• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.630-633
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• 2005

Some gases can be formed into hydrate by physical combination with water under appropriate temperature and pressure condition. Besides them, it was found that the pore size of the sediments can affect the formation and dissociation of hydrate. In this study, formation temperatures of carbon dioxide and methane hydrate have been measured using isobaric method to investigate the effects of flow rates of gases on formation condition of hydrate in porous rock samples. The flow rates of gases were controlled using a mass flow controller. To minimize Memory effect, system temperature increased for the dissociation of gas hydrates and re-established the initial saturation. The results show that the formation temperature of hydrate decreases with increasing the injection flow rate of gas. This indicates that the velocity of gas in porous media may act as kinds of inhibitor for the formation of hydrate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.123.2-123.2
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• 2011

Self-preservation effect was identified by means of macroscopic dissociation experiments after keeping natural gas hydrate samples at 258 K for 15 days. The hydrate samples were formed using synthetic natural gas hydrate whose compositions are 90% $CH_4$, 7% $C_2H_6$, and 3% $C_3H_8$. In addition, during the formation, heavy hydrocarbons of propane and ethane are found to occupy hydrate cages in a more favorable way than methane so as to change the gas composition after hydrate formation. Experimental results obtained in this study can provide useful information on applications of natural gas hydrate for storing or transporting natural gas in the form of solid hydrate.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.888-892
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• 2008

If gas hydrate dissociates due to natural and/or human activities, it generates large amount of gas and water. Upon gas hydrate dissociation, a generated pore water pressure between soil particles increases and results in the loss of an effective stress and degradation of soil stiffness and strength. In order to predict the generated excess pore water pressure due to gas hydrate dissociation, two methods based on small hydrate concept (SHC) and large hydrate concept (LHC) are proposed. An excess pore water pressure generated by the gas hydrate dissociation in the Storegga Slide was calculated using two proposed methods.

• 설비공학논문집
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• 제15권8호
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• pp.674-682
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• 2003

Natural gas hydrate typically contains 85 wt.% water and 15 wt.% natural gas, and commonly belongs to cubic structure I and II. Also, 1m$^3$ hydrate of natural gas can be decomposed to 200 m$^3$ natural gas at standard condition. If this characteristic of hydrate is reversely utilized, natural gas is fixed into water and produced to hydrate. Therefore the hydrate is great as a means to transport and store natural gas. So, the tests were performed on the formation of natural gas hydrate is governed by the pressure, temperature, gas composition etc. The results show that the equilibrium pressure of structure II is approximately 65% lower and the solubility is about 3 times higher than structure I. Also if the subcoolings of structure I and structure II are more than 9 K and 11 K respectively, the hydrates are rapidly formed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.690-695
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• 2012

가스 하이드레이트는 순수한 물이 이루는 격자구조 내에 다양한 가스분자들이 선택적으로 포획되어진 고체상의 화합물로, 최근 이산화탄소를 포집, 수송, 저장 하는 CCS (Carbon Capture and Storage)기술에 이를 응용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가스 하이드레이트를 적용한 CCS 기술의 핵심은 효과적으로 $CO_2$ 하이드레이트를 제조하는 기법의 개발이며, 본 연구에서는 초음파 노즐을 이용하여 수십 나노미터 직경의 미세수적을 통해 고속의 $CO_2$ 하이드레이트 제조기술 개발하였고, 이 과정의 특성을 파악해 보았다. 주파수 2.4 MHz의 초음파 노즐을 이용하여 미세직경의 수적을 분무하고 이송가스(carrier gas)로 $CO_2$를 적용, 미세 수적과 $CO_2$가 동시에 급속 냉각되는 저온 반응기에 도입되어 다공질 얼음입자가 직접 평균 $10.7{\mu}m$ 직경의 $CO_2$ 하이드레이트로 생성되는 연속공정을 개발하였다. 미세직경 얼음입자를 시작물로 하여 정압조건에서 $CO_2$ 하이드레이트가 생성되도록 하며 가스포집량을 측정, 그의 가스 포집속도를 알아본 결과, 미세직경이며 동시에 다공 얼음이 제공하는 높은 기-고 접촉면적으로 인해 가스 하이드레이트 생성에 매우 적합한 것을 알 수 있었으며, 제조된 $CO_2$ 하이드레이트의 자기보존효과(self-preservation effect)를 실험으로 확인함으로서 $CO_2$ 가스의 수송에도 이용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제30권5호
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• pp.11-16
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• 2010

Methane hydrate is crystalline ice-like compounds which formed methane gas enters within water molecules composed cavity and each other from physically-bond at specially temperature and pressure condition. $1m^3$ of methane hydrate can be decomposed into the maximum of $216m^3$ of methane gas under standard condition. If these characteristics of hydrate are utilized in the opposite sense, natural gas can be fixed into water in the form of a hydrate solid. Therefore the use of hydrate is considered to be a great way to transport and store natural gas in large quantity. However, when methane hydrate is formed artificially, the amount of gas that is consumed is relatively low, due to the slow reaction rate between water and methane gas. Therefore for practical purposes in the application, the present investigation focuses on increasing the amount of gas consumed by adding chemically oxidized OMWCNTs to pure water. The results show that when 0.003 wt% of oxidation multi-walled carbon nanotubes was added to pure water, the amount of gas consumed was almost four times more than that of pure water indicating its effect in hydrate formation and the hydrate formation time decreased at alow subcooling temperature.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.55-62
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• 2001

이 논문에서는 일정한 온도를 유지할 수 있는 자켓타입의 교반 반응기내에서 인공적으로 메탄 하이드레이트를 제조하였으며, 제조시의 하이드레이트의 형상 변화를 관찰하였다. 제조된 하이드레이트의 연소 시연에서는 하이드레이트로 천연가스의 수송 및 저장 가능성을 나타내고 있다. 또한 메탄 하이드레이트 제조시 제조 조건들, 반응기의 온도, 압력 및 교반속도 등의 영향에 대하여 측정하였다. 이러한 제조 조건에 따라 하이드레이트의 생성 속도 및 유도시간을 관찰하였다. 특히 하이드레이트의 성장 즉 핵의 생성과 하이드레이트의 구조 형성에 커다란 영향을 주는 것은 인자들 중에 온도와 압력으로 가스 하이드레이트에 관한 가스의 저장과 수송측면을 알아 볼 경우에 필히 검토해야 할 부분으로 판단된다.

• Advances in environmental research
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• 제4권1호
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• pp.17-24
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• 2015

In this study, we numerically investigated the effect of pressure (100-250 bar), temperature (274-288 K), and salinity (3.5% w/w electrolytes) on $CO_2$ hydrate dissolution rates in the ocean. Mass transfer equations and $CO_2$ solubility data were used to estimate the $CO_2$ hydrate dissolution rates. The higher pressure and lower temperature significantly reduced the $CO_2$ hydrate dissolution rates due to the increase of $CO_2$ particle density. In the high salinity condition, the rates of $CO_2$ hydrate dissolution were decreased compared to pure water control. This is due to decrease of $CO_2$ solubility in surrounding water, thus reducing the mass transfer of $CO_2$ from the hydrate particle to $CO_2$ under-saturated water. The results obtained from this study could provide fundamental knowledge to slow down or prevent the $CO_2$ hydrate dissolution for long-term stable $CO_2$ storage in the ocean as a form of $CO_2$ hydrate.

• 설비공학논문집
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• 제23권12호
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• pp.769-775
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• 2011

Methane hydrate is formed by physical binding between water molecules and methane gas, which is captured in the cavities of water molecules under the specific temperature and pressure. $1m^3$ hydrate of pure methane can be decomposed to the methane gas of $172m^3$ and water of $0.8m^3$ at standard condition. Therefore, there are a lot of practical applications such as separation processes, natural gas storage transportation and carbon dioxide sequestration. For the industrial utilization of hydrate, it is very important to rapidly manufacture hydrate. So in this study, hydrate formation was experimented by adding THF and oxidized carbon nanotubes in distilled water, respectively. The results show that when the oxidized carbon nanofluids of 0.03 wt% was, the amount of gas consumed during the formation of methane hydrate was higher than that in the THF aqueous solution. Also, the oxidized carbon nanofluids decreased the hydrate formation time to a greater extent than the THF aqueous solution at the same subcooling temperature.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.67-75
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• 2014

방대한 저장량으로 차세대 에너지원으로 평가받는 메탄가스 하이드레이트는 생산과정에서 유발될 수 있는 문제를 최소화하고 최적의 생산조건을 선정하기 위한 하이드레이트 포함한 다공질 재료의 THM 현상에 대한 프로그램의 개발이 절실하다. 기존의 해석 프로그램들은 국제공동연구를 통하여 프로그램들간의 상호 비교검증을 진행하고 있으나, 예측값의 불일치와 수렴성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 다공질 재료내 메탄 하이드레이트의 해리 현상을 해석할 수 있는 fully coupled THM 유한요소 프로그램을 개발하였다. Methane hydrate, soil, water, 및 methane gas의 질량보존의 법칙, 에너지 보존의 법칙, 그리고 힘평형 방정식으로부터 지배방정식을 유도하였다. 다양한 주변수들의 조합을 통하여 주변수를 변위, 가스 포화도, 유체압, 온도, 하이드레이트 포화도로 선택하였으며, 상변화 전영역에서 해석이 가능하도록 하였다. 하이드레이트의 해리를 예측하는 모델은 kinetic model을 이용하였다. 개발된 THM 유한요소 프로그램을 이용하여 메탄가스 생산에 관한 Masuda의 실내 모형실험 결과와 비교적 분석을 수행하였으며, 해의 수렴성과 안정성을 확인할 수 있었다.