• 제목/요약/키워드: 액화

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직접접촉식 액화천연가스 기화기의 비등특성 연구 (A Study on Boiling Characteristics of Direct Contact LNG Evaporator)

  • 김남진;김종보
    • 에너지공학
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    • 제4권3호
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    • pp.420-428
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    • 1995
  • 현재 사용하고 있는 액화천연가스 기화기는 관내부로 -162$^{\circ}C$의 액화가스가 흐르고, 관외부로 발전소 증기응축기 출구에서 배출된 20~3$0^{\circ}C$의 해수를 흐르도록 하여, 두 유체사이의 온도차로 기화시키는 간접접촉방식 열교환기가 사용되고 있다. 그러나 간접접촉방식 열교환기는 두 유체사이의 큰 온도차로 인한 금속재료의 피로현상과 해수의 염분에 의한 재질의 부식 및 미생물 부착 등의 원인으로 열전달효율이 저하되고 있다. 따라서 본 연구는 관을 중간매체로 하는 간접접촉식 열교환기대신 액화천연가스와 기화용수인 물을 직접접촉시키는 방법으로 이용하여, 위와 같은 문제점들을 근본적으로 해결하려 한다. 본 실험에서는 기화기내의 수위 500 mm와 물의 유량 10 l/min을 일정하게 고정시키고, 액화천연가스의 유량 0.12 ㅣ/min, 0.36 l/min, 0.6 l/min, 기화기내의 압력을 100 kPa, 300 kPa, 500kPa로 변화시키면서 기화기내의 기포, 온도분포, 급팽창현상, 동결현상 및 기화후 수분함유량등의 비등특성을 규명하였다. 실험결과 기화기내의 압력이 증가할수록 기포는 작고 균일한 분포를 이루고, 폭발적인 급팽창현상은 일어나지 않았다. 또한 동결현상은 액화천연가스의 기화를 방지하지 못하였으며, 기화된 천연가스내의 수분함유량 몰%는 압력과 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이고 있다.

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질소 분사 압력이 액화질소 엔진의 성능 특성에 미치는 영향 (Effect of Nitrogen Injection Pressure on Lqiufied Engine Performance)

  • 신동길
    • 에너지공학
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    • 제26권1호
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    • pp.28-33
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    • 2017
  • 액화질소 엔진은 유해 배출물질을 전혀 배출하지 않는 고청정 동력기관이며, 에너지 밀도면에서 배터리에 비해 크기 때문에 전기자동차에 대한 경쟁력을 가지고 있다. 기존의 액화질소 엔진은 주로 왕복동 방식에 국한되어 왔다. 본 논문에서는 스크롤 팽창기를 적용하는 액화질소 엔진의 개념을 도입하였다. 스크롤 팽창기를 엔진에 적용할 경우 엔진 효율이 증가할 수 있고, 구조의 단순화 구현이 가능하여 기존 왕복동 방식 엔진에 비해 기술적, 경제적 경쟁력을 가질 수 있다. 본 연구에서는 액체 질소 분사압력을 변화시키면서 스크롤 팽창기가 적용된 액화질소 엔진의 성능을 분석하였다.

부탄을 액화 연료로 사용한 냉가스 추진 시스템에 대한 연구 (Study of Cold Gas Propulsion System Utilizing Butane as Liquefied Propellant)

  • 강석진;권기범;조동현;이상현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.323-328
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    • 2007
  • 소형 인공위성의 전형적인 추진 시스템인 냉가스 추진 시스템에 액화 연료를 직접 적용하여 성능을 분석하였다. 고려하는 액화 연료 냉가스 추진 시스템과 일반적으로 사용되는 질소 추진 시스템의 성능을 비교하였다. 질소 추진 시스템과 동일한 질량 조건, 동일한 부피 조건, 동일한 총 임펄스 조건에서 각각 액화 연료를 사용한 냉가스 시스템의 성능과 필요한 연료 탱크의 부피, 필요한 추진 시스템의 질량을 산출하였다. 액화 연료를 사용한 냉가스 추진 시스템은 일반적인 질소 추진제를 사용한 시스템보다 성능, 부피 및 질량 등에서 많은 이점을 가지며 냉가스 추진 시스템에 직접적으로 적용이 가능함을 알 수 있었다.

Ethylene glycol을 사용한 폐지의 액화 및 액화물로부터 polyester 제조 (Wastepaper Liquefaction Using Ethylene Glycol and Polyester Preparation from the Liquefied Wastepaper)

  • 이동헌;김창준;김성배
    • KSBB Journal
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    • 제25권3호
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    • pp.251-256
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    • 2010
  • e-ma폐지를 사용하여 액화와 가교단계를 거쳐 polyester를 제조하였다. 첫 번째 단계에서는 EG를 사용하여 산 촉매하에서 폐지를 액화하였다. 폐지의 액화수율에 영향을 미치는 인자는 반응시간, 반응온도, 그리고 촉매농도이고 각각 60~120분, $150{\sim}170^{\circ}C$, 그리고 2~4% 범위 내에서 실험하였다. 최적조건은 100분, $160^{\circ}C$, 3%이었고 이 조건에서 액화수율은 67%이었다. 두 번째 단계에서는 최적조건에서 얻어진 폐지 액화물을 succinic anhydride와 반응시켜 polyester를 제조하였다. 반응시간과 carboxyl기/수산기의 비가 각각 35~50분, 1.5~2.5의 범위 내에서 가교도에 미치는 영향을 조사하였다. 제조된 polyester의 가교도는 80~90%로 반응조건에 따라 큰 차이가 없었다.

LNG 액화공정 초구조 모델 최적화 연구 (A Study on the Superstructure Optimization of LNG Liquefaction Process)

  • 손희창;임영섭
    • 한국가스학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.1-9
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    • 2020
  • LNG사업에서 액화공정의 운전비용은 큰 비중을 차지하기 때문에 적합한 액화공정을 선정하고 그 운전조건을 결정하는 것은 중요한 일이다. 현재까지 다양한 구성의 액화공정들이 개발되어 왔기 때문에 이들을 최적화하고 비교하여 최적의 액화공정을 선택하는 것은 많은 시간과 노력을 요하는 일이다. 다양한 구조 및 선택 사항을 포함한 초구조 모델을 사용한 초구조 최적화를 수행하면 공정 구성에 대한 선택과 최적의 운전변수를 한 번에 최적화하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 SMR 액화공정에 대한 다양한 선택지를 포함하는 초구조 모델을 만들고 이를 최적화하였다. 결과적으로 초구조 모델이 개별적인 액화공정에 준하는 최적 포인트를 도출하는 것을 확인하였다.

밀기울배지를 이용한 Bacillus natto ${\alpha}-Amylase$ 생산 (${\alpha}-Amylase$ production of Bacillus natto IAM 1212 in the wheat bran medium)

  • 김광;박인호;선우양일
    • KSBB Journal
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    • 제6권2호
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    • pp.143-146
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    • 1991
  • 세균액화형의 ${\alpha}-amylase$의 공업적 생산의 효율성을 높이기 위한 연구의 일환으로 제분공장과 도정공장의 분산물인 밀기울과 쌀겨를 이용하여 배양배지를 조성하고 B. subtilus와 A. oryzae 및 B. natto를 배양한 후 액화형 ${\alpha}-amylase$의 활성을 조사한 결과 B. subtilus와 A. oryzae의 경우 순수배지와 비교하였을 때 큰 차이가 없었으나 B. natto의 경우 외밀기울에서 액화활성이 다른 대구조에 비하여 크게 나타났는데 순수 배지를 이용한 액화활성은 crude enzyme에서 27.3 unit/ ml이고, 최종 액화 활성은 1,255.8u / ml인데 반해 외밀기울을 이용한 액화 활성은 crude enzyme에서 256.0 unit/ ml이고, 최종 액화 활성은 10,700 unit 이었으며 최적 배양온도는 $37^{\circ}C$이며 최적 배양액 pH는 6.8이었다. 그리고 정제된 효소의 분자량은 34,000dalton이었다. 이상의 결과로 보아 밀거울이 ${\alpha}-amylase$의 공업적 생산을 위한 저렴한 기질로 사용될만한 가치가 있다고 사료된다.

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무공해 석탄에너지 현황 및 계획 (Status and Plans on Low Emission Coal Energy)

  • 정헌
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.856-856
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    • 2009
  • 석유 및 천연가스를 대체하는 자원으로 석탄이 유망하다고 전망하고 있다. 미국에서는 6대 파괴력이 있는 기술로 청정석탄기술이 선정되었고, 한국에서도 15대 그린에너지 중 하나인 청정연료에 석탄전환기술이 포함되어 전략로드맵이 작성되고 있다. 국내에서 추진되고 있는 석탄기술은 석탄가스화를 기반으로 하고 있다. 석탄가스화는 고체연료인 석탄을 $1000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 산소와 반응시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스로 전환하는 기술이다. 석탄을 가스화하면 석탄에 포함된 불순물을 쉽고 완벽하게 제거할 수 있으며 특히 CO2 제거를 값싸게 할 수 있어 청정화가 가능하다. 최근 고유가를 겪으면서 열량이 높은 고급탄의 확보가 어려워지면서 가격이 낮고 수급이 용이한 저급탄을 활용하는 기술의 수요가 발생되어 국내에서 기업을 중심으로 저급탄을 고효율로 가스화하는 기술 개발이 시도되고 있다. 정제된 석탄가스는 성분을 조절하여 촉매에 의해 메탄으로 전환시킬 수 있고, 이렇게 제조된 가스를 합성천연가스(SNG)라 한다. 값싼 저급탄을 사용하면 SNG를 천연가스보다 저렴하게 생산할 수 있다. 국내 기업이 SNG 제조 실증시설을 도입하고, 동시에 핵심기술인 SNG 합성반응공정을 개발하는 사업을 추진하고 있다. 석탄가스를 촉매반응에 의해 디젤 및 �F싸로 전환하는 석탄간접액화기술은 현재 남아공 Sasol사에서 상업적으로 운전되고 있는 기술이나 국내로의 기술이전이 거의 불가능하다. 철을 기반으로 하는 고유 촉매와 scale-up이 가능한 반응기가 핵심인 기술로 국내에서 세미-파일럿급 액화공정 기술개발이 진행중이다. 전세계적으로 석탄액화공장의 수요가 현재의 15만배럴/일에서 2030년 240만배럴/일로 증가한다고 예측된다. 따라서 200조원 이상의 플랜트 시장이 기대되며 국산 가스화, SNG 및 액화기술로 상당부분의 시장을 장악하고자 한다.

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CTL (Coal-to-Liquid) 국내 기술 개발 현황 (The Status and Prospect of Technical Development of CTL (Coal-to-Liquid) in Korea)

  • 김학주;정헌;이호태;천동현;이창근;이재구
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.461-461
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    • 2007
  • 석탄을 합성석유로 전환시키는 석탄액화(CTL) 공장은 2차 세계대전시 독일 및 영국에서 가동되어 대량의 연료를 공급한 바 있다. 전후 대형 유전이 발견되어 값싼 석유가 공급되면서 CTL 공장의 운전은 중단되었다. 남아프리카공화국의 Sasol사만이 유일하게 1955년에 CTL공장의 조업을 시작하여 현재 하루 15만배럴의 석탄합성석유를 생산하고 있다. 최근 고유가가 지속되고 석유공급에 대한 불안감 때문에 여러 개의 석탄액화 프로젝트가 진행되고 있다. 중국은 2030년까지 석탄합성석유를 연간 3천만톤(60만배렬/일) 생산할 계획을 수립하였고, 2만배럴/일 규모의 석탄직접액화공장이 2008년 완공될 예정이다. 미국에서도 8개의 CTL 프로젝트가 진행되고 있다. 호주, 필리핀, 인도네시아, 인도 등에서도 석탄액화 프로젝트를 추진하고 있다. 석유를 전량 수입하는 우리나라도 에너지안보 차원에서 CTL에 대한 접근이 필요하다. 본고에서는 한국에너지기술연구원에서 추진되고 있는 석탄 기준 10톤/일급 석탄 합성석유 생산 공정 설계, 설비 시공 현황 및 향후 계획에 대하여 기술하였다.

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