• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.780-787
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• 2019

본 연구에서는 국내외 저탄소 녹색성장을 위한 대안으로서 수소에너지와 그 이용 기술에 대한 관심이 높아지는 추세에 발맞춰 무탄소 연료인 수소를 LNG 의 주성분인 메탄, 메탄-프로판, 메탄-프로판-에탄 동축류 확산화염 내에 첨가하여 화염형상 및 연소생성물에 미치는 영향을 확인하였다. 상온상압 조건의 확산화염에 수소를 단계적으로 첨가하여 실제 생성되는 연소생성물의 변화 추이를 가스 분석기를 이용하여 실험적으로 관찰하였고 확산화염의 형상은 디지털카메라를 이용하여 단계적으로 관찰 하였다. 실험결과에서 확산화염에 수소를 첨가함에 따라 질소산화물의 생성량이 선형에 가깝게 증가하는 경향을 보였다. 이것은 수소의 상대적으로 높은 단열화염온도와 빠른 연소속도가 Thermal NOx의 생성을 촉진했기 때문이다. 반면 이산화탄소의 생성량은 감소하는 경향이 나타났는데 수소를 첨가함에 따라 메탄, 메탄-프로판, 메탄-에탄-프로판의 혼합 확산화염에 포함되어있는 전체 탄소비율이 줄어들어 이산화탄소의 생성량이 감소한 것이다. 이는 선박에서 LNG-수소의 혼합 연료사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소를 저감할 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다는 것을 의미한다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.382-388
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• 1997

본 연구는 펄스 반응기 및 고정층 연속반응기를 사용하여 ${\gamma}$-알루미나에 담지된 니켈촉매상에서 이산화탄소에 의한 프로판의 개질반응 특성을 고찰한 것이다 Ni/${\gamma}$-$A1_2O_3$촉매가 NiO/${\gamma}$-$A1_2O_3$촉매보다 $CO_2$의 해리능력과 프로판의 개질 능력이 우수한 것으로 나타났다. 프로판과 $CO_2$의 혼합물에 산소를 추가한 결과 프로판의 전환율이 증가하였고 표면의 탄소침적도 감소함을 알 수 있었다. Ni/${\gamma}$-$A1_2O_3$와 $Ga_2O_3$의 기계적 혼합 촉매는 Ni/${\gamma}$-$A1_2O_3$자체보다 촉매의 활성이 오래 유지되었고 두 상의 협동에 의한 상승효과(synergistic effect)가 관찰되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.545-548
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• 2009

최근 천연가스 개발의 중요성이 대두되면서 심해저 퇴적층에 존재하고 있는 천연가스 하이드레이트 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 심해저 퇴적층에 부존하는 가스 하이드레이트 조건과 유사하게 하기위해 3 wt% 농도의 염수를 다공성 실리카 젤 기공에 넣어 사용하였다. 기공의 직경에 따른 영향을 알아보기 위해 기공 직경이 각각 6.0, 15.0, 30.0 nm인 실리카 젤을 사용하여, 천연가스 주성분인 에탄, 프로판, 메탄+프로판 하이드레이트의 3상 (H-Lw-V) 평형을 측정하였다. 그 결과 기공의 크기가 작아질수록 각각의 벌크 상태의 에탄, 프로판, 메탄+프로판 하이드레이트에 비해 하이드레이트의 평형조건이 온도는 낮아지고 압력이 높아지는 저해효과가 커짐을 알 수 있었다. 실험값으로 부터 기공 내의 물과 하이드레이트상 사이의 계면장력 값을 Gibbs-Thomson식에 의해 구할 수 있으며, 열역학 계산을 통하여 실험값과 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 심해저 천연가스 개발, 이산화탄소 심해저장 등의 가스 하이드레이트 응용 연구에 유용한 기초 자료가 될 것이다.

• 설비공학논문집
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• 제18권1호
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• pp.47-54
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• 2006

[ $CO_2$ ] and propane mixtures were chosen as promising alternative refrigerants and their performance potentials were evaluated experimentally in an air-conditioning system. Pure $CO_2$ and 85/15, 75/25 and 60/40 binary blends by the charged mass percentage of $CO_2/propane$ were selected as working fluids. The effect of the inlet temperature of the secondary fluids and degree of superheat on the cooling performance was tested and discussed. The charging amounts of refrigerants were adjusted to make the system show the maximum COP. Comparisons among different refrigerants were carried out on the same compressor speed basis for a given operating condition. In addition, the temperature gliding effect of zeotropic mixtures on the system performance were analyzed based on the drop-in test results.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.182-185
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• 2008

최근 새로운 천연가스 수송/저장법으로 가스 하이드레이트 형성법이 주목받고 있다.본 연구에서는 천연가스의 저장 매체로 다공성 매질인 실리카 젤을 사용하였다. 다공성 실리카 젤을 사용할 경우 물과 기체의 접촉면적을 극대화 시킬 수 있어 가스하이드레이로의 전환율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 천연가스 주성분인 에탄과 프로판 기체를 사용하였으며, 기공의 직경이 각각 6.0 nm, 15.0 nm, 30.0 nm, 100.0 nm의 다공성 실리카 젤을 사용하였다. 에탄은 270 $\sim$ 285 K의 온도범위와 9 $\sim$ 25 bar의 압력범위, 프로판은 260 $\sim$ 280 K의 온도범위와 1.8 $\sim$ 2.8 bar의 압력범위에서 기공 크기의 분포를 고려하여 하이드레이트(H)-물($L_W$)-기상(V)의 3상 평형점을 측정하였다. 측정 결과 기공의 크기가 작아질수록 각각의 벌크 상태의 에탄 및 프로판 하이드레이트에 비해 하이드레이트의 평형조건이 온도는 낮아지고 압력이 높아지는 저해효과가 커짐을 알 수 있었다. 천연가스 수송/저장으로서 응용을 고려할 경우 저해효과가 적은 100.0 nm이상의 다공성 실리카 젤을 사용하는 것이 적절할 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻어진 결과는 천연가스 수송/저장뿐만 아니라 심해저 천연가스 개발, 이산화탄소 심해저장 등의 가스 하이드레이트 용용 연구에도 유용한 기초 자료가 될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.323-328
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• 2006

본 논문의 목적은 부채꼴방전(GlidArc) 플라즈마 개질을 이용하여 프로판으로부터 카본블랙의 형성이 없는 합성가스 생산을 위한 개질특성과 최적 운전조건을 연구하였다. 또한 수소 생산 및 프로판 전환율을 항상시키기 위해 반응기 내의 촉매반응 영역에 13 wt%의 니켈촉매를 충진하여 수증기 몰 비, 이산화탄소 몰 비, 입력 전력, 주입 유량 변화의 변수별 연구를 수행하였다. 그 결과, 수증기 몰 비, 이산화탄소 몰 비, 입력 전력, 주입 유량이 각각 1.86, 0.48, 1.37 kW, 14 L/min일 때 프로판 전환율이 62.6%로 최적이었다. 위의 조건에서 합성가스의 건가스 기준에 농도는 $H_2\;44.4%,\;CO\;18.2%,\;CH_4\;11.2%,\;C_2H_2\;2.0%,\;C_3H_6\;1.6%,\;C_2H_4\;0.6%,\;C_3H_4$ 0.4%이며, 이산화탄소 전환율은 29.2%, 합성가스 내의 $H_2/CO$ 농도 비는 2.4이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권4호
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• pp.290-299
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• 2008

Evaporation heat transfer characteristics of $CO_2$/propane mixtures in horizontal smooth and micro-fin tubes have been investigated by experiment. The experiments were carried out for several test conditions of mass fluxes, heat fluxes, compositions of $CO_2$/propane refrigerant mixtures and tube geometries. Direct heating method was used for supplying heat to the refrigerant where the test tube was uniformly heated by electric current which was applied to the tube wall. Heat transfer coefficient data during evaporation process of $CO_2$/propane mixtures were measured for 5 m long smooth and micro-fin tubes with outer diameters of 5 mm, respectively. The tests were conducted at mass fluxes of 318 to 997 $kg/m^2s$, heat fluxes of 6 to 20 $kW/m^2$ and for several mixture compositions (100/0, 75/25, 50/50, 25/75, 100/0 by wt% of $CO_2$/propane). The differences of heat transfer characteristics between smooth and micro-fin tubes for various compositions of $CO_2$/propane refrigerant mixtures and the effect of mass flux, and heat flux on enhancement factor (EF) and penalty factor (PF) were presented.

• 설비공학논문집
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• 제21권4호
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• pp.243-251
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• 2009

Refrigerant mixtures provide an opportunity to adjust their properties to fit design criteria and a possibility to create new blends that can improve heat transfer characteristics. Therefore, mixture of $CO_2$ and propane is chosen which may be a promising refrigerant and has good environmental compatibility. This paper presents measured heat transfer coefficient data during evaporation process of $CO_2$/propane mixtures flowing upward in vertical smooth and. micro-fin tubes. Smooth and micro-fin tubes with outer diameters of 5 mm and length of 1.44in were selected as test tubes. The tests were conducted at mass fluxes of 212 to $656kg/m^{2}s$, inlet temperatures of -10 to $30^{\circ}C$, heat fluxes of 15 to $60\;kW/m^2$ and for several compositions (75/25, 50/50, 25/75 wt%). Among $CO_2$/propane refrigerant mixtures, the heat transfer characteristics are much better than that of any compositions when the composition is 75/25 (wt%).

• 설비공학논문집
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• 제18권11호
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• pp.851-858
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• 2006

[ $CO_2$ ] and propane mixtures, which are environmentally benign, nontoxic, low in price, and compatible with materials and lubricants, were considered as promising alternative refrigerants. A fully instrumented air-conditioning system was developed for a precise performance evaluation of pure $CO_2$ and $CO_2/propane$ mixtures. In this paper, the effect of the charging amount and circulation concentration on the cooling performance of the system using $CO_2$ and propane mixtures was tested and discussed. Pure $CO_2$ and 85/15, 75/25 and 60/40 binary blends by the charged mass percentage of $CO_2/propane$ were selected as working fluids. An optimum charging amount was proposed as a parameter instead of the degree of subcooling, which can not be well defined in the transcritical cycle, to properly compare the performance between the transcritical and subcritical cycles.

• 설비공학논문집
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• 제18권11호
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• pp.859-866
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• 2006

This paper presents the vapor-liquid equilibrium (VLE) data measured for carbon dioxide and propane mixtures. Their mixtures were considered as promising alternative refrigerants due to good thermophysical properties and negligible environmental impact. The isothermal VLE data were measured at eight temperatures ranging from 253.15 to 323.15 K in the circulation type equipment with a view cell. The binary system was found to be a zeotropic mixture in the tested temperature range and could be correlated with sufficient accuracy by using the Peng-Robinson equation of state (PR EoS) with the van der Waals one fluid mixing rule. A comparison with published experimental VLE data has been carried out by means of the PR equation of state. In addition, the phase behaviors of carbon dioxide and propane mixtures were analyzed based on the measured VLE data.