• 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 $N_2$와 $CO_2$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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.200-203
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• 2009

Ultrasonic techniques have the advantage of determining the burning rates with wide range of pressure in only a single test. However, ultrasonic techniques have a drawback, which is that they are using high frequency transducers and it is easily affected by noise. Therefore, ultrasonic measurement method needs noise reduction algorithm to improve or grantee accuracy of burning rate measurements of solid propellants using ultrasound. Thus, in the present study, we propose a noise reduction method of measured ultrasonic signals by applying wavelet shrinkage.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.94-98
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• 2017

Research for developing 9 tonf-class staged combustion cycle engine which is high performance upper stage engine has been conducted. Technical demonstration model of the staged combustion cycle engine was installed in combustion test facility of Naro space center. Combustion tests of Power-pack which consists of pre-burner and turbopump without main combustion chamber and combustion tests of engine have been conducted. The vacuuming process of hydraulic lines is introduced and the characteristics of turbopump and hydraulic lines of engine combustion test are described in this paper.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.698-698
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• 2009

화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.884-887
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• 2009

최근에 경기악화에 따른 석유수요 감소로 우리가 주로 수입하는 두바이유는 배럴당 56 달러선이지만, 유가가 배럴당 100~120 달러로 오를 경우, 원유 대체 및 신규 에너지원 확보를 위해 Bitumen, Oil Shale, 중질잔사유 등 고점도 액상연료를 이용하기 위한 기술개발이 활발히 진행될 것으로 예상된다. 그리고 이에 따라 연소효율이 떨어지는 고점도 저급연료를 이용하여 연소효율을 극대화시키기 위해 계면활성제를 이용하여 화학적으로 유화시키는 기술들이 개발되어 있다. 본 연구에서는 고점도 유체에 대해 계면활성제를 이용하지 않고 캐비테이션 방식을 이용하여 고점도 유체를 에멀젼화 하는 기술을 연구하였다. 에멀젼화 기술은 저급연료유에 물을 혼합하여 안정적으로 장기간 유수분리가 일어나지 않으며, 복합연료로서 반응로에서 연소시킴으로써 연소율을 개선시킬수 있는 기술인데, 발전소의 보일러, 선박, 소각로 등에 적용할 수 있으며 중질잔사유를 사용하는 가스화 발전에도 본 기술이 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Clean Technology
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• v.28 no.3
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• pp.238-248
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• 2022

The world is striving to transition to a carbon-neutral society. It is expected that using hydrogen instead of hydrocarbon fuel will contribute to this carbon neutrality. However, there is a need for combustion technology that controls the increased NOx emissions caused by hydrogen co-firing. Flameless combustion is one of the alternative technologies that resolves this problem. In this study, a numerical analysis was performed using the 1D opposed-flow diffusion flame model of Chemkin to analyze the characteristics of flameless combustion and the chemical reaction of methane-hydrogen fuel according to its hydrogen content and flue gas recirculation rate. In methane combustion, as the recirculation rate (K_v) increased, the temperature and heat release rate decreased due to an increase in inert gases. Also, increasing K_v from 2 to 3 achieved flameless combustion in which there was no endothermic region of heat release and the region of maximum heat release rate merged into one. In H₂ 100% at K_v 3, flameless combustion was achieved in terms of heat release, but it was difficult to determine whether flameless combustion was achieved in terms of flame structure. However, since the NOx formation of hydrogen flameless combustion was predicted to be similar to that of methane flameless combustion, complex considerations of flame structure, heat release, and NOx formation are needed to define hydrogen flameless combustion.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.96-96
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• 2003

우주발사체라 함은 지구상의 물체를 우주, 즉 지구의 중력이 영향을 미치지 못하는 대기권 밖으로 운반하는 수단을 말한다. 이를 위해 다양한 추진방식이 제안되었고 연구되고 있으나 현재까지 실용화 된 것은 화학연료를 연소시킴으로 인해 발생하는 추진력으로 지구 중력을 이겨내는 방식이다. 또한 발사체 구성에서 추진기관분야는 전체 성능을 좌우할 정도로 큰 비중을 차지하고 있다. 따라서 이에 대한 최적화 및 성능 검증은 필수적이다. 추진기관에 대한 성능 검증기법은 우주발사체 기술이 발달해 옴에 따라 해석적 방법, 비 연소 모사시험 등 다양하게 제시되고 있으나, 우주발사체용 추진기관의 연소현상을 예측 및 모사하는 것이 쉽지 않고 구축된 데이터가 적기 때문에 발사체 개발 단계의 최종 검증 차원에서 연소시험을 실시하는 것이 일반적이다. 한국 최초의 우주발사체라 평가되고 있는 KSR-III 로켓의 경우에도 다양한 해석기법과 모사시험을 통해서 성능 예측을 하였으나, 역시 최종 성능 검증을 위해 10여회의 연소시험을 실시하였다. 본 논문을 통해 저자는 KSR-III 개발과정에서 수행된 10회의 연소시험의 수행 과정과 결과를 기술, 정리 및 평가하여 향후 진행될 우주발사체 개발 사업의 기초로 삼고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.21-22
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• 2006

디젤엔진에서 배출되는 배기가스 중의 주요 오염물질 중의 하나인 NOx(질소산화물)는 대부분 고온의 연소 과정에서 발생하고, 발생량은 연소온도에 따라 결정되는 것으로 알려져 있다. 또한 연료의 연소 중에 물이 첨가되면 연소공기의 비열 증가에 의하여 연소온도가 감소하여 NOx 발생량이 급격하게 감소하게 되는데, 연소실에 물을 첨가하는 방법으로는 유화연료, 직접물분사, 흡기가습 등이 있다. 이중 흡기가습은 구조가 간단하면서 NOx 저감효율이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 본 연구는 당사 고유모델 중형엔진인 힘센엔진에 흡기가습 기술을 적용하여 연소성능 및 NOx 저감효과 등을 시험하고, 흡기가습 시스템의 상용화 모델 개발을 위한 기초 데이터를 확보하기 위해 수행되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.15-18
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• 2009

Technology demonstration for the development of a 75-tonf liquid rocket engine(LRE) thrust chamber for a space launch vehicle has been started on the basis of the previously acquired 30-tonf LRE technologies. For this purpose, a technology demonstration plan was established upon considering the currently available firing test facility in Korea and performance evaluation firing tests were performed on technology demonstration model thrust chambers under a restricted test condition. This paper describes the plan and current status of technology demonstration for a 75-tonf LRE thrust chamber.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.3
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• pp.11-18
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• 2023

This study explained the need for ammonia fuel and the value chain as a hydrogen carrier. The basic concept of ammonia combustion characteristics and the development of flame stability and low NOx combustion technology were introduced. In addition, through the trend of ammonia combustion technology, the characteristics of ammonia combustion technology in the power generation and industrial sectors were examined, and the author's opinions were included. Through this paper, the author intends to give some overview of basic knowledge about ammonia fuel and its future development direction and meaning.