• 분석과학
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• 제24권3호
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• pp.168-172
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• 2011

건축물의 철골구조는 $500^{\circ}C$에서 휘어지거나 붕괴의 위험이 있으므로 내화 도료를 시공하여 화재로부터 건축물의 구조적 안전을 확보하여야 한다. 본 연구에서는 이 내화 도료에 대한 특성 연구를 위하여 내화 도료 열 두 제품과 내화성능이 없는 일반 도료 여섯 제품의 비교분석을 수행하였다. 비교 분석 장비로는 온도에 따른 중량 변화를 확인하기 위하여 TGA (Thermogravimetric Analyzer)를 사용하였으며, 열 중량 변화에 따른 가스 성분 변화를 분석하기 위하여 FT-IR를 사용하였다. 내화 도료 12제품에 대한 열 중량 변화는, $800^{\circ}C$까지 중량이 40%이하로 감소하는 것을 확인하였으며, 일반 도료의 경우, 50%부터 40% 내외로 중량 감소는 거의 비슷하거나 일반 도료가 높은 것으로 확인되었다. 하지만 내화 도료 중에서 6번 시료는 $800^{\circ}C$에서도 중량이 20%만 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 열분해 가스의 FT-IR 분석에 있어서 내화 도료의 경우에는 완전 연소로 인하여 $CO_2$ 피크가 높은 것으로 확인되었다. 하지만 일반 도료인 경우에는 상대적으로 $CO_2$ 피크가 낮고 가스 상태의 물 피크가 높은 것으로 확인되었다. 즉 내화 유기 도료의 경우에는 일반 유기 도료와 비교한 결과, $250^{\circ}C$까지의 TGA 그래프가 차이나는 것을 확인하였으며, 연소시 스펙트럼의 차이를 확인할 수 있었다. 그리고 내화 무기 도료는 TGA 무게 감소량으로도 특징을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.451-457
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• 2019

본 연구는 커피박을 열풍건조와 유중건조 방법을 통해 고형연료로 제조하여 특성고찰을 진행하였다. 그리고 각 건조시료의 발열량 차이를 비교였다. 그리고 열중량분석기를 이용한 공업분석법이 유기성 폐기물 및 유중처리 시료에 적용 여부를 고찰하였다. 그 결과, 로 내부를 $N_2$ 분위기에서 $100^{\circ}C$까지 가열한 후 180분 동안 유지한다. 그 후 $100^{\circ}C$에서 $950^{\circ}C$까지 가열하고 $950^{\circ}C$에서 7분 동안 유지한다. 이후 $600^{\circ}C$로 냉각하고 로 내부를 $O_2$ 분위기로 전환한다. 그리고 $815^{\circ}C$에서 30분 내 외로 온도를 유지하는 것이 적당하다. 다음으로 건조 전과 후 시료의 표면을 SEM장비로 관찰하였고 EDS 장비를 통해 성분을 측정하였다. 그 결과 중금속과 같은 기타 유해성분은 측정되지 않았다. 그리고 열중량분석기를 통해 TG와 DTG 곡선을 얻었고 이를 통해 열분해와 연소반응의 차이점을 고찰하였다. 그 결과, 유중건조 된 커피박이 열풍건조 된 커피박 보다 착화 시간이 긴 것으로 보인다. 마지막으로, 열중량분석기에서 배출되는 연소가스를 포집하여 시간에 따른 CO와 $CO_2$ 농도를 GC를 이용하여 정성 및 정량분석 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권4호
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• pp.235-242
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• 2006

해양의 퇴적물내 함유된 총탄소와 유기탄소의 정확한 정량적 이해는 저서환경해석을 위한 기본적인 자료이다. 원소분석기(CHN Analyzer)는 정량적인 탄소분석을 위해 개발되었고 현재 퇴적물내의 탄소성분 분석에 가장 흔히 사용되고 있는 기기이다. 원소분석기의 정확도와 정밀도는 Acetanilide($C_8H_9NO$), Sulfanilammide($C_6H_8N_2O_2S$)와 표준하구 퇴적물인 BCSS-1를 이용하여 점검하였다. 이러한 분석결과, 원소분석기는 탄소 및 질소 분석 시 오차백분율이 3.28% 이하의 높은 정밀도를 가지고 있으며 상대표준편차가 1.26% 이하의 높은 정확도를 가지는 것으로 나타났다. 무기탄소분석에 많이 이용되는 탄소분석기(Coulometeric Carbon Analyzer)와 원소분석기 사이의 탄소분석 비교에서 다양한 퇴적물내에서 측정된 총탄소량 사이에 높은 상관관계를 보이는 것으로 나타났다($R^2=0.9993$, n=84). 두 기기로부터 얻어진 값은 서로 중요한 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다(paired t-test, p=0.0003). 이러한 두 기기 사이의 높은 상관관계는 유기탄소 분석 비교 실험에서도 유사하게 나타났다($R^2=0.8867$, n=84, p<0.0001; paired t-test, p=0.0006). 탄산염 연니 같은 무기 탄소량이 높은 퇴적물 분석시 오차가 크게 나타날 가능성도 있지만, 일반적인 해양퇴적물의 유기탄소 분석 시에는 원소분석기를 이용하여 정확한 값을 얻을 수 있을 것으로 사료된다. 이와 같은 결과로부터 얻어진 유기탄소분석 방법은 일반적인 퇴적물의 유기탄소분석에 적용될 수 있으며, 분석 소요시간의 단축과 높은 정밀도 및 정확도로 반복적인 유기탄소분석에 유용할 것으로 사료된다.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.725-731
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• 2018

바이오매스의 탄화 반응에서 촉매의 영향을 살펴보기 위하여 열중량분석기에서 탄화 반응 실험을 하였다. 사용된 바이오매스는 대나무와 소나무이었고, 사용 촉매는 K, Zn 금속화합물이었다. 질소 분위기에서 상온에서 $850^{\circ}C$까지 승온속도 $1{\sim}10^{\circ}C/min$에서 탄화 실험이 행하여졌다. 또한 석탄과의 혼소를 위한 바이오매스 반탄화 공정에서의 촉매의 영향 실험이 가열속도 $5^{\circ}C/min$, 반탄화 온도 220, 250, $280^{\circ}C$에서 30분간 등온 조건을 유지하면서 행하여졌다. 반탄화 시료에 대한 비등온 연소반응 특성 실험이 $200{\sim}850^{\circ}C$ 구간에서 행하여졌다. 바이오매스가 탄화 되기 시작하는 탄화 개시 온도($T_i$)와 최대탄화속도가 나타나는 온도($T_{max}$)는 촉매량이 증가할수록 낮아졌다. $400^{\circ}C$까지 열분해 되지 않고 남은 잔여 촤 성분은 촉매량이 증가할수록 증가되는 경향성을 보였다. 따라서 촉매 첨가 시 탄화에너지를 감소시키고 생성 촤의 발열량을 개선할 수 있다. 반탄화 조건에서 K촉매가 담지 된 경우 무촉매 바이오매스의 최적조건인 $250^{\circ}C$ 보다 낮은 $220^{\circ}C$까지 반탄화 조건을 완화시킬 수 있었다. K촉매 함유 반탄화 바이오매스의 연소반응에서 활성화에너지는 25.1~27.0 kJ/mol 범위로 무촉매 바이오매스 46.5~58.7 kJ/mol보다 낮게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.258-264
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• 2008

본 논문에서는 산불의 한 형태인 지표화의 체계적인 연구를 위해 열량분석과 연소특성에 관한 실험방법과 측정 시스템을 제안하여 향후 산불 관련 연구에 있어서 이를 활용하고자 한다. 또한 제안된 방법과 시스템의 효용성을 나타내고자 부분적인 결과를 논문에 제시 하였다. 이를 위하여 지표화의 대표적인 연소 물질인 침엽수종과 활엽수종 낙엽을 선정하여 밀도 및 시료의 용기 크기를 변화시켜 가며 실험하였다. 열량분석은 통상 사용되는 분석기기 중 열중량 분석기(TGA : Thermogravimetric Analyzer), 연소열 측정장치(Oxygen Bomb Calorimeter)를 이용하여 분석하였으며, 연소특성은 기존의 이론적 모델로 가장 잘 알려져 있는 Pool fire모델에 따른 모의 연소실험을 통하여 지표화 상부의 열 유체속도, 연소온도, 화염 높이에 따른 열방출 속도, 연소 질량감소 속도 둥을 측정하여 분석하였다. 언급된 변수들은 지표화의 위험성 및 산불확산 예측에 기초 자료로 사용할 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.75-89
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• 2009

The purpose of this study was to identify $PM_{2.5}$ sources and to estimate their contributions to the border of Yongin-Suwon area, based on the analysis of the $PM_{2.5}$ mass concentration and the associated inorganic elements, ions and carbon components. The contribution of $PM_{2.5}$ sources were estimated by using a positive matrix factorization (PMF) model to identify air emission sources. For this study, $PM_{2.5}$ samples were collected from May, 2007 to April, 2008. The inorganic elements were analyzed by an ICP-AES. The ionic components in $PM_{2.5}$ were analyzed by an Ie. The carbon components were also analyzed by DRI/OGC analyzer. After performing PMF modeling, a total of 12 sources were identified and their contributions were quantitatively estimated. The contributions from each emission source were as follows: 11.3% from oil combustion source, 3.4% from bus/highway source, 5.8% from diesel vehicle source, 4.7% from gasoline vehicle source, 8.8% from biomass burning source, 15.1 % from secondary sulfate, 5.2% from secondary nitrate source, 13.4% from industrial related source, 4.1% from Cl-rich source, 19.6% from soil related source, 1.0% from aged sea salt, and 7.4% from coal combustion source, respectively. This study provides basic information on the major sources affecting air quality, and then it will help to effectively control $PM_{2.5}$ in this study area.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1359-1365
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• 2011

본 연구의 목적은 디젤-에탄올 혼합연료로 운전되는 디젤엔진에서 에탄올 혼합비율이 나노 크기 입자 배출 특성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 엔진의 연소 및 배기 배출물 특성은 배기량 373cc 의 단기통 디젤엔진과 배기 배출물 측정 장치, SMPS 를 이용하여 실험하였다. 그을음(soot) 배출은 착화지연 기간이 길어짐에 따라 증가하였다. 에탄올 혼합비율이 증가함에 따라 나노 입자의 총 개수 및 질량은 대체로 감소하는 경향을 나타냈다. 그러나 에탄올이 30% 혼합되었을 때 그을음(soot) 입자의 응결로 인해 큰 입자의 수 분포가 증가하였으며, 질량 또한 크게 증가하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.46-51
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• 2007

본 연구는 에너지의 합리적 이용 및 산업폐기물의 재활용을 위하여 고효율 폐기물 고형연료의 개발을 목표로 하였다. 이 분야의 대부분의 연구는 킬른과 같은 대형연소장치에 집중하여 연구가 이루어졌기 때문에 본 연구에서는 화격자연소방식인 열용량 $66{\sim}132m^2$ 규모의 소용량 열시스템에 초점을 맞추었다. 실험은 RDF, 코크스 및 폐타이어 3종류의 연료를 이용하여 질량값 및 열량값의 변화를 측정하였으며 CO, $CO_2$, NO, $NO_2$ 등의 연소가스 분석 실험을 수행하였다. 연소가스분석결과 RDF의 CO 농도값은 코크스와 폐타이어보다 높았으며. RDF 및 코크스의 NO, $CO_2$, $SO_2$의 농도값은 폐타이어보다는 낮은 값을 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권5호
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• pp.315-321
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• 2004

토양 내 유기물 덴 탄소 함량 분석을 위한 Tyurin법과 건식 연소법을 비교하기 위하여 우리나라 논과밭 토양에서 212점의 토양시료를 채취하여 분석을 실시하였다. 공시 토양의 탄소함량 평균값은 Tyurin법과 건식연소법에서 각각 17.47과 $19.91g\;kg^{-1}$을 나타내었다. 또한, 토양시료들의 표준편차의 평균값은Tyurin법과 건식연소법이 각각 0.80과 0.63으로 분석되었다. 이 결과로 미루어 볼 때, 두 분석방법 모두토양 탄소를 분석하는데 있어 좋은 분석방법으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 한편, 토성에 따른 토양시료의 탄소함량에 미치는 영향을 분석한 결과 토성에 따른 탄소분석에서의 커다란 차이는 없는 것으로 판단되었다. 두 가지 분석방법으로 분석된 결과 값들을 비교하기 위하여 직선회귀식을 구한 결과 Y = 0.046X로 전체적으로 건식연소법 축으로 기울어지는 회귀식을 얻을 수 있었으며, 결정계수 $R^2$도 0.991로 매우 높은 유의성이 있었음을 알 수 있었다. Tyurin법과 건식연소법으로 분석된 토양 탄소함량을 직접 비교한 결과 건식연소법으로 분석한 결과 값의 약 69%가 높게 나왔으며 탄소함량이 증가할수록 건식연소법에서 분석하였을 때의 결과 값이 Tyurin법에 비해 높게 분석되고 있음을 알 수 있었다. Tyurin법과 건식연소법으로 분석된 탄소함량에 대한 표준편차를 비교한 결과 토양의 탄소함량이 낮을 경우의 표준편차의 분포가 표준편차의 전체 평균값 두 방법 모두 아래쪽에 분포한 반면 탄소함량이 증가할 경우 편차의 변이가 증가하였다 특히, Tyurin법의 경우 낮은 함량에서도 일부 편차가 큰 값을 나타내는 경우가 있었는데 이는 분석과정에서의 숙련도와 밀접한 관계가 있을 것으로 추정되었다. Tyurin법과 건식연소법의 분석과정을 비교해보면 1회에 통시에 분석할 수 있는 시료의 수는 Tyurin법에서는 20개 이하, 건식연소법에서는 60개 이하로 파악되었으며 소요되는 시약의 수도 Tyurin법은 5개인 반면 건식연소법은 6개에 불과하다. 그러나 한 개의 시료를 분석하는데 소요되는 평균시간은 Tyurin법의 경우 2.5분 이하로 건식연소법의 4분 이하보다는 적게 소요되는 것으로 파악되었다.