• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_3호
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• pp.1247-1260
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• 2022

The steel industry accounts for about 5% of the total annual global energy consumption and more than 6% of the total anthropogenic carbon dioxide emissions. Therefore, there is a need to increase energy efficiency and reduce greenhouse gas emissions in these industries. The utilization of coke oven gas, a byproduct of the coke plant, is one of the main ways to achieve this goal. Coke oven gas used as a fuel in many steelmaking process is a hydrogen-rich gas with high energy potential, but it is commonly used as a heat source and is even released directly into the air after combustion reactions. In order to solve such resource waste and energy inefficiency, several alternatives have recently been proposed, such as separating and refining hydrogen directly from coke oven gas or converting it to syngas. Therefore, in this study, recent research trends on the separation and purification of hydrogen from coke oven gas and the production of syngas were introduced.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.119-128
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• 2004

DME(Dimethyl Ether) was directly produced from the synthesis gas using the slurry phase reactor. The catalyst for DME production prepared two types (A type; Cu:Zn:Al=57:33:10, B type; Cu:Zn:Al=40:45:15, molar ratio). It was evaluated for the effect of the reaction medium oil using the small size slurry phase reactor. DME production yield and the methanol selectivity decreased in the order: n-hexadecane oil> mineral oil> therminol oil. The long-term test of DME production was carried out using A and B type catalyst, and n-hexadecane oil and mineral oil, respectively. It was confirmed that the use of A type for the catalyst and n-hexadecane for the reaction medium oil was very useful for the viewpoint of the DME production form the synthesis gas.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.557-562
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• 2007

The purpose of this paper is to investigate the reforming characteristics and maximum operating condition for the hydrogen production by methane reforming using the compression ignition engine induced partial oxidation. An dedicated compression engine used for methane reforming was decided operating range. The partial oxidation reforming was investigated with oxygen enrichment which can improve hydrogen production, compared to general reforming. Parametric screening studies were achieved as $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature. When the variations of $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature were 1.24, 208.4 L/min, and $400^{\circ}C$, respectively, the maximum operating conditions were produced hydrogen and carbon monoxide. Under the condition mentioned above, synthetic gas were $H_2\;22.77{\sim}29.22%,\;CO\;21.11{\sim}23.59%$.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제27권12호
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• pp.1721-1725
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• 2014

The objective of this study was to evaluate the in vitro effects of coconut materials on ruminal methanogenesis and fermentation characteristics, in particular their effectiveness for mitigating ruminal methanogenesis. Fistulated Holstein cows were used as the donor of rumen fluid. Coconut materials were added to an in vitro fermentation incubated with rumen fluid-buffer mixture and timothy substrate for 24 h incubation. Total gas production, gas profiles, total volatile fatty acids (tVFAs) and the ruminal methanogens diversity were measured. Although gas profiles in added coconut oil and coconut powder were not significantly different, in vitro ruminal methane production was decreased with the level of reduction between 15% and 19% as compared to control, respectively. Coconut oil and coconut powder also inhibited gas production. The tVFAs concentration was increased by coconut materials, but was not affected significantly as compared to control. Acetate concentration was significantly lower (p<0.05), while propionate was significantly higher (p<0.05) by addition of the coconut materials than that of the control. The acetate:propionate ratio was significantly lowered with addition of coconut oil and coconut powder (p<0.05). The methanogens and ciliate-associated methanogens in all added coconut materials were shown to decrease as compared with control. This study showed that ciliate-associated methanogens diversity was reduced by more than 50% in both coconut oil and coconut powder treatments. In conclusion, these results indicate that coconut powder is a potential agent for decreasing in vitro ruminal methane production and as effective as coconut oil.

• 자원환경지질
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• 제46권1호
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• pp.71-84
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• 2013

대부분의 GH는 전세계 해양퇴적물에서 대부분 산출되며 매장량은 $10^{13}{\sim}20{\times}10^{15}m^3$로 현재 세계 에너지 사용량을 기준으로 근 1,000년에 해당하는 양이다. MH는 전통석유가스자원를 대체할 미래 천연가스자원으로써의 잠재력이 있기 때문에 감압법, 화학첨가제 주입법, 열자극법, $CO_2$-메탄 치환법 등 채굴기술개발이 필요하다. 우리나라의 경우 2014년까지는 시험생산이 가능할 것으로 기대되고 있다. 이를 위하여 생산방법을 비교하고 GH의 분해에 따르는 반응이 복잡하기 때문에 이러한 현상을 예측하는 기술과 효과적이고 환경 친화적인 가스를 생산할 수 있는 기술을 개발하는 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.21-28
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• 2018

최근 셰일가스 생산량의 급증에 따른 유 가스 가격 하락이 셰일가스 생산의 채산성 악화를 초래하여 셰일가스 개발 시 신뢰성 있는 경제성 평가가 중요해졌다. 따라서 이 연구에서는 확률론적 분석 기법 중 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하여 셰일가스 개발 시 수반되는 불확실성을 고려한 경제성 분석을 수행하고자 하였다. 이를 위해 주요 변수들의 범위를 설정한 후 난수를 발생시켜 순현재가치(Net Present Value, NPV)와 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)의 확률분포를 도출하였고, 연구대상지역에서의 셰일가스 개발 시 사업 타당성이 긍정적으로 판단되는 확률을 추정하였다. 또한 셰일가스 개발 시 경제성에 영향을 미치는 주요 변수에 대한 민감도 분석을 수행하여 상업적인 생산을 위한 경제성 평가 시 주요 변수들의 영향을 파악하였다. 향후 대상지역의 경제성 지표 변동범위와 확률 값을 도출하는 이 연구의 결과는 셰일가스 생산을 위한 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권5호
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• pp.1106-1115
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• 2020

막 분리 운전방식에 따른 음폐수 소화가스의 도시가스용 바이오메탄 생산연구를 상업용 시설을 대상으로 수행하였다. 연구결과 바이오메탄의 순도는 4SBR과 3SDR 모두 98.9%를 달성할 수 있었다. 소화가스 내 메탄 회수율은 4SBR 88.1%, 3SDR 79.4%이었고, 처리 소화가스량 대비 바이오메탄 생산율도 4SBR이 53.5%로 3SDR의 49.4%보다 높았다. 그러나 막 분리시설에 공급되는 가스 중 반송가스의 비율은 4SBR이 56.5%로 3SDR 보다 두 배가량 컸으며, 이로 인해 최대 처리량에 있어서는 3SDR이 양호한 결과를 보였다. 따라서 소화가스 200 N㎥/day 이하는 4SBR, 240 N㎥/day 이상에서는 3SDR이 경제성이 좋은 것으로 판단되었다. 공정 운전변수들의 평균값 대비 운전 값들의 상대편차는 전반적으로 4SBR이 컸으며, 또한 주 운전조절 수단인 바이오메탄 인출압력 대비 주요 지표들의 상관관계에 있어서는 3SDR가 보다 직접적인 관계를 보여주었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.90-103
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• 2018

본 연구에서는 초크크기와 가스주입량을 조절함으로써 일반 유정이나 가스리프트가 적용된 유정에서 최적생산량을 산출할 수 있는 두 가지 인공신경망 모델을 개발하였다. 개발된 모델들의 입력자료는 용해가스-오일비, 물 생산 비율, 저류층압력, 초크크기 또는 가스주입량이고 출력자료는 정두압력과 오일 생산량으로 구성하였다. 먼저 육상 유정 시스템에 대하여 입력자료의 민감도 분석을 통해 각 변수의 범위를 결정하였고, 노달분석을 수행하여 초크크기 선정 모델에 1,715개, 가스주입량 선정 모델에 1,225개의 훈련자료를 각각 생성하였다. 동일한 저류층 자료에 대해 노달분석과 인공신경망 모델 결과를 비교해보면 두 모델 모두 결정계수 값이 0.99 이상으로 상관관계가 매우 높은 것으로 확인되었다. 또한 초크크기 선정 모델의 정두압력과 오일 생산량의 평균절대백분율오차는 각각 0.55%, 1.05%이고, 가스주입량 선정 모델의 정두압력과 오일 생산량의 평균절대백분율오차는 각각 1.23%, 2.67%로 개발된 모델의 정확도가 높은 것으로 확인되었다.

• 한국가스학회지
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• 제23권2호
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• pp.1-8
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• 2019

근래 환경 문제가 이슈화됨에 따라, 수소 에너지에 대한 관심 역시 빠르게 집중되고 있다. 특히 국내에서는 수소 에너지의 보급을 위하여 정부 주도 하, 수소전기차 및 수소충전소의 확산이 탄력을 받고 있다. 그러나 수소 에너지의 도입 취지에 부합하는, 실질적인 국내 환경성에 대한 기여도가 평가되어야 하지만, 기존 $CO_2$ 배출량 분석 방법의 대부분은 미국의 에너지 환경을 대표하여 개발되었으므로, 국내 현실에 그대로 적응하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 수소 생산 시 배출되는 $CO_2$ 배출량을 평가하는 방식으로, 물질 수지 기반의 수치 계산 분석을 제안한다. 제안한 방법을 바탕으로 천연가스, LPG, 나프타를 원료로 개질 반응 및 전기분해, COG를 활용한 수소 생산 시 국내에서 발생하는 $CO_2$ 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 결과를 GREET 프로그램 분석 결과를 비교하여 제안한 방법의 신뢰성을 확인해보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.796-806
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• 2014

석탄가스화를 기반으로 한 발전(IGCC 발전) 및 화학원료 제조공정의 상업화 관건은 화석연료인 원유 또는 천연가스를 기반으로 생산되는 경우와 비교하여 경제성을 확보할 수 있는지 여부이다. 경제성 확보를 위한 가장 현실적인 방법으로는 석탄 가스화를 통해 얻어진 합성가스로부터 2개 이상의 생산물(예: 발전과 화학원료를 동시 생산)을 병산(coproduction 또는 poly-generation)하는 것이다. 본 연구에서는 석탄 가스화를 기반으로 하여 발전과 수송용, 발전용 및 가정용 연료로 사용이 가능한 DME(dimethyl ether)를 병산하는 공정에 대한 경제성 분석을 실시하였다. 경제성 분석을 위한 병산 공정에서는 250 MW 전력생산 연간 30만 톤의 DMZ 생산을 기준으로 하였다. 병산 공정에서 DME 판매가격이 50만원/ton인 경우, 전기 생산원가는 34.8~58.4원/kWh으로 SMP(계통한계가격) 가중평균인 150.69원/kwh(2013년 1월~12월까지의 평균값)의 33~58% 수준으로 산정되었다. 따라서, DME 판매가격이 적정하게 유지될 경우 석탄 IGCC+DME 병산공정은 IGCC 단독 발전과 비교하여 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 현재 중국에서 DME 판매가격이 900,000원/톤 내외이므로, 전력과 DME를 병산할 경우, IGCC 단독으로 전력을 생산할 경우와 비교하여 전력 생산 원가를 월등하게 낮출 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이 석탄 가스화를 기반으로 한 병산 공정을 통해 전력과 DME를 병산하는 시스템에서, 시장 여건에 따라 전력과 DME 생산비율 제어가 가능하고, 석탄 가스화기 및 정제 시스템을 공통 설비로 활용함으로써, 개별적으로 생산하는 것보다 생산 원가를 낮출 수 있다는 결과를 얻었다.