• Title/Summary/Keyword: Methane Hydrate

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메탄하이드레이트 개발동향 (The Status of Methane Hydrate Development)

  • 김영인
    • 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.

에탄올+메탄 하이드레이트에 대한 분광학적 분석연구 (Spectroscopic Analysis of the Ethanol + Methane Hydrate)

  • 이종원;강성필
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.146.2-146.2
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    • 2011
  • Molecular behaviors and crystal structures of the binary hydrates of $CH_4$ and ethanol were identified by means of 13C solid-state NMR and powder XRD methods at various concentrations of ethanol. In addition, NMR peak areas were used to calculate cage occupancies for both guest species. Obtained results showed that more $CH_4$ molecules are captured into hydrate phase per unit mass of ethanol molecules because $CH_4$ molecule can occupy sII large cages more, and pure $CH_4$ hydrate can form more as well at lower ethanol concentrations. Even though tuning phenomenon was already reported for some aqueous hydrate promoters such as THF, aqueous ethanol solutions are found to play the same tuning role in the binary clathrate hydrates in this study.

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n-Pentane & n-Hexane as Coguests of sH Hydrates in the Mixture with 2,2-Dimethylbutane and Methane

  • 이종원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.58-61
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    • 2006
  • n-Pentane and n-hexane, previously regarded as non-hydrate formers, are found to form structure H hydrate in mixtures with 2,2-dimethylbutane. Even though they are thought to be too large to fit into the largest cage of the structure H hydrate, powder XRD and NMR measurements show that they form gas hydrates in mixtures with other sH hydrate former. These findings are of fundamental interest and also will impact the composition and location of natural gas hydrates and their potential as global energy resource and climate change materials.

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천연가스 고체화 수송을 위한 가스 하이드레이트 생성촉진에 대한 실험적 연구 (Experimental Investigation on the Enhancement of Gas Hydrate Formation for tile Solid Transportation of Natural Gas)

  • 김남진
    • 신재생에너지
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    • 제2권2호
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    • pp.94-101
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    • 2006
  • [ $1m^3$ ] solid hydrate contains up to $200m^3$ of natural gas, depending on pressure and temperature. Such large volume of natural gas hydrate can be utilized to store and transport large quantity of natural gas in a stable condition. So, in the present investigation, experiments carried out for the formation of natural gas hydrate governed by pressure, temperature, and gas compositions, etc.. The results show that the equilibrium pressure of structure II natural gas hydrate) is approximately 65% lower and the solubility is approximately three times higher than structure I methane hydrate). Also, the subcooling conditions of the structure I and II must be above 9K and 11K in order to form hydrate rapidly regardless of gas components, but the pressure increase is more advantageous than the temperature decrease in order to increase the gas consumption. And utilizing nozzles for spraying water in the form of droplets into the natural gas dramatically reduces the hydrate formation time and increases its solubility at the same time.

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천연가스 고체화 수송을 위한 가스 하이드레이트 생성촉진에 대한 실험적 연구 (Experimental Investigation on the Enhancement of Gas Hydrate Formation for the Solid Transportation of Natural Gas)

  • 김남진
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.399-402
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    • 2006
  • [ $1m^3$ ] solid hydrate contains up to $200m^3$ of natural gas, depending on pressure and temperature. Such large volume of natural gas hydrate can be utilized to store and transport large quantity of natural gas in a stable condition. So, in the present investigation, experiments carried out for the formation of natural gas hydrate governed by pressure, temperature, and gas compositions, etc.. The results show that the equilibrium pressure of structure II natural gas hydrate (is approximately 65% lower and the solubility is approximately three times higher than structure I methane hydrate). Also, the subcooling conditions of the structure I and II must be above 9K and 11K in order to form hydrate rapidly regardless of gas components, but the pressure increase is more advantageous than the temperature decrease in order to increase the gas consumption. And utilizing nozzles for spraying water in the form of droplets into the natural gas dramatically reduces the hydrate formation time and increases its solubility at the same time.

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가스 하이드레이트 부존 퇴적토의 지반공학적 물성 (Geotechnical properties of gas hydrate bearing sediments)

  • 김학성;조계춘;이주용
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.151-151
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    • 2011
  • Large amounts of natural gas, mainly methane, in the form of hydrates are stored on continental margins. When gas hydrates are dissociated by any environmental trigger, generation of excess pore pressure due to released free gas may cause sediment deformation and weakening. Hence, damage on offshore structures or submarine landslide can occur by gas hydrate dissociation. Therefore, geotechnical stability of gas hydrate bearing sediments is in need to be securely assessed. However, geotechnical characteristics of gas hydrates bearing sediments including small-strain elastic moduli have been poorly identified. Synthesizing gas hydrate in natural seabed sediment specimen, which is mainly composed of silty-to-clayey soils, has been hardly attempted due to their low permeability. Moreover, it has been known that hydrate loci in pore spaces and heterogeneity of hydrate growth in specimen scale play a critical role in determining physical properties of hydrate bearing sediments. In the presented study, we synthesized gas hydrate containing sediments in an instrumented oedometric cell. Geotechnical and geophysical properties of gas hydrate bearing sediments including compressibility, small-strain elastic moduli, elastic wave, and electrical resistivity are determined by wave-based techniques during loading and unloading processes. Significant changes in volume change, elastic wave, and electrical resistivity have been observed during formation and dissociation of gas hydrate. Experimental results and analyses reveal that geotechnical properties of gas hydrates bearing sediments are highly governed by hydrate saturation, effective stress, void ratio, and soil types as well as morphological feature of hydrate formation in sediments.

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합성 천연가스의 하이드레이트 형성 거동 연구 (Investigation on Formation Behaviors of Synthesized Natural Gas Hydrates)

  • 이종원;이주동
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권5호
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    • pp.890-893
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    • 2012
  • 가스 하이드레이트란 물이 형성하는 수소 결합의 격자 구조 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되며 형성하는 결정성 화합물이다. 가스 하이드레이트는 작은 고체 부피 내에 막대한 양의 기체 분자를 저장할 수 있다는 특징으로 인해 에너지 가스의 수송/저장 매체로 주목받고 있다. 또한 심해저와 영구 동토지역에 천연적으로 형성되어 부존되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트를 미래 청정 에너지원으로 활용하기 위한 연구도 진행 중에 있다. 본 연구에서는 천연가스의 수송/저장 매체로 가스 하이드레이트의 활용 가능성을 확인하기 위하여, 메탄, 에탄, 프로판이 각각 90.0, 7.0, 3.0 mol% 포함된 합성 천연가스를 사용하여 가스 하이드레이트 형성과 형성시의 거동 변화를 측정하였다. 268 K 및 50 bar의 조건에서 형성된 천연가스 하이드레이트 시료에 대해 고체상 NMR 및 고분해능 분말 XRD 분석을 통하여 시료의 결정 구조 확인 및 미세 분자 거동을 확인하였다. 실험 결과를 통해 형성된 천연가스 하이드레이트는 구조-II인 것을 확인하였으며, 구조-II의 두 가지 동공 중 작은 동공은 메탄이, 그리고 큰 동공은 메탄, 에탄, 프로판 모든 성분들이 포집되어 있음을 알 수 있었다. 또한 NMR 분광 분석법과 기체 크로마토그래피를 사용하여 기체 및 고체 조성을 분석한 결과, 천연가스의 성분별 포집도에 차이가 있는 것을 알 수 있었는데, 순수한 기체를 기준으로 하였을 때 가스 하이드레이트를 더 잘 형성할 수 있는 프로판, 에탄, 메탄의 순으로 포집 경향이 나타남을 알 수 있었다.

음이온 멀티체인형 계면활성제의 메탄 가스 하이드레이트 형성시 효과 (Effect of methane gas hydrate formation of Anionic multichain type surfactant)

  • 권영아;정광은;박종목;김철웅;채호정;정순용;임진형;이주동
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.712-715
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    • 2009
  • 본 연구에서는 고밀도, 고촉진 가스하이드레이트 생성 촉진제 (promoter)의 개발을 위하여 음이온성 멀티체인형 게면활성제를 제조하였다. 또한 각 계면활성제의 알킬그룹의 길이에 따라 같은 조건에서의 계면활성제의 촉진 효과를 비교하였다. $1^{\circ}C$에서 35bar,40bar로 압력을 달리하여 비교 실험하여 메탄 하이드레이트 생성속도를 측정하고, 각 조건에서의 계면활성제의 촉진 효과를 비교하였다. 알킬그룹의 길이가 짧을수록, 압력이 높을수록 촉진 속도가 빠르다. 또한 기존의 상용화된 SDS(Sodium dodecyl sulfate)보다 본 연구에서 제조한 C10의 음이온성 멀티체인형 계면활성제가 SDS 대비하여 소량으로도 충분한 효과를 나타냄을 확인하였다.

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다공성 매질 내에서 메탄 하이드레이트의 분해에 의한 2 상 유동 해석 (Simulation of Two Phase Flow in Porous Media After Disso of Methane Hydrates)

  • 장동근;김남진;이재용;김종보
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.241-246
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    • 2000
  • Gas hydrates are solid solutions when water molecules are linked through hydrogen bondin create host lattice cavities that can enclose a large variety of guest gas molecules. The natural hydrate crystal may exist at low temperature above the normal freezing point of water and pressure greater than about 30 bars. A lot of quantities of natural gas hydrates exists in the ear many production schemes are being studied. In the present investigation, depressurization method considered to predict the production of gas and the simulation of the two phase flow - gas and - in porous media is being carried out. The simulation show about the fluid flow in porous have a variety of applications in industry. Results provide the appearance of gas and water prod the pressure profile, the saturation of gas/ water/ hydrates profiles and the location of the pl front.

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가스하이드레이트 생산성 분석에 관한 실험 연구 (An Experimental Study on the Gas Productivity from Gas Hydrate)

  • 박승수;한정민;권옥배;신창훈;이정환
    • 신재생에너지
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    • 제2권3호
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    • pp.37-41
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    • 2006
  • In this study, an experimental apparatus has been designed and set up to analyze the dissociating phenomena of hydrate in porous rock. Experiments with the depressurization scheme have been carried out to investigate the dissociation characteristics of methane hydrates and the productivities of dissociated gas and water. From the experiments, it has been provided a determination of volume of gas produced and the progress of the dissociation front, as a function of time when hydrate is depressurized. Also, it has been investigated the flowing behavior of the dissociated gas and water in porous rock and the efficiency of the production

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