• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.108-115
• /
• 2017

VOCs는 인체에 치명적인 질환을 유발하는 물질로써 도장공정중 발생되는 양이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 일반적으로 소형 도장시설에서 발생되는 VOCs를 처리하는 방법으로 활성탄 흡착 또는 흡착 후 연소 및 촉매 산화법 등을 사용하고 있다. 하지만 활성탄 교체주기, 재생시설 및 재생주기 등을 예측하기 어려워 새로운 처리방법이 필요하다. 비이송식 플라즈마 시스템을 이용한 VOCs 제거방법은 일반 연소과정이 아닌 고전압 아크 방전에 의한 고온 플라즈마 유동 발생 기술을 이용한 제거방법으로 화학반응이나 오염이 없는 고순도의 고온 열처리 및 열분해가 가능하다. 본 연구에서는 고온 아크플라즈마 시스템을 이용하여 특수 환경오염물 및 VOCs 가스 열처리 공정의 핵심기술로 활용하여 작동가스 유량 변화에 따른 VOCs 처리 효율 및 플라즈마 전력량에 따른 처리 효율을 측정하였다. 또한 유해가스 처리효율성 증대를 위해 플라즈마 반응기를 최적화하여 제작하였으며 성능을 파악하였다.

• 센서학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.16-22
• /
• 1995

메탄, 프로판가스를 검출하기 위하여 ${\gamma}-Al_{2}O_{3}$ 담체에, Pd 촉매를 섞어서 접촉연소식 센서 및 digital 계측기를 제작한 후 그 소자특성 및 계측기로서 응용가능성을 조사하였다. 본 연구에서 제조된 센서는 인가전압 2 V에 소모전력은 700mW가 나왔고, 출력전압변화는 1,000ppm의 프로판의 경우 약 700mV, 메탄의 경우 500mV 변화를 나타냈다. 계측기에서는 2,400ppm을 10회 반복적으로 주입시켜 측정하였다. 그 결과로, ${\pm}25ppm({\pm}1%)$의 오차를 보였고, 감도, 선형성, 재현성이 우수한 것을 볼 수 있었다.

• 기계와재료
• /
• 제24권2호
• /
• pp.38-46
• /
• 2012

인구의 증가와 급속한 산업화 그리고 편안함을 추구하고자 하는 문명의 이기로 인한 에너지 사용량 증가는 환경오염을 가속화시키는 문제를 유발하고 있어 전 세계적으로 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 이에 반해 삶의 질의 향상에 따라 보다 쾌적한 환경에 대한 욕구와 인식의 변화로 환경보호에 대한 관심이 증가하는 추세이며, 이에 따라 각 국의 환경규제는 날로 강화되고 있다. 이러한 환경문제를 해결하기 위한 국제협력이 활발해지면서 무역과 연계된 국제 환경규제가 가속화되고 있으며, 환경선진국은 이러한 환경규제를 무역장벽으로 이용하고 있어 국가의 대외경쟁력에도 직 간접적으로 영향을 미치고 있다. 환경오염물질 중 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소($CO_2$) 및 휘발성유기화합물(VOCs), 다이옥신 그리고 입자상물질(PM)과 같은 대기오염물질은 대기 중으로 쉽게 확산되는 특성에 의해 인접한 지역까지 영향을 미치기 때문에 국제적인 규제대상의 초점이 되고 있으며, 경제협력개발기구(OECD, Organization for Economic Cooperation and Development), 유엔산하 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization) 및 국제연소기구협회(CIMAC, International Council on Combustion engines)등 여러 국제기구를 중심으로 각종 규제수단을 개발하여 적용하고 있다. 특히, 국제해사기구(IMO)에서는 선박에서 발생되는 오염물질 등에 대한 규제강화를 위하여 새로운 국제해양오염방지협약(MARPOL)을 채택, 발효하여 그 규제 범위를 넓혀감에 따라 선박에 대한 각종 환경규제가 대폭 강화되고 있어 친환경 선박 및 관련 기술 개발이 활발히 진행 중에 있다. 이 글에서는 선박에서 배출되는 대기오염물질 중 그 자체로도 인체에 유해하며, 산성비, 광화학스모그 등 다양한 환경문제를 유발시키는 대표적인 물질인 질소산화물(NOx)과 질소산화물 배출규제에 대한 대응기술인 선택적촉매환원법(SCR, Selective Catalytic Reduction)과 SCR 탈질시스템에 사용되는 SCR 촉매에 대해 소개하고자 한다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.541-549
• /
• 2003

A basic experimental study was conducted in order to find the optimum combustion control technology to decrease the thermal NO$_{x}$, by applying the catalytic combustion method with natural gas. NO$_{x}$ emission increased with increasing space velocity due to temperature rising in the furnace. In order to overcome the low resistance to high temperature, secondary air was supplied to the CST combustor. The following secondary fuel formed combustible mixture in part, which resulted in steep increase of the exiting temperature of the 2nd catalyst bed. It led to the more generator of NO$_{x}$, 30∼60% of the 1 st catalyst bed. It might be due to the potential increase of thermal NO$_{x}$.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권4호
• /
• pp.417-422
• /
• 2010

1.7L 커먼 레일 직접 연료분사 디젤엔진과 초저유황 스웨덴 디젤 연료를 이용하여 연료분사시기 8.5CA BTDC~0.5CA BTDC 와 배기가스 재순환률 37%, 43%, 48% 영역에서 실험을 수행하였다. 각각의 배기가스 재순환률에 대하여 연료분사시기가 지각됨에 따라 매연과 질소산화물이 동시에 저감되나 탄화수소와 일산화탄소는 증가하는 저온 디젤 연소영역에 있음을 확인하였다. 탄화수소를 가스크로마토그래프와 불꽃 이온 검출기를 사용하여 종 분석을 수행하였으며, 연료분사시기가 지각될수록, 그리고 배기가스 재순환률이 증가할수록 Partially burned HC, 알켄의 비율이 증가하였다. Partially burned HC 중에서 에텐이, 그리고 Unburned HC 중에서 노말 운데케인이 가장 많이 배출되었다. 이 두 개의 탄화수소 종은 촉매 연구에 사용되는 벤치 플로우리액터 시험에서 대표적인 탄화수소 종으로 사용할 수 있다.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.46-52
• /
• 2009

고유가 시대의 도래와 강화되는 배출가스 규제에 대응하기 위한 대책으로 대체에너지 엔진 및 수소연료전지와 같은 새로운 연소 및 동력 기술에 대한 관심이 증대되고 있으나, 이러한 기술의 이용은 수소제조 및 공급 기반시설 구축이 선결되어야 하며 많은 투자가 요구된다. 수소를 내연기관에 활용하는 기술은 연료의 저장과 공급, 낮은 에너지 밀도 및 연소제어 등의 어려움이 있다. 그러나 화석연료로부터 합성연료를 제조하기 위한 중간단계로 생성되는 개질가스의 이용은 내연기관으로의 실시간 수소 공급을 가능하게 하고, 소량의 수소가 혼합연료 형태로 사용됨에 따라 연소특성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 다양한 연료들의 개질 특성을 이해함과 동시에 연료 개질기의 적용가능성 여부를 판단하고자 하였다. 연료별 최대의 수소수율을 얻을 수 있는 조건에서의 열역학적 개질효율과 수소수율을 관찰하였으며, 연료와 산화제의 촉매상에서의 체류시간에 대한 영향 및 연료/산화제 비율에 변화 시 최대 수소 수율을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2019

아산화질소($N_2O$) 열분해를 위해 아크 플라즈마를 이용한 점화 실험을 수행하였다. 기존의 점화기들은 신뢰성 및 즉각적인 응답을 얻기 어렵다는 단점을 해결하기 위한 방안으로 플라즈마를 활용하는 방안을 제시하고자 하며, 점화기로써의 가능성을 보기 위해 가스 온도 측정 및 연소 실험을 수행하였다. 1 g/s, 0.7 A 조건에서 가장 안정적인 방전 특성을 보였으며 이때 측정된 벽면 부근의 온도는 약 $960^{\circ}C$이었다. 이를 바탕으로 하이브리드 로켓 연소 실험을 수행하였다. 플라즈마 방전 이후 약 3.1 sec만에 총 유량 10 g/s의 메인 연소가 성공적으로 이루어졌으며 점화에 필요한 플라즈마 발생을 위한 에너지 소모량은 1,780 J이었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.323-327
• /
• 2009

To extract hydrogen for stack, fuels such as LPG and LNG were reformed in the fuel processor, which is comprised of desulfurizer, reformer, shift converter, CO remover and steam generator. All elements of fuel processor are integrated in a single package. Highly active catalysts (desulfurizing adsorbent, reforming catalyst, CO shift catalyst, CO removal catalyst) and the various burners were developed and evaluated in this study. The performance of the developed catalysts and the commercial ones was similar. 1 kW, 5 kW class fuel processor systems using the developed catalyst and burner showed efficiency of 75 %(LHV, for LNG). The start-up time of the 1 kW class fuel processor was less than 50 minutes and its volume including insulation was about 30 l. The start-up time of 3 kW and 5 kW class fuel processors with the volume of 90 l and 150 l, respectively, was about 60 minutes. In the case of LPG fuel, efficiency, volume and start-up time of 1kW class fuel processor showed 73 %(LHV), < 60 l and < 60 min, respectively. Advanced fuel processor showed more highly efficiency and shorter start-up time due to the improvement of heat exchanger and operating method. 1 kW and 3 kW class fuel processors have been evaluated for reliability and durability including with on/off test of developed catalysts and burner.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.299-304
• /
• 2013

이온성 액체 추진제인 HAN은 무독성의 높은 저장성을 갖는 단일 추진제로서 메탄올을 혼합하여 비추력을 향상시켜 하이드라진을 대체할 수 있을 있다. HAN은 하이드록실아민과 질산의 산-염기 반응을 통해 합성하며, 메탄올과 8.2:1의 비율로 혼합한다. HAN의 분해를 위해서 이리듐 촉매를 사용하며, 하나의 오리피스를 갖는 1 N급 추력기를 사용하여 HAN/메탄올 추진제의 성능 평가를 수행하였다. 메탄올 연소로 인해 반응 생성물의 온도가 높기 때문에 디스트리뷰터의 열적 안정성을 향상시키기 위해 세라믹 재료를 적용하였다. 완전한 분해를 위해서는 최소 $400^{\circ}C$의 예열 온도를 필요로 하였다. 높은 $C^*$ 효율을 얻기 위해서는 가압 압력이 높아져야 했으며, 이로 인해 촉매 상단의 분해 성능이 저하되면서 전체 추력기 성능 저하가 유발되었다. 이를 해결하기 위해 미세한 금속 메쉬를 인젝터 후단에 삽입하여 추진제의 분무 특성을 향상시켰으며, 실험 결과 촉매의 성능 저하 현상이 개선되었음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권6호
• /
• pp.505-511
• /
• 2015

고체 산화물 연료전지는 $800{\sim}1000^{\circ}C$의 고온에서 작동한다. 고온 작동은 효율에 유리하지만 재료 요구 조건, 신뢰성, 열팽창 문제 등이 발생하여 온도 제어가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 시스템의 열관리를 위한 상태 공간 제어기를 설계하고 응답 특성을 확인하였다. 연료전지 스택과 열관리 핵심부품인 촉매연소기는 집중 용량법을 이용한 과도 응답 모델을 개발하였고, 구성품과 통합하여 정적 운전 특성을 확인하였다. 개발된 비선형 시스템을 정격 운전 조건에서 다중 입력과 출력이 가능한 상태 공간 식으로 선형화하였다. 부하에 따라 응답특성이 현저하게 달라지는 특성을 제어하기 위해 LQR 제어기를 설계하여 궤환 제어 시스템의 온도를 제어하였다. 상태 궤환 제어기가 적어도 두 개의 제어 게인을 가지고 운전 영역에 따른 응답을 보여줄 때, 원하는 온도 응답을 나타냄을 확인하였다.