• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.834-840
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• 2018

본 연구에서는 선박용 엔진을 활용하여 E2, E3 사이클 시험 결과로부터 연료 내 황 함유량 변화에 따른 대기오염물질 배출 특성을 조사하였다. 테스트를 위해 사용된 엔진은 360 PS의 엔진(Doosan L126TIH engine)을 활용하였고, 동력계로는 Horiba-Schenck사의 400급 동력계인 W400을 사용하였다. 엔진에서 발생되는 대기오염물질 계측을 위해서는 오스트리아 AVL사의 FTIR과 SPC 장비를 배기라인 후단에 장착해서 사용하였다. 실험 결과로는 E2, E3 사이클 모두에서 연료 내 황 함유량이 증가할수록 THC와 CO의 단위 출력 당 배출량은 감소하고 입자상물질은 증가하였다. 연료의 황 함유량이 증가할수록 동점도가 증가되어 엔진의 연료소모율이 좋아지는 것을 확인하였다. 이는 본 연구에 사용된 엔진의 경우 연료 분사압력이 일정한 상태에서 동점도 증가에 따른 분무입자의 평균입경이 커짐에 따른 연소상태가 개선되었기 때문이라 생각되어진다. 질소산화물의 경우 이번 연구에서는 황함유량의 변화에도 배출량에서는 큰 변화를 보이지 않았다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.269-276
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• 2014

본 연구는 수은연속측정시스템의 가장 중요한 구성 요소의 하나인 산화수은을 원소수은으로 환원시킬 수 있는 건식 환원촉매시스템 개발을 목적으로 수행되었다. 산화-환원 표준전위를 기준으로 산화수은의 원소수은으로의 환원반응을 자발적으로 일으킬 수 있는 촉매 대상물질로 Fe, Cu, Ni 및 Co 4종류의 전이금속이 선택되었다. 이들 전이금속 촉매들은 산소가 없는 반응가스 조성에서 산화수은의 원소수은으로의 환원반응에 대해 높은 활성을 보였다. 그러나 산소가 존재하는 경우 환원 활성이 크게 감소하는데 이는 산소에 의해 해당 전이금속이 산화수은 환원 활성이 낮은 전이금속산화물로 변환되기 때문이다. 반응가스에 산소가 존재하여도 수소를 공급하면 산화수은 환원 활성이 크게 증가되는데 이는 산화수은의 환원반응이 진행되는 고온에서 산소와 수소 사이의 연소반응에 의해 산소가 소모되기 때문으로 확인되었다. Fe를 환원촉매로 하고 배기가스에 수소를 공급하는 산화수은 환원촉매시스템은 $SnCl_2$ 수용액을 사용하는 습식화학 환원기술에 필적할 수준의 활성을 나타내기 때문에 상업적으로 적용 가능한 산화수은 환원시스템으로 기대된다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.89-96
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• 2015

최근 화력발전 보일러의 운전에 있어서 저등급 석탄의 성분 중 ash의 영향으로 보일러 후단부에서 생성되는 slagging/fouling 문제가 많이 보고 되고 원인 규명 및 해결책을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 환경적 측면에서도 NOx등 환경적인 문제를 발생시키는 부분에 대해 규제를 가하고 있는 상황이다. 이런 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나인 석탄의 ash를 제거한 AFC(Ash Free Coal)을 활용한 연구가 진행되고 있다. AFC는 저등급탄의 발열량을 높여 기존의 고등급탄을 보완하고 slagging/fouling 문제 및 배출가스의 오염성분을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는, DTF를 이용하여 KCH 원탄과 원탄에서 추출된 무회분탄1, 무회분탄2, 잔탄, Glencore, Glencore과 잔탄을 85:15 비율로 한 혼탄을 이용하여 미연분, NOx 배출특성의 변화와 회 점착 특성을 확인하였다. 그 결과 무회분탄은 원탄과 잔탄에 비해 NOx 배출량이 현저히 낮고, 잔탄은 원탄에 비해 고등급화 되면서 반응성이 훨씬 좋아짐을 확인 하였다. 잔탄과 혼탄의 경우 일반적인 저열량탄 수준보다 낮은 점착성을 나타내는 것을 확인 하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.155-164
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• 2010

고기구이 스모크와 같은 바이오매스 소각에서 발생하는 스모크는 도시의 미세먼지중 유기성 탄소물질을 구성하는 주요 오염원이다. 미세먼지의 오염원 기여도를 산출하기 위한 화학수지모델(Chemical Mass Balance:CMB)에서는 배출원 오염물분포자료(Source Profile)가 필수이다. 바이오매스를 비롯한 고기구이 스모크의 오염물분포자료를 작성하기 위하여 유기성 지표물질들을 분석하였다. 고기구이에서 발생한 스모크를 PM10 채취기로 채취하여 용매추출, 유도체화반응, 중수소가 함유된 표준물질을 투입하여 Gas chromatography/Mass Spectrometry(GC/MS)로 팔미트산, 스테아르산, 올레인산과 같은 지방산과 콜레스테롤, 다환방향족탄화수소를 측정하였으며, 동시에 PM10 필터시료의 유기성(OC) 및 원소성 탄소(EC)를 OCEC 분석기에 의하여 측정하였다. 쇠고기구이 스모크로부터 채취한 PM10시료의 OC에서 콜레스테롤, 총포화지방산, 불포화지방산의 함량은 0.056 wt%, 2.727 wt%, 0.278 wt%이며, 돼지고기 구이 스모크로부터 채취한 PM10시료의 OC에서는 0.062 wt%, 2.022 wt%, 0.438 wt%를 차지하고 있었다. 쇠고기와 돼지고기 구이 스모크 OC에서 총 PAH화합물의 함량은 0.116 wt%와 0.044 wt% 이었는데, 그중에 단일 화합물로서 benzo(a)pyrene은 0.0071 wt%와 0.0023 wt%이었다. 콜레스테롤을 기준으로 각 지표물질의 무게 비율은 외국에서 발표된 고기구이 배출원 오염물분포자료와 거의 일치하여 유기성 에어로솔의 오염원 기여도를 산출하는 배출원 오염물분포자료로서 사용할 수 있음이 확인되었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제41권12호
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• pp.336-344
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• 2017

Background: Because of climate change, interest in the development of carbon pools has increased. In agricultural ecosystems, which can be more intensively managed than forests, measures to control carbon dioxide ($CO_2$) emission and absorption levels can be applied relatively easily. However, crop residues may be released into the atmosphere by decomposition or combustion. If we can develop scientific management techniques that enable these residues to be stocked on farmland, then it would be possible to convert farmlands from carbon emission sources to carbon pools. We analyzed and investigated soil respiration (Rs) rate characteristics according to input of carbonized residue of red peppers (Capsicum annuum L.), a widely grown crop in Korea, as a technique for increasing farmland carbon stock. Results: Rs rate in the carbonized biomass (CB) section was $226.7mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$, which was 18.1% lower than the $276.9mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$ from the red pepper residue biomass (RB) section. The Rs rate of the control was $184.1mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$. In the following year, Rs in the CB section was $204.0mg\;CO_2\;m{-2}h^{-1}$, which was 38.2% lower than the $330.1mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$ from the RB section; the control emitted $198.6mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$. Correlation between Rs and soil temperature ((Ts) at a depth of 5 cm) was $R^2=0.51$ in the RB section, which was higher than the other experimental sections. A comparison of annual decomposition rates between RB and CB showed a large difference, 41.4 and 9.7%, respectively. The results showed that carbonization of red pepper residues reduced the rates of decomposition and Rs. Conclusions: The present study confirmed that the Rs rate can be reduced by carbonization of residue biomass and putting it in the soil and that the Rs rate and Ts (5 cm) were positively correlated. Based on the results, it was determined that approximately $1.2t\;C\;ha^{-1}$ were sequestered in the soil in the first year and $3.0t\;C\;ha^{-1}$ were stored the following year. Therefore, approximately $1.5t\;C\;ha^{-1}year^{-1}$ are expected to be stocked in the soil, making it possible to develop farmlands into carbon pools.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.69-75
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• 2019

본 연구에서는 5종의 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic, FRP), 폴리스티렌(Polystylene, PS), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC) 판을 콘칼로리미터(Cone calorimeter, ISO 5660)를 이용하여 연소성을 시험하였다. 그 결과 PVC판은 최대열방출률($HRR_{peak}$)이 $44.65kW/m^2$, 최대평균열방사율(MARHE)이 $30.97kW/m^2$로 가장 낮게 나타났고, PS판은 $HRR_{peak}$은 $773.44kW/m^2$, MARHE는 $399.14kW/m^2$으로 가장 높게 나타났다. 일산화탄소의 평균($CO_{mean}$) 발생량은 PC판과 PS판이 최대 3.88배로 가장 많이 발생하였고, 반대로 이산화탄소($CO_{2mean}$)의 평균 발생량은 PS판과 PP판이 최대 4.88배로 가장 많이 발생하였다. 또 PS판은 다른 플라스틱보다 연기성능지수(SPI)가 74.81%~95.99% 감소하였고, 연기성장지수(SGI)는 76%~300%, 연기강도(SI)는 917.73%~9607.57% 증가하여 연기위험성이 높다는 것을 알 수 있었다. 따라서 PS판은 열적 측면에서나 연기 측면 모두 연기로 인한 인명피해의 위험성이 가장 높았음을 알았다.

• 한국환경보건학회지
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• 제46권6호
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• pp.719-725
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• 2020

Objectives: With the growth of national interest in fine particulate matter, many complaints about pollutants emitted from air pollution emitting facilities have arisen in recent years. In particular, it is thought that a large volume of particulate pollutants are discharged from workplaces that use Solid Refuse Fuel (SRF). Therefore, particulate contaminants generated from SRF were measured and analyzed in this study in terms of respective particle sizes. Methods: In this study, particulate matter in exhaust gas was measured by applying US EPA method 201a using a cyclone. This method measures Filterable Particulate Matter (FPM), and does not consider the Condensable Particulate Matter (CPM) that forms particles in the atmosphere after being discharged as a gas in the exhaust gas. Results: The mass concentration of Total Suspended Particles (TSP) in the four SRF-using facilities was 1.16 to 11.21 mg/Sm3, indicating a very large concentration deviation of about 10 times. When the fuel input method was the continuous injection type, particulate matter larger than 10 ㎛ diameter showed the highest particle size fraction, followed by particulate matter smaller than 10 ㎛ and larger than 2.5 ㎛, and particulate matter of 2.5 ㎛ or less. Contrary to the continuous injection type, the batch injection type had the smallest particle size fraction of particulate matter larger than 10 ㎛. The overall particulate matter decreased as the operating load factor decreased from 100% to 60% at the batch input type D plant. In addition, as incomplete combustion significantly decreased, the particle size fraction also changed significantly. Both TSP and heavy metals (six items) satisfied the emissions standards. The measured value of the emission factor was 38-99% smaller than the existing emissions factor. Conclusions: In the batch injection facility, the particulate matter decreased as the operating load factor decreased, as did the particle size fraction of the particulate matter. These results will help the selection of effective methods such as reducing the operating load factor instead of adjusting the operating time during emergency reduction measures.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.239-250
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• 2020

바이오매스는 풍부한 신재생에너지로 화석연료에 의한 온실가스 배출을 줄일 수 있는 자원으로 활용될 수 있다. 인도네시아에서는 경제성이 우수한 대량의 조림지 부산물과 팜 부산물이 발생된다. 일반적으로 바이오매스들은 낮은 열량 및 연소 효율에 의해 연료로서 사용하기 어려운 경우가 많다. 최근 이러한 바이오매스를 고품위 연료로 전환하는 반탄화 기술 개발이 활발하며, 유럽을 중심으로 다수의 생산 설비가 상용화되었다. 우리나라는 현재 ~ 2 million ton yr-1 이상의 혼소용 우드팰릿을 동남아시아에서 수입하고 있다. 하지만 반탄화 연료 시장은 아직 열리지 않았고, 추후 국내 기술 및 시장 환경 성숙에 따라 도입되리라 예상된다. 인도네시아 현지 혼소용 연료로서 반탄화된 조림지 부산물은 신재생에너지 확대 정책(feed-in-tariff, FIT) 하에서 경제성 확보 가능하다. 하지만 팜 부산물인 EFB (empty fruit bunch, EFB)를 혼소용 연료로 사용하기 위해서는 알카리 금속 제거에 따른 경제성 저하 극복 방안이 강구되어야 한다. ETS (emission trading system, ETS)와 CDM (clean development mechanism, CDM)제도의 지원을 받는 경우 EFB는 연료 민감성이 낮은 시멘트 소성로에서 기존 석탄을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.705-715
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• 2010

기후변화협약과 탄소배출권문제 등 환경에 관한 관심과 규제 등이 국제적 주요 관심 사항이 되고 있는 상황에서 농업생산에 대한 환경영향평가의 필요성이 대두되고 있다. 현재 우리나라는 환경부에서 시행하는 탄소성적표지제도 도입에서 농업분야의 LCI (Life Cycle Invemtory)database 부재를 이유로 1차 농산물을 대상에서 제외하고 있다. 따라서 농산물 탄소성적표지제도 도입을 위한 농업분야 LCI database에 대한 연구와 구축이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 농업생산체계에 대한 LCA 적용을 위하여 시설상추를 대상으로 LCI 구축과 LICA 수행을 위한 방법론을 고찰하였다. LCA의 방법론은 ISO 14040 규격에 의거하여 연구 목적 및 범위, LCI분석 (전과정 목록분석), LCIA(전과정 영향평가), 해석의 단계로 구성되었다. 연구 목적은 시설 상추재배체계에 대한 LCA 방법론 적용이며, 기능단위는 상추 1 kg 생산으로 하였다. LCI 구축을 위한 영농 투입물과 산출물에 대한 데이터 수집은 농진청의 농축산물소득자료를 중심으로 관련 통계, 문헌자료를 통하여 수집하였다. LCI 구축을 위한 자료 수집결과 상추를 재배할 때 투입되는 물질 중 유기질 비료와 무기질 비료의 시용과, 식물보호제의 투입이 주요배출인자로 분석되었다. 농업활동으로 배출되는 주요 환경부하물질은 비료가 시용된 토양으로부터 대기로 발생되는 $N_2O$와 수계로 배출되는 ${NO_3}^-$, ${PO_4}^-$과 농약잔류물질로부터 발생되는 유기화학물질, 농기계에 쓰이는 화석연료 연소에 의한 대기오염물질 등 이었다. LCIA는 해외의 LCA 방법론과 LCA적용사례를 조사하여 농업분야 LCIA 방법론에 대하여 고찰하였다. LCIA는 분류화, 특성화, 정규화(일반화), 가중화의 4단계로 이루어지며, 이 중 분류화와 특성화는 의무절차이고, 정규화와 가중화는 선택사항이다. 해석단계는 LCI 분석결과와 LCIA 결과에 대하여 검증하고, 결과로부터 도출된 환경적 문제점과 개선안 등을 제시한다. LCA 수행에 사용하는 국내 소프트웨어는 지경부와 환경부에서 개발하여 보급하고 있는 'PASS'와 'TOTAL' 이다. 그러나 국내 프로그램에 적용되고 있는 환경영향평가 모델은 국외에서 개발한 기존모델들이다. 그러므로 보다 정확한 농업분야 LCA 분석이 가능하도록 추후 국내 농업환경에 적합한 영향평가 모델 및 특성화, 일반화, 가중화 계수의 선정 등이 이루어져야 할 것이다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.79-84
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• 2004

For the non-premixed interacting jet flames, it has been reported that if eight small nozzles are arranged along the circle of 40 $^{\sim}$ 72 times the diameter of single jet, the flames are not extinguished over 2oom/s. In this research, experiments were extended to the partially premixed cases to reduce both flame temperature and NOx emission. Nine nozzles were used- eight was evenly located along the perimeter of the imaginary circle and one at the geometric centre. The space between nozzles, S, the equivalence ratio, ${\Phi}$, the exit velocity and the role of the jet from the centre nozzle were considered. Normally, flame was lifted and flame base was located inside the imaginary circle made by the nozzle. As nozzles went away from each other, blowout velocity increased and then decreased. The maximum blowout velocity diminished with the addition of air to the fuel stream. When the fuel and/or oxidizer were not fed through the centre nozzle, the maximum blowout velocity obtained by varying Sand ${\Phi}$ was around 160m/s. Optimum nozzle separation distance at which peak blowout velocity obtained also decreased with ${\Phi}$ decrease. Flame base became leaner as approaching to the blowout. It seemed that lots of air was supplied to the flame stabilizing region by the entrainment and partially premixing. To approve this idea and to enhance the blowout velocity, fuel was supplied to the centre region. With the small amount of fuel through the centre nozzle, partially premixed flame could be sustained till sonic velocities. It seemed that the stabilizing mechanism in partially premixed interacting flame was different from that of non-premixed case because one was stabilized by the fuel supply through the centre nozzle but the other destabilized.