• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제27권7호
• /
• pp.1050-1056
• /
• 2014

This study investigated the main factors influencing digester temperature and methods to reduce heat losses during the cold season in the subtropics. Four composite digesters (two insulated and two uninsulated) were buried underground to measure their internal temperature ($^{\circ}C$) at a depth of 140 cm and 180 cm, biogas production and methane ($CH_4$) concentration in biogas from August to February. In parallel the temperature of the air (100 cm above ground), in the slurry mixing tank and in the soil (10, 100, 140, and 180 cm depth) was measured by thermocouple. The influent amount was measured daily and the influent chemical composition was measured monthly during the whole experimental period. Seasonal variations in air temperature significantly affected the temperature in the soil, mixing tank and digester. Consequently, biogas production, which is temperature dependent, was influenced by the season. The main factors determining the internal temperature in the digesters were insulation with Styrofoam, air temperature and temperature of slurry in the mixing tank. Biogas production is low due to the cold climate conditions in winter in Northern Vietnam, but the study proved that storing slurry in the mixing tank until its temperature peak at around 14:00 h will increase the temperature in the digester and thus increase potential biogas production. Algorithms are provided linking digester temperature to the temperature of slurry in the mixing tank.

• 한국물환경학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.121-131
• /
• 2018

Domestic sewage treatment plants (STPs) consume about 0.5 % of total electric energy produced annually, which is equivalent to 207.7 billion Korean won per year. To minimize the energy consumption and as a way of mitigating the depletion of energy sources, the sewage treatment strategy should be improved to the level of "energy positive". The core processes for the energy positive sewage treatment include A-stage for energy recovery and B-stage for energy-efficient nitrogen removal. The integrated process is known as the A/B-process. In A-stage, chemically enhanced primary treatment (CEPT) or high rate activated sludge (HRAS) processes can be utilized by modifying the primary settling in the first stage of sewage treatment. CEPT utilizes chemical coagulation and flocculation, while HRAS applies returned activated sludge for the efficient recovery of organic contents. The two processes showed organic recovery efficiencies ranging from 60 to 70 %. At a given recovery efficiency of 80 %, 17.3 % of energy potential ($1,398kJ/m^3$) is recovered through the anaerobic digestion and combustion of methane. Besides, anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) can recover 85% of organic contents and generate $1,580kJ/m^3$ from the sewage. The recovered energy is equal to the amount of energy consumption by sewage treatment equipped with anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX)-based B-stage, $810{\sim}1,620kJ/m^3$. Therefore, it is possible to upgrade STPs as efficient as energy neutral. However, additional novel technologies, such as, fuel cell and co-digestion, should be applied to achieve "energy positive" sewage treatment.

• 한국진공학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.119-126
• /
• 2001

ECR-PECVD 방법으로 ECR 플라즈마 소스 power, $CH_4/H_2$ 가스 혼합비와 유량, 증착시간 및 기판 bias 전압을 변화시켜 가면서 수소가 함유된 비정질 탄소 박막을 증착하고, 증착조건에 따라서 박막 내부에 함유되어 있는 수소함량 변화를 2.5 MeV 헬륨 이온빔을 사용하는 ERDa로 측정하였다. ERDA의 결과와 hES 및 RBS에 의한 성분분석으로부터 본 실첨에서 증착된 박막은 탄소와 수소만으로 구성 되어있음을 확인할 수 있었고, FTIR의 결과로부터 박막 증착조건에 따라서 박막 내부에 함유되어 있는 수소함량이 변화함을 알 수 있었다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 현상으로 수소함량이 크게 감소됨을 알 수 있었다. 그 밖의 조건에서는 박막증착 초기에는 수소보다 탄소량이 좀 더 많다가 점차적으로 수소함량이 증가되었고, 이때 박막 내부에 함유되어 있는 수소함량은 45~55% 범위 내에 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국안광학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.291-299
• /
• 2004

ECR-PECVD 방법을 이용하여 ECR power, $CH_4/H_2$ 가스 혼합비와 유량, 증착시간을 고정 시켜놓고 기판 bias 전압을 변화 시켜가면서 유리 기판위에 DLC 박막을 제작하였다. Raman, FTIR 및 UV/Vis 스펙트럼을 측정하여 기판 bias 진압에 따른 이용 충돌이 박막의 특성 변화에 미치는 영향을 조사하였다. FTIR 분석결과로부터 기판 bias 전압을 증가시킬수록 이용충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들의 탈수소화 현상을 확인할 수 있었고, 박막의 두께는 bias 전압을 증가시킬수록 감소되었다. 그리고 Raman 스펙트럼으로부터 Gaussian curve fitting을 통하여 sp3/sp2의 결합수에 비례하는 D/G피크의 면적 강도비(ID/IG)는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 증가하였다. 그리고 광 투과율은 증착시간을 길게 할수록, 기판 bias 전압을 크게할수록 감소하였으나, 박막의 밀도가 증가하고 더 매끄러운 DLC 박막이 형성되었다. 이 결과로부터 DLC 박막은 기판 bias 전압의 크기를 증가시킬수록 특성이 더 향상됨을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권11호
• /
• pp.1198-1204
• /
• 2005

본 연구는 메탄산화균을 분리 배양하여 생물학적 질소 및 인 제거에 응용하는데 있다. 수도권 매립지의 상부 토양으로부터 NMS (nitrate mineral salt solution)배지로 분리 배양된 메탄산화균을 이용하여 영양염 제거 및 성장특성을 분석하였다. 분리 배양된 메탄산화균은 탈질의 탄소원으로서 이용될 수 있는 메탄올, 포름알데히드, 포름산으로 구성된 상당한 양의 유기물(COD 증가)을 생산하였다. 이때 메탄올의 생성속도는 $8\;mg/L{\cdot}hr$로 나타났다. 메탄산화균의 슬러지에 함유되어 있는 질소와 인의 함량을 볼 때 메탄산화균은 탈질에 필요한 탄소원 생성 뿐만 아니라 자체적으로 질소와 인을 성장기질로서 사용하는 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1119-1126
• /
• 2007

Hydrogen gas and carbon nanotubes along with nanocarbon were produced from commercial natural gas using fixed bed catalyst reactor system. The maximum amount of carbon (491 g/g of catalyst) formation was achieved on 25% Ni, 3% Cu supported catalyst without formation of CO/CO2. Pure carbon nanotubes with length of 308 nm having balloon and horn type shapes were also formed at 673 K. Three sets of catalysts were prepared by varying the concentration of Ni in the first set, Cu concentration in the second set and doping with K in the third set to investigate the effect on stabilization of the catalyst and production of carbon nanotubes and hydrogen by copper and potassium doping. Particle size analysis revealed that most of the catalyst particles are in the range of 20-35 nm. All the catalysts were characterized using powder XRD, SEM/EDX, TPR, CHN, BET and CO-chemisorption. These studies indicate that surface geometry is modified electronically with the formation of different Ni, Cu and K phases, consequently, increasing the surface reactivity of the catalyst and in turn the Carbon nanotubes/H2 production. The addition of Cu and K enhances the catalyst dispersion with the increase in Ni loadings and maximum dispersion is achieved on 25% Ni: 3% Cu/Al catalyst. Clearly, the effect of particle size coupled with specific surface geometry on the production of hydrogen gas and carbon nanotubes prevails. Addition of K increases the catalyst stability with decrease in carbon formation, due to its interaction with Cu and Ni, masking Ni and Ni:Cu active sites.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.73-82
• /
• 2012

A 2-dimensional heterogeneous reactor model was developed and simulated for a tube reactor of packed bed where the steam-$CO_2$ combined reforming reaction of natural gas proceeded to produce synthesis gas. Under the reactor feeding rate, 45 $Nm^3$/h, of the reactant gas stream, the 2-dimensional heterogeneous reactor model showed the similar results to those from the ASPEN simulator although there were some discrepancies between the two in the temperature and the $H_2$/CO ratio of the reformed gas at the reactor exit. The calculated enthalpy difference between the reformed gas at the reactor exit and the reactant gas fed to the reactor was closely correspondent to the total amount of heat transferred to the reactor interior from the furnace. This supports that the 2-dimensional heterogeneous reactor model was reasonably established and the numerical solution was properly obtained.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권7호
• /
• pp.759-765
• /
• 2012

1.7L 커먼레일 직접분사 디젤 엔진을 이용하여 1500rpm 3.9bar BMEP 조건에서 세가지 연소 전략에 따른 배기가스 배출 특성 및 탄화수소 종 분석을 수행하였다. 첫째 전략은 EGR 을 사용하지 않고 연료 분할 분사를 이용하는 방법(split injection), 둘째는 적절한 EGR 적용 및 단일 연료분사 방법(single-1)이며 셋째는 다량의 EGR 및 레일 압력 증대 등을 통한 저온디젤연소(single-2)이다. 본 실험 조건으로부터 split injection 방법과 single-1 방법은 PM-NOx 상반 관계를 보였고, single-2 방법은 PM-NOx 상관관계에서 벗어나 PM 및 NOx 동시 저감이 가능하였다. 탄화수소 종 분석 결과, THC 배출 경향과 동일하게 탄소번호에 관계없이 split injection 이 가장 적은 배출을 보였고, single-1 그리고 single-2 의 순서로 많이 배출하였다. 메탄, 아세틸렌 및 CO 의 THC 에 대한 비율은 공연비가 농후해 짐에 따라서 증가하였고 이는 공연비가 농후에 따른 연소 영역에서 산소 농도 감소로 열해리가 증가하였기 때문이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제15권1호
• /
• pp.55-60
• /
• 2002

A metabolism trial with four castrated male Brahman cattle, average body weight 320 kg, was conducted in order to determine the nutritive value of chopped sugarcane stalk (CSS) for the establishment of feeding strategy in the dry season in Northeast Thailand. Animals were subjected to the following four dietary treatments: Treatment 1; 100% of CSS, Treatment 2; 70% of CSS and 30% of commercial complete feed (TMR), Treatment 3; 40% of CSS and 60% of TMR, and Treatment 4; 100% of TMR. The average CP, ether extracts, nitrogen free extracts, crude fiber and ash contents of CSS were 2.0, 0.9, 79.0, 16.1 and 2.2%, respectively. Although the amount of feed given was approximately at maintenance level, animals in treatments 1 and 2 refused a part of feed. The metabolism trial revealed that total digestible nutrient and metabolizable energy contents of CSS were 61.5% and 9.04 MJ/kgDM, respectively, when it was properly supplemented with protein sources. Nutritive value of CSS was lowered when animals were given CSS solely. This was due to the large loss of energy into urine and methane. Voluntary intake of CSS in cattle was not enough to satisfy energy requirement for maintenance. The CSS can be used as a roughage for feeding cattle in the dry season with proper supplementation of protein and energy.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권1호
• /
• pp.35-40
• /
• 2011

가스호환성에 문제가 있는 저열량의 LNG가 도입되기 시작한 것은 2005년 동절기부터이다. 이러한 LNG의 도입량은 매년 증가하고 있으며 향후에는 극저열량(발열량 ${\leq}$ 9,500 kcal/$Nm^3$)의 CBM(Coal Bed Methane), Shale LNG도 대량 도입될 예정에 있다. 따라서 호환 가능한 발열량의 가스를 인수기지에서 송출하기 위해서는 저장 탱크별 LNG 발열량을 실시간으로 모니터링할 수 있는 방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 이러한 방법의 일환으로 저장 탱크 내설치된 밀도계를 이용하여 LNG 발열량을 실시간으로 측정할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 이를 위해 액상 LNG와 발열량 간의 정밀 정확한 상관식을 도출하고 이 방법의 불확도를 계산하였으며 또 인수기지 내 발열량 측정 시스템을 시험 구축하였다. 본 방법의 유효성을 확인하기 위해 현장 LNG 분석데이터와 비교하였으며 그 결과 0.17~0.47%정도의 편차를 확인하였다.