• Clean Technology
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• v.16 no.1
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• pp.19-25
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• 2010

In this work, the conversion of crystalline cellulose into polyols in the presence of hydrogen was examined over noble metal (Pt, Ru, Ir, Rh, and Pd) catalysts supported on activated carbon. For comparison, Pt/${\gamma}-Al_2O_3$ and Pt/H-mordenite were also investigated. Several techniques: $N_2$ physisorption, X-ray diffraction(XRD), inductively-coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES), temperature-programmed reduction with $H_2$ ($H_2$-TPR) and CO chemisorption were employed to characterize the catalysts. The cellulose conversion was not strongly dependent on the types of the catalyst used. Pt/AC showed the highest yields to polyols among activated carbon-supported noble metal catalysts, viz. Pt/AC, Ru/AC, Ir/AC, Rh/AC and Pd/AC.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.3
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• pp.446-455
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• 2023

A mathematical model for predicting the liquid circulation velocity in an airlift reactor was developed based on the mechanical energy balance of the fluid circulation loop. The model considered the energy loss due to a 90° turn, the energy loss due to friction, and the energy loss due to the change in cross-sectional area at each part of the reactor. The model that separately considered the loss coefficients related to friction, direction change, and cross-sectional area change was able to predict the liquid circulation velocity better than the previous model using lumped parameters. The liquid circulation velocity was measured by the tracer pulse method. Most of our experimental results obtained in external-loop airlift reactors, which had the top and bottom connecting pipes, as well as other investigators' results obtained in various types of airlift reactors, were well predicted by the developed model with an error within 20%. Useful empirical equations for the loss coefficient related to the 90° turn of the circulating fluid were obtained in external and internal-loop airlift reactors and used to predict the liquid circulation velocity.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.816-819
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• 2007

국내에서 IGCC 플랜트의 복합발전시스템의 평가는 여러 분야별로 진행되어 왔다. 크게 살펴보면 다음과 같다. 첫 번째는 가스터빈 쪽의 기술이다. 즉, 기존 천연가스를 이용하는 가스터빈을 어떻게 하면 석탄가스를 사용하는 IGCC 플랜트에 적합하게 맞출 것인가 하는 문제이다. 두 번째는 효율을 어떻게 하면 높일 수 있는가의 문제로서 석탄의 종류, 가스화 방법을 효율적으로 선택, HRSG(heat recovery steam generator)를 효율적으로 설계, 그리고 정제공정에서의 에너지 소비를 줄이는 분야였다. 세 번째는 어떻게 하면 오염을 줄일까의 문제로서 질소나 스팀 분사를 연계하여 NOx를 감소시키고 정제 공정에 사용되는 촉매를 개발한다던지 공정을 발달시키는 분야였다. 이 외에도 여러 종류의 연구가 이 분야에서 있었으나 주로 설계 분야의 연구가 주되였다. 이것은 발전소의 건설을 위한 초기 단계로서 당연한 결과일 수 있다. 그러나, 지금 IGCC 플랜트가 건설되는 과정에 있으므로 우리나라 전력계통 연계와의 문제도 생각해보아야 한다고 생각한다. 따라서 이번 연구에서는 IGCC 플랜트 운영의 불확실성이 약간이라도 존재하기에 이 플랜트가 기저발전 보다는 첨두발전 쪽이나 태양열/광발전, 풍력발전 등 다른 신재생에너지 자원처럼 독립된 전력 시스템으로 운영될 것이라 생각하고 이렇게 운영될 때는 발전소의 부하률의 변화가 심할 수 있다는 가정하에 플랜트의 부하률에 따른 석탄의 합성가스, 연료가스 전환량 및 전환효율 및 발전량 및 발전효율을 전산모사를 통해 예측해보았다.

• Journal of Digital Policy
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• v.1 no.2
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• pp.47-52
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• 2022

The absolute dependence on GPS signals for positioning, unstable flight, and short flight time due to battery limitations are the major problems to extend the practical use of drones in the industry. In particular, the short flight time of about 20 minutes is a big issue to the use of drones, and to overcome this, the liquid hydrogen powered drone is being actively developed. However, the revision of the current regulation and certification system for liquid hydrogen powered drone has not been completed yet, making it difficult to test, certify, and commercialize the hydrogen powered drone, which eventually becomes a problem in pre-occupying the increasing drone market. In this paper, we analyze the development trends of hydrogen powered drone and provide the current issues on regulations and certification systems for hydrogen powered drone.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.6
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• pp.604-610
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• 2007

Characteristics of steam gasification and combustion of naphtha tar pitch, which is the bottom product of naphtha cracking process, were investigated by using the thermo gravimetric analyzer to develop the technology for obtaining syngas by using the naphtha tar pitch as a carbon source. Friedman's and Ozawa-Flynn-Wall method were used to calculate activation energy, reaction order and frequency factor of reaction rate constant for both of steam gasification and combustion. The activation energy of combustion of naphtha tar pitch based on the fractional conversion by Friedman's method was in the range of 41.58 ~ 68.14 kJ/g-mol when the fractional conversion level was in the range of 0.2~0.6, but 183.07~191.17 kJ/g-mol when the conversion level was 0.9~1.0, respectively. In case of steam gasification of naphtha tar pitch, the activation energy was in the range of 31.87~44.87 kJ/g-mol in the relatively lower conversion level (0.2~0.6), but 70.63~87.79 kJ/g-mol in the relatively higher conversion level (0.8~0.95), respectively. Those results exhibited that the steam gasification as well as combustion would occur by means of two steps such as devolitilization followed by combustion or gasification.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.137.2-137.2
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• 2011

본 연구는 바이오에너지 분야의 성장을 혁신 시스템 관점에서 이해할 필요성을 논하고, 시스템 관점에서의 이론적 분석 틀을 제공하고자 한다. 신재생에너지 보급에 의한 지역 및 국가 에너지 시스템 전환을 기술 혁신의 과정으로 이해할 때 혁신 시스템 관점은 기술 개발로부터 선별 및 확산에 이르기까지 관계되는 다양한 주체와 이들 간의 네트워크, 제도 관계를 통합적으로 바라보도록 한다. 특히 혁신 시스템에 대한 동학적 접근은 시스템의 변화에 초점을 맞추어 변화의 동인을 파악하는데 '시스템 기능'이라는 개념을 사용하면 복잡한 바이오에너지 성장 과정에 대한 시기별 접근과 기술 사례별 비교 분석이 용이해진다. 본 연구는 혁신 시스템 관점과 관련된 다양한 개념 정리 및 바이오에너지 분야의 성장에 대한 기존 시스템 관점의 연구들을 검토하여 바이오에너지분야의 성공 및 실패 요인을 도출하고 우리나라 바이오에너지 분야에 적합한 시스템 분석틀을 제시한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.1-7
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• 2010

This experimental study suggests some alternatives for stable growth and environmental conservation, responding to the unstability of global energy market and the regulations to greenhouse gas reduction. It introduces the energy-chain approach optimizing the whole processes extending energy production, transfer, and exploitation. And the alternatives are covered from low-carbon & environment-friendly energy-specific innovation system, transformation of major industries to low-carbon & environment-friendly industries, upgrading of energy efficiency, procurement of energy sources to policy cluster.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.6
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• pp.871-877
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• 2018

Storing the surplus energy from renewable energy resource is one of the challenges related to intermittent and fluctuating nature of renewable energy electricity production. $CO_2$ methanation is well known reaction that as a renewable energy storage system. $CO_2$ methanation requires a catalyst to be active at relatively low temperatures ($250-500^{\circ}C$) and selectivity towards methane. In this study, the catalytic performance test was conducted using a pressurized bubbling fluidized bed reactor (Diameter: 0.025 m and Height: 0.35 m) with $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$ (Ni70%, and ${\gamma}-Al_2O_3$30%) catalyst. The range of the reaction conditions were $H_2/CO_2$ mole ratio range of 4.0-6.0, temperature of $300-420^{\circ}C$, pressure of 1-9 bar, and gas velocity ($U_0/U_{mf}$) of 1-5. As the $H_2/CO_2$ mole ratio, temperature and pressure increased, $CO_2$ conversion increases at the experimental temperature range. However, $CO_2$ conversion decreases with increasing gas velocity due to poor mixing characteristics in the fluidized bed. The maximum $CO_2$ conversion of 99.6% was obtained with the operating condition as follows; $H_2/CO_2$ ratio of 5, temperature of $400^{\circ}C$, pressure of 9 bar, and $U_0/U_{mf}$ of 1.4-3.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.779-783
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• 2007

본 연구에서는 가스화공정과 수성가스 전환공정, $CO_2$ 분리공정, 메탄화 공정을 주요 구성으로 한 대체(또는 합성)천연가스(SNG, Substitute or Synthetic Natural Gas)제조공정을 대상으로 석탄, 석탄 촤, 바이오매스 등의 다양한 고체시료를 적용하였을 경우 각 시료의 가스화 반응을 통해 얻어진 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정 특성을 파악하고자 하였다. 석탄, 석탄 촤, 바이오매스를 적용한 SNG 공정해석 결과 가스화 공정, 수성가스 전환 공정, 메탄화 공정의 운전 용도가 각 800도, 450도, 300도이고, 수성가스 전환 공정 출구의 합성가스 $H_2$/CO ratio(mol basis)가 3인 조건에서 SNG/Feed ratio는 석탄, 석탄 촤, 바이오매스가 각각 0.35, 0.34, 0.08로 나타났고. SNG Efficiency(%) 는석탄, 석탄 촤 바이오매스에 대해서 각각 61.2%. 48.2%, 17.5%로 나타났다. 또한, 석탄 촤를 대상으로 가스화 공정에서의 산화제 투입 조건 및 스팀 투입조건의 변화에 따른 합성가스 발생 특성을 살펴보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.73.2-73.2
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• 2011

합성천연가스(SNG: Synthetic Natural Gas)를 얻기 위해, 석탄 가스화로부터 얻은 합성가스는 일반적으로 수소와 일산화탄소의 비가 3.0($H_2$/CO)이 되도록 수성가스전환(WGS)반응을 거친 후 메탄화반응기로 유입되며, 가능하면 낮은 온도에서 메탄 전환율이 높은 메탄화 반응의 특성상 강한 발열반응이 수반되므로 이를 낮추는 것이 중요하다. 또한, 최종생성물내의 메탄 농도를 높이기 위해 WGS 이후 탈황과 동시에 이산화탄소를 제거하기 위한 공정이 요구된다. 본 연구에서는 정제된 합성가스의 WGS와 이산화탄소 제거가 생략된 공정을 개발하기 위해, 상업용 촉매에 대하여 수소의 농도가 낮은 합성가스를 이용하여 스팀과 이산화탄소에 대한 메탄화반응 특성을 평가하였다. 또한, 이산화탄소의 존재여부에 따라 스팀으로 메탄화반응과 WGS가 동시에 일어날 수 있는 최적의 운전조건을 얻고자 하였다.