소하였으며, 1%의 수분 함량에서도 반응이 크게 저해받는 것으로 나타났다. 따라서 고유리지방산 함량 오일의 에스테르화 반응에서 수분에 의한 저해가 중요한 변수라는 것을 알 수 있다. Amberlyst-15는 황산보다 수분의 영향에 의해 지방산 메틸 에스테르 함량이 빠르게 감소하였다. 이는 다공성의 Amberlyst-15에서 생성된 물이 반응물질들이 active site에 접근하는 것을 방해하였기 때문인 것으로 생각된다. 황산을 사용하였을 경우에는 오일 대 메탄올 몰비를 1:3에서 1:6으로 증가시킴으로써 정반응 속도가 증가하여 수분에 대한 영향이 감소하는 현상이 나타났다. 에스테르화 반응 종료 12시간 후에 바이오디젤과 메탄올 내에 수분 함량을 분석한 결과 12%의 수분이 바이오디젤 층에 존재하며 88%의 수분은 메탄올 층에 존재하였다. 반응 중에 생성된 수분을 제거하기 위해, 에스테르화 반응 30분 후에 물을 포함하는 메탄올과 촉매 층을 새 메탄올과 촉매로 교환하는 2단계 반응을 수행함으로써 지방산 메틸 에스테르 함량을 향상시킬 수 있었다. 반응 초기에는 황산이 Amberlyst-15보다 높은 활성을 보였지만, 시간이 지날수록 두 촉매 사이의 에스테르화 성능 차이는 감소하였다. 따라서 2단계 에스테르화 반응이 수분의 저해작용을 줄이는 한 가지 대안으로 제안될 수 있다. 또한 에스테르화 반응에서 물의 저해 작용을 줄이기 위해 앞으로 투과증발막의 적용 또는 물에 저해작용을 받지 않는 구조의 촉매 사용을 검토할 필요가 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.176.1-176.1
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• 2011

바이오디젤 대체 원료로서 폐돈지, 폐우지를 이용한 오일 추출 및 바이오디젤 생산 반응을 진행하고 이때 사용되는 과잉 메탄올의 회수 및 재사용에 관한 연구를 수행하였다. 추출된 오일의 상태에 따라 전처리를 위한 에스테르화 반응여부를 판단하게 되지만 에스테르화 반응과 전이에스테르화 반응 모두에서 상당량의 과잉 메탄올을 투입하게 된다. 에스테르화 반응에서는 이론량보다 20~50배 가량을 투입하고 전이에스테르화 반응에서는 오일:메탄올 이론 몰비인 3:1 보다 2~4배 가량을 이용하게 된다. 에스테르화 반응에 사용되는 촉매는 균질계 액체 산 촉매와 불균질계 고체 산 촉매가 이용될 수 있으며 본 연구에서는 황산을 이용한 에스테르화 반응을 실시하였으며 전이에스테르화 반응에서는 KOH를 촉매로 이용하였다. 각각의 공정에 사용된 과잉 메탄올의 재이용 방안을 조사하였으며 메탄올을 단증류를 통해 회수하는 방법과 회수된 메탄올을 이용한 에스테르화 반응 및 전이에스테르화 반응을 실시해 반응성을 조사하였다. 이를 통해 미반응 과잉메탄올의 회수 정제시 메탄올의 최대 수분함량(%) 허용치를 결정할 수 있었다. 회수된 메탄올을 재이용함에 따라 바이오디젤 생산비 중의 원료(메탄올) 및 설비비 절감이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.44-48
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• 2015

스마트그리드는 전력망에 정보기술을 접목하여, 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환, 에너지효율을 최적화하며 새로운 부가가치를 창출하는 차세대 전력망이다. 본 논문에서는 스마트그리드 환경 하에서 수요반응 통신시스템에 사용되는 프로토콜을 알아보고 수용반응 프로토콜을 이용한 수요반응 시스템을 구현하고 에어컨 제어를 통한 전력감소를 하는 수요반응 시나리오를 실험하였다.

• 산업안전기술지
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• 제1권1호
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• pp.7-10
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• 2001

화학공장에서 발생되는 중대산업사고(major industrial accident)는 그 영향이 공장내부에만 국한되지 않고 인근 지역의 주민들과 환경에까지 치명적인 영향을 미친다. 이러한 중대산업사고의 원인은 여러 가지가 있을 수 있으나 발열화학 반응공정에서 발생될 수 있는 폭주반응도 그 중 하나이다. 폭주반응에 의한 중대산업사고(major industrial accident)의 대표적인 사례로는 인도의 보팔(Bhopal)에서 methylisocyanate 누출사고와 이탈리아의 세베소(Seveso) 폭발사고를 들 수 있으며 보팔 사고의 경우 사망자수가 2,000명 이상이었고, 20,000명 이상이 부상하였으며, 세베소 사고의 경우 막대한 환경피해를 입혔다.(중략)

• 공업화학
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• 제16권3호
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• pp.434-439
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• 2005

소성 Dolomite 입자 충전층 반응기내에 전열(구리)핀을 설치한 경우의 수화 반응시 수증기 도입과 동시에 수화 반응이 진행되었고, 반응열에 의한 온도 상승 후 반응기 아래쪽부터 온도 강하가 시작됨을 알 수 있었다. 반응은 관벽과 전열핀쪽에서 시작하여 핀과 핀 사이의 블록 중심으로 진행하는 것을 알 수 있었다. 소성 Dolomite 입자 충전층 반응기내에 전열핀을 설치하지 않은 경우보다 전열핀을 설치한 결과 입자 충전층 수화반응 시간이 1/2 정도 줄어드는 전열 촉진효과가 나타남을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.337-343
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• 2013

멤브레인 반응기는 멤브레인과 반응기를 결합하여 반응과 분리의 단위공정을 하나로 결합함으로써 전체공정을 단순화하고 반응효율을 높이고자 하는 혁신 기술로써, 멤브레인을 이용한 생성물의 선택적 제거를 통해 열역학적 평형을 뛰어넘는 전환율, 부반응물 생성 억제에 의한 반응 효율 및 선택성을 향상시킬 수 있다. 특히 이온전도성 세라믹을 이용한 멤브레인 반응기는 연료전지의 개발, 고순도 산소/수소의 분리/정제, 이산화탄소의 전환 및 다양한 화학제품제조에 까지 응용될 수 있기 때문에 시장의 확대와 더불어 크게 발전할 수 있을 것으로 기대된다. 본 총설에서는 수소이온 전도성 세라믹 멤브레인 반응기에 대한 연구동향과 다양한 응용분야 및 향후 전망 등에 고찰해 보고자 한다.

• 멤브레인
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• 제13권4호
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• pp.268-282
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• 2003

불완전 분리의 실질적인 분리투과 특성을 근거로 하는 모사모델을 이용하여 투과증발 막촉진 에스터화 반응의 실질적인 거동을 연구하였다. 막의 분리효율, 막의 물제거 능력을 모델에 포함시킴으로써 반응모사를 통하여 이들이 막촉진반응에 어떻게 영향을 끼치는지를 체계적으로 관찰할 수 있었다. 막을 통한 비완전분리가 일어날 경우에 초기 반응물 몰비율이 1이 아닐 때 반응 혼합물중 소량으로 존재하는 반응성분이 투과되거나, 혹은 초기 반응물 몰비율이 1인 반응 혼합물중 어느 반응성분이 투과되든지 반응이 완결될 수 없었다. 생성물인 에스터가 물과 함께 일부 투과될 경우 정방향 반응속도를 증가시켜 시간에 따른 반응 전환률을 증가시킨다. 막을 통한 불완전 분리시 막을 통한 투과로 인하여 발생하는 반응혼합물의 부피감소로 인하여 반응성분 뿐 아니라 생성성분의 농도가 증가되는데 이들 농도증가가 반응속도에 상반된 영향을 끼친다; 반응물 농축은 반응속도를 증가시키나 생성물 농축은 역방향의 반응을 촉진시킴으로서 반응속도를 감소시킨다. 반응초기에는 반응물 농축효과가 우세하나 반응이 진행됨에 따라 생성물 농축효과가 우세하여 반응속도를 저하시킴이 모사결과 관찰되었다.

• 응용통계연구
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• 제14권2호
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• pp.321-332
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• 2001

본 논문에서는 반응변수가 두 가지의 값을 갖는 회귀분석에 적용할 수 있는 사영추적회귀를 고려하였다. 회귀모형에 필요한 설명변수들의 선형결합이 하나이고 연결함수의 형태를 사전에 알지 못한다는 가정하에서 모의담금질 기법을 이용하여 모형에 필요한 선형결합을 찾는 알고리즘을 제시하였다. 이진 반응변수의 경우에는 평활모수의 값에 따라 잔차이탈도함수의 반응표면이 단봉의 형태를 갖지 않는 경우가 있어 비동질적 마코프체인을 이용한 모의담금질 기법을 적용하면 효율적으로 선형결합을 탐색할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.17-24
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• 2012

Tetrahydrotricyclopentadiene(이하 THTCPD)의 이성질체는 높은 밀도와 높은 발열량을 가지고 있어 고성능 액체 연료의 주요성분물질로 활용이 가능하다. 본 연구에서는 상온에서 고체 상태로 유동성이 좋지 않은 THTCPD를 유동성이 우수한 액체상태 특성을 가질 수 있게 할 수 있는 최적의 반응조건을 찾는 것이다. THTCPD의 이성화 반응은 반응온도 변화와 반응용매의 영향 등의 다양한 반응조건을 통해 살펴보았다. 알루미늄클로라이드 촉매를 사용하여 THTCPD 이성화 반응을 실험한 결과 Dichloromethane(Methylene Chloride: MC), 1,2-Dichloroethane(Ethylene Chloride: EC), Chloroform과 같은 할로겐 함유 극성용매가 n-Hexane, Toluene과 같은 비극성 탄화수소형 용매보다 이성화 반응에서 우수한 특성을 나타내었으며, 반응온도의 변화도 이성화반응에 크게 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.34-37
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• 2001

폐수처리분야에 널리 사용되어 온 펜톤산화반응을 응용한 Fe$^{\circ}$/$H_2O$$_2$시스템을 이용하여 고농도 유류오염 미세호양(100$\mu\textrm{m}$이하)의 화학적 산화처리 실험을 수행하였다. 반응은 100$m\ell$, 삼각프라스크에 오염토양(5g)과 반응시약을 주입한 후 자석교반기를 이용하여 회분 식으로 진행하였으며 일정 시간(0, 1, 2, 4, 8, 24hr)별로 TPH를 측정하였다. 그리고 각 조건별 시간에 따른 반응특성을 살펴보았다. 일반적으로 알려진 펜톤산화반응의 수요 반응조건인 초기 pH /$H_2O$$_2$ 및 Fe$^{\circ}$의 주입농도, 그리고 초기 디젤오염농도의 조건을 변화하며 각 조건별 처리효과를 알아보았다. 본 연구결과에서 최적 pH조건은 3인 것으로 나타났으며, 분말철(Fe$^{\circ}$)과 $H_2O$$_2$의 주입농도를 증가함에 따라 오염토양의 TPH 제거효율도 비례적으로 향상되었다. 초기오염농도에 따른 최종 처리효율은 큰 차이가 없었으나. 고농도 오염일수록 제거된 디젤의 총량은 크게 나타나. 본 논문에서 제시한 방법이 고농도 오염토양일수록 더 큰 효과를 얻을 수 있음을 보여주었다. 대부분의 반응이 반응개시 후 약 8시간 이내에 이루어졌는데, 반응에 수반되는 pH 상승과 그에 따른 반응성의 저감효과를 일정 pH 조절에 의해 감소시킴으로써 반응성의 향상을 좀 더 높일 수 있을 것으로 판단된다. 결론적으로, Fe$^{\circ}$/$H_2O$$_2$시스템을 이용한 화학적 산화처리방법은 경제성과 처리성능에서 고농도 유류오염 미세토양의 효율적인 처리방안으로서 향후 적용 가능성이 높을 것으로 기대된다.