• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권3호
• /
• pp.378-386
• /
• 2019

이 논문에서는 염수 중 이온 농축을 위해 진공 증발법과 하이드레이트 활용법 적용시 소모 에너지를 계산 결과를 보고하고자 한다. 상온 상압의 염수(NaCl 농도 0.35 wt%) 1 mol/s 를 10배 농축할 경우를 가정하여 $69^{\circ}C$, 30 kPa 조건에서 진공 증발시와 객체가스로 $CH_4$, $CO_2$, $SF_6$ 를 사용한 하이드레이트 기반 기술의 에너지 소모량을 계산하였다. 진공 증발시 소모 에너지는 약 47 kJ/mol 이었으며, $CH_4$, $CO_2$, $SF_6$ 하이드레이트 공정을 적용할 경우에는 각각 43, 32, 28 kJ/mol의 에너지가 필요하였다. 에너지 소모량 관점에서 이온 농축시 하이드레이트 활용방법은 경쟁력있는 기술이 될 수 있으나, 객체가스에 따라 수화수(hydration number), 수화에너지, 압축에너지 등이 달라지므로 적절한 객체가스의 선정이 매우 중요한 요소라고 판단된다. 하이드레이트를 이용한 용존 이온 농축 기술의 상용화를 위한 핵심 요소로는 객체가스의 선정, 하이드레이트와 농축수의 효과적 분리, 하이드레이트 형성 속도 향상을 들 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제38권2호
• /
• pp.165-176
• /
• 2005

심해저 퇴적물에 분포하는 천연가스는 물리, 화학적인 조건에 따라서 세 가지 상(phase)으로 존재한다. 즉, 공극수에 녹아있는 가스의 농도가 용해도 이하이면 용존 가스 형태로 존재할 것이며, 용해도 이상이면 자유가스가(free gas) 형성될 것이며, 자유가스를 포함하는 해저 퇴적물이 저온 고압 조건인 하이드레이트 안정 지역이라면 가스 하이드레이트로 존재한다. 심해저 퇴적물내의 가스의 농도를 정확히 파악할 수 있다면 천연가스와 하이드레이트의 형성과 분포를 예측할 수 쳐다. 그러나, 해저 퇴적물 내에 포함되어 있는 가스의 양을 정확히 측정하는 것은 매우 어렵다. 심해저 퇴적층에서 가스를 채취하는 방법으로 널리 이용되는 공기층 가스 기법을 이용하여 퇴적물내의 가스의 양을 가늠하는 것은 천부 퇴적층에서만 가능하고 심부 지층에서 채취한 가스는 코어 회수와 시료 채취 과정에서 대부분의 가스가 유실되고 극히 일부만 정량 분석된다. 압력 코어(Pressure Core Sampler PCS)는 길이 $1{\cal}m$, 반경 $4.32{\cal}cm$ 규격으로 총 $1,465cm^3$의 퇴적물을 68.9 Mpa 압력 하에서 채취하는 장비이다. ODP Leg 204 시추 동안에 총 6개 지점(site) 에서 압력 코어를 사용하여 각 시추 지점에서 심도에 따른 퇴적물내의 가스의 양과 가스 하이드레이트의 분포를 측정하였다. 분석 결과 시추 위치에 따라서 가스 농도 및 분포 특성이 서로 다르게 나타났다. 하이드레이트 릿지(Hydrate Ridge)의 정상 주변에는 해저면 퇴적물에 메탄가스가 과포화되어 있고 정상 측면 및 분지지역에는 일부 심도의 퇴적물에서만 과포화되어 있었다. 하이드레이트 릿지의 가스 하이드레이트 분포는 압력 코어에 의해서 측정한 현장(in-situ)의 가스 농도 특성과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.676-679
• /
• 2009

The bottom-simulating reflector (BSR) is the most commonly observed seismic indicator of gas hydrate in the Ulleung Basin, East Sea. We processed ten representative seismic reflection profiles, selected from a large data set, for amplitude variation with offset (AVO) analysis of the BSR to estimate gas-hydrate concentrations. First, BSRs were divided into five groups based on their seismic amplitudes and associated sediment types: (1) very high-amplitude BSRs in turbidite/hemipelagic sediments, (2) high-amplitude BSRs in debris-flow deposits, (3) moderate-amplitude BSRs in turbidite/hemipelagic sediments, (4) very low-amplitude BSRs in debris-flow deposits, and (5) very low-amplitude BSRs in seismic chimneys. The AVO responses of the group 1 and 3 BSRs are characterized by a rapid decrease and a relatively slow decrease in magnitude with offset, respectively. The AVO response of the group 2 BSR is characterized by a relatively slow increase in magnitude with offset. The AVO responses of the groups 4 and 5 BSRs are characterized by a flat AVO with very small zero-offset amplitude. Theoretical AVO curves, based on the three-phase Biot theory, suggest that the group 1 and 3 BSRs may be related to high (> 40%) concentrations of gas hydrate whereas the group 2 BSRs may indicate low (< 20%) concentrations of gas hydrate. The AVO responses of the group 4 and 5 BSRs cannot be compared with the theoretical models because of their very small zero-offset amplitudes. The comparison of the AVO response of the BSR at the UBGH-04 well with theoretical models suggests about 10% gas-hydrate concentration above the gas-hydrate stability zone.

• 신재생에너지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.102-107
• /
• 2006

In Japan, research and development were undertaken on gas hydrate-side industrial processes associated with power generation system connections that may particularly be necessary to develop gas hydrated technology-based industrial systems. In so doing, data and engineering technologies useful n formulating guidelines on design of practical process were accumulated. In addition, basic research into theoretical evidence were carried out to promote and support the development of technological elements for those processes. In basic research designed to promote and support the research and development of elemental technologies, microanalyses were conducted to understand the decomposition mechanism of mixed gas hydrate. Moreover, measurement technologies that can be applied in industrial processes, such as numerical analyses and concentration measurement, were examined. Japan has developed a highly efficient gas hydrate formation process using micro-bubbles with a tubular reactor. Higher formation rate over conventional systems has been obtained by the process. As mentioned above, the technical problems were clarified and the economics were studied from a view point of the NGH technology in this study. The results can be applied for utilization and must contribute to popularization of gas hydrate production.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
• /
• pp.415-418
• /
• 2006

In Japan, research and development were undertaken on gas hydrate-side industrial processes associated with power generation system connections that may particularly be necessary to develop gas hydrated technology-based industrial systems. In so doing, data and engineering technologies useful n formulating guidelines on design of practical process were accumulated. In addition, basic research into theoretical evidence were carried out to promote and support the development of technological elements for those processes. In basic research designed to promote and support the research and development of elemental technologies microanalyses were conducted to understand the decomposition mechanism of mixed gas hydrate. Moreover, measurement technologies that can be applied in industrial processes, such as numerical analyses and concentration ion measurement, were examined. Japan has developed a highly efficient gas hydrate formation process using micro-bubbles with a tubular reactor. Higher formation rate over conventional systems has been obtained by the process. As mentioned above, the technical problems were clarified and the economics were studied from a view point of the NGH technology in this study. The results can be applied for utilization and must contribute to popularization of gas hydrate production.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.195-200
• /
• 2019

Whisker-type magnesium hydroxide sulfate hydrate ($5Mg(OH)_2{\cdot}MgSO_4{\cdot}3H_2O$, abbreviated 513 MHSH), is used in filler and flame-retardant composites based on its hydrate phase and its ability to undergo endothermic dehydration in fire conditions, respectively. In general, the length of whiskers is determined according to various synthetic conditions in a hydrothermal reaction with high temperature (${\sim}180^{\circ}C$). In this work, high-quality 513 MHSH whiskers are synthesized by controlling the concentration of the raw material in ambient conditions without high pressure. Particularly, the concentration of the starting material is closely related to the length, width, and purity of MHSH. In addition, a ceramic-coating system is adopted to enhance the mechanical properties and thermal stability of the MHSH whiskers. The physical properties of the silica-coated MHSH are characterized by an abrasion test, thermogravimetric analysis, and transmission electron microscopy.

• 한국가스학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.18-27
• /
• 2020

본 연구에서는 LNG-FPSO 상부구조물의 시스템 가용도를 고려한 해저 유동관내 유동안정성 연구를 수행하였다. 이를 위해 PVCap 억제 성능 평가 실험, LNG-FPSO 상부구조물 가용도 분석, 유동관내 하이드레이트 위험도 평가, PVCap 주입 농도 산출로 구성된 하이드레이트 관리 전략을 수립하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃에 따라 PVCap의 하이드레이트 지연시간을 측정함으로써 PVCap 주입 농도 결정에 필요한 실험 기준을 확보하였다. 시스템 가용도 분석을 통해 산출된 20년 동안의 LNG-FPSO 상부구조물의 가용도는 89.3%이며, 50시간의 최장 고장 시간이 연간 2.9회 발생하였다. 현장 자료를 이용하여 다상 유동 시뮬레이션을 위한 유동관 모델을 구축하였다. 다상 유동 시뮬레이션을 통해 하이드레이트 플러깅 위험도를 예측한 결과, 50시간의 생산 중단 조건에서는 23.2시간 만에 유동관 끝단에서 하이드레이트가 발생하는 것을 확인하였다. 하이드레이트 방지를 위해 PVCap 실험 결과를 기반으로 PVCap 주입 농도를 산출하였으며, 0.25 wt%의 PVCap을 연간 2.9회 주입하면 하이드레이트 플러깅을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
• /
• 제22권3호
• /
• pp.154-160
• /
• 2016

가스 하이드레이트 형성을 이용하여 담수를 생산하고자 하는 어떠한 공정이라도 가스 하이드레이트 형성속도는 경제적인 관점에서 매우 중요한 공정변수일 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 촉진제를 사용하여 R-134a(또는 HFC-134a) 가스 하이드레이트의 형성속도를 향상시키고자 하였는데 최종목표가 음용수 생산이므로 촉진제로 세가지 다른 형태의 식용 계면활성제를 선정하여 사용하였다. 음이온성인 카라기난(κ-carrageenan), 양쪽성인 레시틴(lecithin), 그리고 비이온성인 폴리소르베이트 80(polysorbate 80)이 그것이다. 식용 계면활성제의 농도를 변화시키면서 R-134a 가스 하이드레이트 형성속도가 어떻게 변하는지 관찰하였다. 어떠한 경우이든 식용 계면활성제의 첨가가 R-134a 가스 하이드레이트 형성속도를 향상시키는 것으로 관찰되었으며 그 효과는 폴리소르베이트 80 > 카라기난 > 레시틴의 순서를 보였다. 이론적인 설명을 위해 범밀도함수(DFT) 이론을 기반으로 한 분자모델링을 이용하여 각 식용 계면활성제를 구성하고 있는 원자들의 전하를 계산하였고 실험으로 관찰된 촉진제 효과가 계면활성제 내의 수소결합을 할 수 있는 산소들의 수와 그 산소들의 원자전하 값들이 음수인 정도에 비례하는 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2020년도 가을 학술논문 발표대회
• /
• pp.77-78
• /
• 2020

An alkaline activator was synthesized by dissolving waste glass powder (WGP) in NaOH-4M solution to explore its effects on the Class-C fly ash (FA) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) based alkali-activated material (AAM). The compressive strength and porosity were measured, and (SEM-EDX) were used to study the hydration mechanism and microstructure. Results indicated that the composition of alkali solutions was significant in enhancing the properties of the obtained AAM. As the amount of dissolved WGP increased in alkaline solution, the silicon concentration increased, causing the accelerated reactivity of FA/GGBS to develop Ca-based hydrate gel as the main reaction product in the system, thereby increasing the strength. Further increase in WGP dissolution led to strength loss, which were believed to be due to the excessive water demand of FA/GGBS composites to achieve optimum mixing consistency. Increasing the GGBS proportion in a composite also appeared to improve the strength which contributed to develop C-S-H-type hydration.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권2호
• /
• pp.469-478
• /
• 2022

Tritium was extracted from tritium-contaminated aluminum samples by heating it in a high-temperature furnace at 200, 300, or 400 ℃ for 15 h. The extracted tritium was analyzed by using a liquid scintillation counter (LSC); the sample thicknesses were 0.4 and 2 mm. The differences in tritium extraction over time were also investigated by cutting aluminum stick samples into several pieces (1, 5, 10, and 15) with the same thickness, and subsequently heating them. The results revealed that there are most of the hydrated material based on tritium on the surface of aluminum. When the temperature was increased from 200 or 300 ℃-400 ℃, there are no large differences in the heating duration required for the radioactivity concentration to be lower than the MDA value. Additionally, at the same thickness, because the surface of aluminum is only contaminated to tritiated water, cutting the aluminum samples into several pieces (5, 10, and 15) did not have a substantial effect on the tritium extraction fraction at any of the applied heating temperatures (200, 300, or 400 ℃). The proportion of each tritium-release materials (aluminum hydrate based on tritium) were investigated via diverse analyses (LSC, XRD, and SEM-EDS).