• 제목/요약/키워드: 이산화탄소 누출

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상호 연결된 유동층 매체 순환식 연소로의 수력학적 특성 (Hydrodynamic Properties of Interconnected Fluidized Bed Chemical-Looping Combustors)

  • 손성열;고강석;김상돈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권2호
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    • pp.185-192
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    • 2010
  • 매체 순환식 연소는 연소 공정 자체에서 질소 산화물 생성이나 부가적인 에너지 소비 없이 이산화탄소 분리가 이루어지는 신공정이다. 이 공정은 금속 산화물 입자가 두 개의 반응기를 순환하며 산화와 환원을 거치는 과정으로 구성되어 있다. 이 연구에서는 bentonite에 담지된 산화철 산소 공여 입자의 반응 속도 식을 shrinking core 모델을 통하여 수립하였다. 반응성 결과를 바탕으로 반응기 설계 기준인 고체 순환량과 입자 충전량을 도출하였다. 매체 순환식 연소 공정의 적용을 위하여 두 가지 형태의 연결된 유동층 즉, 상승관과 기포 유동층이 각각 한 개씩인 형태, 상승관 한 개와 기포 유동층이 두 개로 구성된 형태로 시스템을 설계하였다. 고체 순환량은 loop-seal을 통하여 $30kg/m^2s$ 정도까지 변화시켰다. 고체 순환량은 loop-seal의 기체 주입량이 증가할수록 증가하였으며 보조 기체를 주입하면 그 양이 더 증대되었다. 고체 순환량이 증가함에 따라 상승관 내부의 고체량은 증가하였다. 상승관으로부터 다른 반응기로의 기체 누출량은 1% 미만의 수준이었다.

지중저장 이산화탄소의 잠재적 누출 모사에 따른 옥수수 초기 반응 및 생장 연구 (Corn Growth and Development influenced by Potential CO2 Leakage from Carbon Capture and Storage (CCS) Site)

  • 김유진;첸쉔린;허웬메이;유가영
    • 한국기후변화학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.257-264
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    • 2017
  • Carbon capture and storage (CCS) technology has been suggested as an ultimate strategy for mitigating climate change. However, potential leakage of $CO_2$ from the CCS facilities could lead to serious damage to environment. Plants can be a bio-indicator for $CO_2$ leakage as a cost-effective way, although plants' responses vary with plant species. In this study, a greenhouse experiment was conducted to investigate the relation between the $CO_2$ tolerance of corn species and the initial physiological responses to the elevated soil $CO_2$ concentration. Treatment groups included CI (99.99% $CO_2$ gas injection) and BI (no gas injection). Mean soil $CO_2$ concentration for the CI treatment was 19.5~39.4%, and mean $O_2$ concentration was 6.6~18.4%. The soil gas concentrations in the BI treatment were at the ambient levels. In the CI treatment, chlorophyll content was not decreased until the $13^{th}$ day of the $CO_2$ injection. On the $15^{th}$ day, leaf starch content and stomatal conductance were increased by 89% and 25% in the CI treatment compared to the BI treatment, respectively. This might be due to the compensatory reaction of corn to avoid high soil $CO_2$ stress. However, the prolonged $CO_2$ injection decreased chlorophyll content after 13 days. After $CO_2$ injection, plant biomass was reduced by 25% in the CI treatment compared to the BI treatment. Due to the inhibited root growth, leaf phosphorous and potassium contents were decreased by 54% on average in the CI treatment. This study indicates that corn has a high tolerance to soil $CO_2$ concentration of 30% for 2 weeks by its compensatory reactions such as an maintenance of chlorophyll content and an increase in stomatal conductance.

메탄의 생지화학적 거동과 한국 연안해역 저(빈)산소 층 발달에 따른 메탄 생성 (Biogeochemistry of Methane in Water and Sediment: Methane Generation in Coastal Areas with Bottom Water Hypoxia)

  • 정동주
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제28권3호
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    • pp.95-120
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    • 2023
  • 메탄은 아주 중요한 온실기체로, 최근 20년간 같은 양의 이산화탄소에 비해 약 85배 높은 온실효과를 갖고 있다. 천연가스 사용 증가와 온난화에 따른 빙권의 해동으로 대기 중 메탄 농도는 빠르게 상승하고 있다. 또한, 현재 진행 중인 해수 온도 상승으로 가스-하이드레이트(얼음-기체 복합체) 붕괴가 전 지구적으로 발생할 것으로 예상되고, 궁극적으로 막대한 양의 메탄이 해수 및 대기로 누출될 것으로 예상된다. 또한, 연안 해양 저산소층 또한 온실기체 생성 대기로 유출시킬 수 있다. 특히, 현재 진행 중인 지구 온난화와 연안 해역 부영양화로 인해, 해저 저산소층은 전 세계적으로 그 크기와 기간이 급격히 늘어나고 있다. 이러한 해저 저산소층은, 산화-환원 대를 퇴적 표층 얕은 지역 또는 해수 내로 이동시켜, 메탄의 대기 용출을 용이하게 하고 궁국적으로 지구 온난화를 가중시킬 수 있다. 하지만, 해저 저산소층과 메탄 발생을 포함한, 메탄 연구는 한국뿐만 아니라, 전 세계적으로 아주 미미한 수준이다. 따라서, 이 리뷰논문은 자연환경 내 메탄의 복잡한 상호작용 이해를 통해, 연안 해저 저산소층 발달과 메탄의 관계를 파악, 나아가 한국 내 메탄 연구 활성화에 기여하는데 목적이 있다.

심부 시추코어 실험실 분석자료와 탄성파 탐사자료 통합 분석을 통한 대한해협 천부 퇴적층 임피던스 도출 (P-Impedance Inversion in the Shallow Sediment of the Korea Strait by Integrating Core Laboratory Data and the Seismic Section)

  • 정순홍;이광수;손우현;김길영;유동근;최윤석
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제26권3호
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    • pp.138-149
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    • 2023
  • 해저지층의 지질특성을 파악하는 것은 지구과학 및 공학에서 중요한 과업으로 신뢰도 높은 탐사자료를 확보하는 경우 가능하다. 대한민국 남동해역 대한해협 천부 지층의 특성을 파악하기 위하여 심부 시추 지층물성 실험실 분석자료와 탄성파 탐사자료를 확보하였고, 이를 통합 분석하였다. 해저면 심도 200 m 하부까지 심부 시추코어를 회수하여 천부 지층 탄성파 음파속도 로그를 얻었고, 탄성파 단면과 대비하였다. 지층 음파속도 로그와 시간 영역 탄성파 자료는 시간-심도 변환을 수행하여 상관성이 15%에서 45%로 증가하였다. 탄성파 임피던스 초기모형을 설정하고 모형기반, 대역제한 및 산재쐐기 역산을 각각 수행하여 결과를 비교하였다. 도출된 탄성파 임피던스는 천부 지층 내부 퇴적층이 우세한 영역과 미고결 영역에서 변화되는 양상을 보였다. 본 연구에서 수행된 음파 임피던스 역산 기법은 향후 지층 물성분석 로그자료와 탄성파자료의 추가 확보 시 통합 분석을 위한 프레임워크로, 임피던스 분포 단면은 해저면 단층 규명과 천부가스 누출 탐지 등에 활용 가능하다. 국내 해양 심부 시추는 이산화탄소 저장 후보지 특성 파악과 자원 부존 평가 등을 목적으로 지속 추진되고 있으므로 통합 역산의 지구물리 분야 적용 가치가 높아질 것으로 기대된다.

인공호흡기 이탈시 비강내 CPAP 조기 사용 효과에 관한 연구 (A Study on the Effects of the Early Use of Nasal CPAP in the Weaning of Mechanical Ventilators)

  • 김영주;정변경;이상길
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권12호
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    • pp.1200-1206
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    • 2003
  • 목 적 : 중등도 신생아 호흡곤란 증후군 환아에서 인공호흡기 이탈시 low IMV, 기관내 CPAP, 기도 발관의 고전적 방법과 비침습적인 비강내 CPAP 조기 사용을 비교함으로써 비강내 CPAP의 활성화를 위해 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2001년 11월부터 2002년 6월까지 본원 출생아로서 중등도 신생아 호흡곤란 증후군으로 진단된 환아 중 폐 표면활성제를 투여한 뒤 인공호흡기 치료를 시행하고, 이탈시 비강내 CPAP으로 조기 전환한 환아 30례를 연구군으로 하고, 1999년 1월부터 2001년 9월까지 본원 출생아이며 중등도 호흡곤란 증후군으로 진단된 환아 중 폐 표면활성제를 투여하고 인공호흡기 치료를 시행한 뒤 low IMV, 기관내 CPAP의 과정으로 이탈한 환아 30례를 대상으로 하여 재태연령과 출생체중, 1분 및 5분 Apgar 점수, SMR 검사, 임상증상, 동맥혈 가스 분석, 인공호흡기 치료기간, 임상경과, 이탈 성공률, 이탈기간과 동반된 합병증등을 후향적으로 분석하였다. 결 과 : 1) 대상아의 특징 : 평균 재태연령은 연구군이 $28.3{\pm}1.6$주이고, 대조군이 $29.3{\pm}1.5$주였고, 평균 출생체중은 연구군이 $1,238.3{\pm}158.6gm$, 대조군이 $1,270{\pm}133.8gm$이었으며, 양 군에서 남아가 반수 이상이었으며, SMR은 양 군에서 약 양성으로 양 군간에 유의한 차이가 없었다. 신생아 호흡곤란 증후군은 양 군에서 중등도였다. 2) 양 군에서 동맥혈 가스 분석 및 호흡지표의 변화 : 인공호흡기 설정시 시행한 동맥혈 가스 분석상 pH, $PaO_2$는 연구군에서 각각 $7.3{\pm}0.1$, $39.7{\pm}3.4mmHg$, 대조군이 $7.3{\pm}0.1$, $39.3{\pm}3.9mmHg$였고, 평균 기도압은 연구군 $6.1{\pm}0.6cmH_2O$, 대조군이 $6.2{\pm}0.8cmH_2O$였으며, 산소화 지수는 연구군에서 $10.8{\pm}1.6$, 대조군에서 $11.8{\pm}1.9$를 나타내어 두 군에서 유의한 차이는 없었다. 환아가 안정화되었을 때 시행한 동맥혈 가스 검사에서 $PaCO_2$, $PaO_2$는 연구군에서 $37.4{\pm}4.6mmHg$, $88.8{\pm}5.9mmHg$였고, 대조군에서 $36.9{\pm}4.5mmHg$, $89.8{\pm}4.8mmHg$로 큰 차이가 없었다. 인공호흡기 이탈을 시도한 후 1시간과 12시간 뒤에 시행한 동맥혈 가스 검사에서 대조군의 $PaCO_2$는 각각 $41.4{\pm}4.0mmHg$$42.2{\pm}4.8mmHg$로 이산화탄소의 저류가 관찰되었으나 이탈을 성공한 뒤에는 $38.3{\pm}5.5mmHg$로 정상화되었다. 연구군에서는 이탈 전 기간동안 $PaCO_2$에 큰 변화가 없었다. 3) 양 군에서 임상경과 및 인공호흡기 치료기간 비교 : 연구군에서 30례 중 28례(93.3%)에서 이탈에 성공하였고, 나머지 2례는 반복되는 무호흡과 제반증상의 악화로 인공호흡기 치료로 전환되었다. 대조군에서는 30례 중 24례(80%)에서 이탈에 성공하였고 실패한 경우는 반복되는 심한 무호흡이 4례, 심한 호흡성산증이 2례 관찰되었다. 연구군에서 평균 인공호흡기 치료기간은 $2.5{\pm}2.2$일이며 비강내 CPAP으로 $1.4{\pm}0.6$일간 치료하였고, 대조군에서 인공호흡기 치료기간은 $2.9{\pm}3.3$일이었고 low IMV와 기관내 CPAP의 사용기간은 $1.5{\pm}0.8$일로 양 군에서 유의한 차이는 없었다. 4) 양 군에서 인공호흡기 이탈기간 동안 발생한 합병증의 비교 : 연구군에서 비강내 CPAP을 사용하여 이탈한 기간 동안 발생한 합병증은 공기누출 증후군 1례, 패혈증 1례, 비강과 구강의 미란이 2례가 있었으며, 비강내 CPAP의 고정의 문제가 2례에서 발생하였다. 또한 지속적 양압으로 인하여 1례에서 복부팽대 소견을 보였고, 2례에서 서혜부 탈장이 관찰되었으나 수술적 처지는 필요하지 않았다. 대조군에서는 공기누출 증후군 2례, 무기폐3례, 비강과 구강의 미란이 2례 있었으며, 기관 삽관으로 인한 문제로 자연적 발관이 1례, 기관내관 말단 위치가 기관분기부상방 0.2-2.0 cm 사이에 고정되지 않은 경우 2례, 점액으로 인한 기관내관이 막힌 경우가 2례 관찰되었다. 결 론 : 중등도 신생아 호흡곤란 증후군 환아에서 고전적인 low IMV, 기관내 CPAP의 과정을 거치지 않고 비강내 CPAP으로 전환하는 적극적인 인공호흡기 이탈이 가능하였고, 사용상의 어려움도 없었다. 따라서, 인공호흡기 이탈시 비침습적인 비강내 CPAP의 조기 사용을 시도해 볼 수 있을 것으로 사료된다.

국내 해양 CCS 사업의 HSE 관리 프레임워크 구축 전략 (Strategy for Development of HSE Management Framework for Offshore CCS Project in Korea)

  • 노현정;강관구;강성길;이종갑
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.26-36
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    • 2017
  • 지구온난화를 방지하기 위해 대량의 $CO_2$를 감축 시킬 수 있는 해양 CCS(Carbon dioxide Capture and Storage) 실증 및 상용화를 국내에서 준비 중이다. 해양 CCS 사업은 해양내 심부 퇴적층을 대상으로 대규모 $CO_2$를 수송, 주입, 저장하는 기술로써, 누출 등의 사고 발생 시 인명, 환경, 재산 등에 큰 피해를 야기할 잠재적 가능성을 가지고 있다. 따라서 해양 CCS 사업 안전성을 확보하기 위해서는 생애주기에 걸쳐서 유 가스 생산 해양플랜트에 준하는 엄격한 HSE(Health, Safety and Environment) 관리 방안이 요구된다. 하지만 국내에는 CCS 사업에 적용 가능한 HSE 법 또는 규정이 없을 뿐만 아니라 관련 연구도 미비한 상황이다. 이에 본 연구에서는 국외 해양플랜트 관련 HSE 관리 방법론, 해양 CCS HSE 관리 가이드라인 및 국외 사례를 분석하고, 이를 통하여 국내에서 해양 CCS를 추진시 HSE 관리 프레임워크 구축에 필요한 요구사항을 도출하였다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 범용적으로 활용되는 위험 관리방법론인 ISO 31000에 대한 분석을 수행하였다. 또한 해양플랜트 HSE 관리체계를 체계적으로 구축 운영 중인 노르웨이와 영국의 해양 CCS HSE 관리가이드라인 및 적용사례를 각각 분석하였다. 이를토대로 국내에서 해양 CCS 사업 추진시 HSE 관리 프레임워크 구축을 위해 우선적으로 수행해야할 사항으로 HSE Philosophy의 작성의 필요성을 피력하였고 생애주기 단계에 따른 HSE 관리 프로세스를 제안하였다. 본 논문에서 제안한 HSE 관리 프레임워크를 통해 국내 해양 CCS 실증 사업 추진시 기획 설계 단계부터 HSE 관리를 한다면 보다 안전하고 체계적인 사업을 이행할 수 있을 것으로 기대된다.