• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.11
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• pp.1177-1184
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• 2011

Gas-to-Solid (GTS) technology is composed of three stages: hydrate production, transportation, and regasification. For efficient operation of regasification plants, it is crucial to predict the temperature and flow rate of hot water necessary to dissociate the hydrate pellets. Dissociated gas escaping from the pellet surface, when in contact with hot water, will alter the flow field and consequently alter the heat transfer rate. Methane hydrate pellet dissociation characteristics in low- to moderatetemperature water were investigated by taking images of the changes in the hydrate pellets' shapes in a pressurized reactor and measuring the total time required for complete melting of the pellets. The effects of water temperature, hydrate conversion rate, and flow speed on the dissociation completion time were also investigated. Bubbling gas released from the pellet surface induced a secondary flow that enhanced the heat transfer rate and thus decreased the dissociation time. It was also found that a considerable flow rate was needed to significantly decrease the dissociation time.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.251-256
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• 2006

LNG 냉열 활용에 대한 관심은 유가의 고공행진과 더불어 고조되고 있다. 본 연구는 생산기지 내에서 LNG 냉열의 이용현황 및 활용 가능량에 대한 분석을 토대로 LNG를 사용하는 6대 냉열사업에 대한 타당성 연구를 수행하였다 하절기 생산기지 내에서 냉열의 활용 가능량은 전체 냉열량의 30%로 LNG kg당 약 60kcal 정도로 매우 적다. 또한 생산기지 내에서 천연가스 송출량이 시간대별로 크게 차이가 발생되기 때문에 실질적으로 활용 가능한 양은 이것보다 적은 것으로 나타났다. 6대 냉열사업은 공기액화분리, 냉열발전, 저온분쇄, 액화탄산 및 드라이아이스, 냉동 및 냉장창고, 지역냉방사업이고, 사업화 가능성에 대한 타당성 연구를 수행하였다. 본 결과 전체 냉열사업의 투자비 회수기간이 15년 이상 상회하는 것으로 나타났다. 현시점에서 냉열사업 자체의 외국기술 의존도 때문에 막대한 초기투자비가 필요하고, 생산품의 부가가치가 낮으며 기존 시장에서 경쟁력을 확보하기가 어려운 것으로 평가되었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.1
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• pp.111-114
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• 2010

In the attrition reactor for the American Society for Testing and Materials (ASTM) D5757-95, the attrition characteristics of catalysts for water gas shift reaction were investigated. The effects of attrition characteristics of low temperature shift catalysts (LTS) and high temperature shift catalysts (HTS) on fluidization phenomena and average particle size were investigated and compared with the attrition characteristics of sand particles. The particle size of catalysts was decreased and particle size distribution in attrition tube was changed due to the effect of gas injection. About 40~50 wt% samples of original catalyst particles were entrained and lost. The amount of fly ash of LTS catalyst was less than that of HTS. Also, the weight of entrained particles which had original particle size of $212{\sim}300{\mu}m$ was lower than any other cases.

• Journal of Energy Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.8-18
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• 1996

As a part of comprehensive IGCC process simulation, the thermal performance analysis was performed for coal gas firing combined power plant. The combined cycle analyzed consisted of il Texaco gasifier and a low temperature gas cleanup system for the gasification block and a GE 7FA gas turbine, a HRSG and steam turbine for the power block. A steady state simulator called ASPEN(Advanced System for Process Engineering) code was used to simulate IGCC processes. Composed IGCC configuration included air integration between ASU and gas turbine and steam integration between gasifier, gas clean up and steam turbine. The results showed 20% increase in terms of gas turbine power output(MWe) comparing with natural gas case based on same heat input. The results were compared with other study results which Bechtel Canada Inc. performed for Nova Scotia power plant in 1991 and the consistency was identified within two studies. As a result, the analysing method used in this study is verified as a sound tool for commercial IGCC process evaluation.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.2 no.3
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• pp.78-87
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• 1998

The mechanical properties, heat treatment and the history for the development of Ni-bearing ferritic steels for the application at low temperatures are reviewed. Ni-bearing ferritic steels are classified into $2-3\%$ Ni steels, $5.5\%$ Ni steel, $9\%$ Ni steel and $13\%$ Ni steel., of which $9\%$ Ni steels are most widely used for the large LNG storage tanks owing to their encellent fracture toughness up to $-196^{\circ}C$. The effect of retained austenite on the tensile properties and toughness was precisely discussed. As the size of LNG storage tank increases, thicker plates are needed. Thus, the recent efforts for the improvement of low temperature toughness and homogeneity are also introduced.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.24 no.1
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• pp.85-92
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• 2010

In this study, odorous compounds emitted from various wastewater treatment were treated with using the non-thermal plasma reaction, and the effluent gas from the plasma reactor was introduced to a waste sludge reactor to achieve simultaneous sludge reduction. Hydrogen sulfide, the model odorous compound, was removed at 70% using the plasma reaction, and greater than 99% removal efficiency was observed when treated by the sludge reactor. In addition, the sludge reactor showed a high efficiency of ozone removal. As ozone reacted with sludge, oxidation with organic matters took place, and total COD decreased by 50~60% and soluble COD increased gradually. As a result, the integrated process consisting of the non-thermal plasma and the sludge reactor can be successfully applied for the simultaneous treatment of malodorous gas and waste sludge.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.8 no.3 s.24
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• pp.52-56
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• 2004

Pd catalyst have been used in hydrogenation, oxidation, and low temperature combustion reaction. Recently, it is candidated as a possible reagents in the partial oxidation of methanol reformers of the fuel cell. Pd catalysts, even though it is very precious and expensive, catalytic functioning is good, but it still need to be improved in the matter of durability and low catalytic activity after calcination. In this study, we synthesize the improved Pd catalyst and study their chemical functioning.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 1997.09a
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• pp.260-265
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• 1997

Analysis of trace impurities in the bulk .gas has been very important with the development of semi-conductor related industry. In the paper, we reported the analysis of the trace impurites of carbon monoxide and methane in the bulk helium and hydrogen by the GC-TCD with a cold nitrogen trap. We compared these results by the paraallel analysis. All data showed a good correspondence, showing reliable statistical error ranges.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.71.1-71.1
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• 2013

메탄가스와 이산화탄소는 지구온난화 가스이기 때문에 배출규제가 점차 강화될 것으로 전망되고 있다. 또한 이들 가스는 매립지 또는 바이오 공정을 통해 발생되는 가스이기 때문에 단순히 배출을 억제하는 데 그치지 않고 보다 적극적으로 활용해야할 필요성이 있다. 현재 메탄과 이산화탄소를 동시에 활용하는 기술로는 촉매공정을 통해 메탄과 이산화탄소를 수소와 일산화탄소로 전환하는 방법이 대표적이나, 본 공정은 $800{\sim}900^{\circ}C$의 고온조건을 필요로 하고 고압조건에서 다량으로 생성되는 탄소에 의한 촉매 활성도의 저하문제로 인해 해당 기술의 실제 보급에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 플라즈마를 활용한 메탄가스 개질(reforming) 기술은 고온 플라즈마인 경우 60~70년 전부터 상용화 사례가 있으며, 저온 플라즈마의 경우는 약 10여 년 전부터 개질반응의 공정온도를 낮추려는 연구를 중심으로 기초연구가 수행되어왔다. 이들 플라즈마를 활용한 메탄개질 기술은 메탄의 직접분해, 부분산화, 수증기 개질 및 건식개질 등으로 분류되는 데, 최근 지구온난화가스인 이산화탄소의 처리에 대한 관심이 높아지면서 이산화탄소를 활용하는 건식개질 기술에 대한 관심이 높아지고 있는 상황이다. 현재 플라즈마 건식개질기술에서 주된 이슈는 높은 전력비용이고, 이를 낮추기 위해 촉매를 활용하거나 플라즈마 발생을 최적화하려는 연구가 진행되고 있다. 본 발표에서는 플라즈마를 활용한 건식개질 기술의 장단점, 실용화 가능성 및 향후의 과제를 다루고 있으며, 이를 위해 기계연구원에서의 연구결과 및 국내외 연구실의 결과를 살펴보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.224.2-224.2
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• 2010

연료개질기는 연료전지 시스템의 핵심 구성요소 중의 하나로 도시가스로부터 수소를 생산하는 역할을 담당한다. 연료개질기는 주로 탈황, 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 반응의 4단계로 구성되어 있으며 이 중 상온 탈황부분을 제외한 나머지 부분은 일체화 설계를 통해 제작된다. 탈황의 경우 도시가스에 포함된 부취제인 황화합물를 제거하여 후단에 위치한 촉매층이 황에 의해 피독되는 것을 막는 역할을 하며 주로 상온흡착식 탈황제를 사용한다. 황이 제거된 도시가스는 물과 함께 연료개질기로 도입되어 수증기 개질반응을 통하여 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 소량의 메탄과 미반응 수증기로 구성된 개질가스로 전환된다. 이후의 수성가스 전이반응에서는 일산화탄소가 물과 반응하여 수소 생산량을 늘리며 동시에 일산화탄소의 농도를 낮추게 된다. 또한 고분자 전해질 연료전지에 공급되는 개질가스는 선택적 산화반응을 통하여 일산화탄소의 농도를 10ppm이하로 유지하게 된다. 이러한 기능의 연료개질기 개발의 주요 이슈로는 컴팩트화 및 고효율화이며 이 두가지 요소를 고려하여 연료개질기를 설계하여야 한다. 연료전지 시스템의 전체부피를 줄이기 위한 노력의 일환으로 연료개질기의 컴팩트화가 요구되는데 가정용 연료전지 기술 선진국인 일본 제품의 경우 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 부피는 20L정도로 알려져 있다. 또한 연료전지 시스템의 효율은 연료개질기의 개질효율과 연료전지 스택의 발전효율의 곱으로 계산되기 때문에 연료개질기의 연료개질 효율은 전체 시스템의 효율에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 한국에너지기술연구원에서는 수소생산량 기준 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 개발을 완료하였으며 크기 및 효율면에서 선진국 제품과 비교하여 동등 또는 우위의 수준을 달성하였다. 연료개질기 내부의 혼합 및 분배 구조를 개선하고 각 촉매층의 최적 배치를 통해 연료개질기의 부피를 최소화 하였으며 연료개질기 내부에서 고온부위와 저온부위 사이의 최적 열교환을 통해 열효율을 극대화 시켰다. 현재 개발된 $1Nm^3/h$급 개질기의 단열 후 부피는 13.5L 그리고 단독운전 시 열효율은 80%(LHV)로 측정되었다. 또한 $1Nm^3/h$급의 연료개질기의 스케일-업 설계를 통하여 수소생산량 3, $5Nm^3/h$ 규모의 연료개질기를 개발하였으며 성능평가가 진행 중이다.