• 제목/요약/키워드: Methane conversion ratio

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3D IR 매트릭스 버너에 의한 모사 바이오가스 촉매 개질 연구 (The Study of Model Biogas Catalyst Reforming Using 3D IR Matrix Burner)

  • 임문섭;전영남
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권12호
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    • pp.840-846
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    • 2012
  • 현재 이산화탄소에 의한 지구기후변화는 세계적으로 논의되고 있다. 화석연료를 대신할 수 있는 청정 연료를 찾고 있다. 에너지 생산을 위한 지속가능한 바이오가스 사용은 이산화탄소 배출에 기여하지 않아 온난화가스를 줄이는데 높은 잠재력을 가지고 있다. 모사 바이오가스(메탄 : 이산화탄소 = 60% : 40%)를 이용한 높은 수소 합성가스 생산을 위한 촉매 수증기 개질연구를 하였다. 표면연소의 3D 적외선 매트릭스 버너에 바이오가스를 적용하였다. 개질기에는 Ru 촉매를 이용하였다. 변수별 연구로 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도를 진행하였다. 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도가 각각 3.25, 60% : 40%, $14.7L/g{\cdot}hr$, $550^{\circ}C$일 때, 수소 농도, 메탄 전환율이 최대값을 나타내었다. 위 조건에서 수소 수율, 수소/일산화탄소 비, 일산화탄소 선택도, 에너지 효율은 0.65, 2.14, 0.59, 51.29%를 나타내었다.

La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O 분리막의 산소투과특성 및 합성가스의 생성 (Oxygen Permeation and Syngas Production of La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O Oxygen Permeable Membrane)

  • 이시우;이승영;이기성;정경원;김도경;우상국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.594-600
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    • 2003
  • 산소분자를 선택적으로 투과.분리할 수 있는 L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ 페롭스카이트계 혼합전도성 산소투과 분리막을 제조하였으며, 소결조건에 따라 발현되는 미세구조적 특징을 고찰하였다. He/air 분위기하에서 분리막의 산소투과 유속에 미치는 분리막의 두께 및 표면개질의 영향을 평가하여 속도결정단계에 대하여 논의하였다. 미세구조가 조절된 분리막에 대하여 산소투과유속을 측정함으로써, 입계분율의 증가에 따라 산소투과에 대한 저항이 증가함을 알 수 있었다. 분리막을 통하여 선택적으로 투과된 산소를 이용하여 메탄의 부분산화반응에 의한 합성가스를 생성하였으며, 메탄의 전환율 및 합성가스의 수율을 측정.평가하였다. 기체의 혼합비 및 반응온도의 변화를 통해 합성가스 생성의 적정조건을 선택할 수 있었으며, 600시간의 장기 안정성 시험을 통해, L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$G $a_{0.6}$F $e_{0.4}$ $O_{3-}$$\delta$/ 계 산소투과 분리막이 고온의 극심한 환원분위기하에서 안정적으로 사용이 가능한 것으로 판단하였다.

반추동물에서 발생하는 온실가스의 저감방안 : 총설 (Reducing Greenhouse Gas Emissions in Ruminants : Minireview)

  • 김은중
    • 한국유기농업학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.185-200
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    • 2012
  • 지구상의 인구는 계속해서 증가하고 식량의 안정적인 수급은 한 국가의 문제가 아니라 국가와 지역을 뛰어넘는 전 세계적인 문제이다. 경제의 발전과 더불어 개발도상국가들의 육류 및 유제품의 섭취가 급증하고 있고 선진국들의 축산물 섭취량 또한 섭취형태에 차이가 있을 뿐 증가하고 있는 추세이다. 축산물 생산에 따르는 환경파괴, 특히 반추동물산업에 서의 온실가스 발생량은 심각한 것으로 보고되었는데 이러한 온실가스를 줄이기 위한 노력에 전 세계가 동참하고 있다. 이러한 노력의 일환으로 많은 연구가 진행되고 있는데 생산성 및 효율의 증대, 가축 개량 등의 노력이 진행되어 왔고 사양적 측면에서 사료배합기술의 발달, 화학적 첨가제 등을 사용했었다. 이들뿐만 아니라 최근에는 생균제, 식물추출물, 방목지에 적합한 새로운 방목 품종의 개발 등에 연구의 노력이 더해지고 있다. 반추동물산업은 인간이 섭취하지 못하는 식물세포벽 성분이나 비단백태 질소화합물을 이용하여 영양 가치가 우수한 고기와 우유를 생산하므로 다가올 식량안보에 크게 기여할 수 있다. 따라서 반추동물산업은 환경을 저해하는 요소를 줄이고자 지속적인 연구와 노력을 투자한다면 인간에게 고급 단백질을 공급하는 산업으로 오랜 기간 자리매김을 할 수 있을 것이다.

메탄 습식 개질 반응용 Ni/CexZr1-xO2-Al2O3 촉매의 반응 특성: CexZr1-xO2 첨가에 의한 물 활성화 효과 (Catalytic Behavior of Ni/CexZr1-xO2-Al2O3 Catalysts for Methane Steam Reforming: The CexZr1-xO2 Addition Effect on Water Activation)

  • 정해원;웬푸후이;왕명연;김상윤;신은우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권3호
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    • pp.479-486
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    • 2023
  • 본 연구에서는 메탄 습식 개질 반응용 Ni/Al2O3 촉매에 첨가된 CexZr1-xO2(CZ)가 촉매 반응 효율에 미치는 효과를 조사하였다. 반응 실험 결과, CZ 조촉매가 첨가된 Ni/Al2O3 촉매는 동일 온도, 동일 steam to carbon ratio에서 Ni/Al2O3 촉매보다 높은 메탄 전환율과 수소 수율을 보였다. 특성 분석 결과, 두 촉매 모두 유사한 기공 구조와 비슷한 Ni 분산도를 가지고 있어 이는 반응 효율에 영향을 미치는 요소가 아님을 확인하였다. 하지만, 라만 분광 분석결과에서 CZ 조촉매 첨가 Ni/Al2O3 촉매는 Ni/Al2O3 촉매와 달리 CZ상에서 oxygen vacancy가 존재하고, 이는 상대적으로 낮은 반응 온도에서 물 활성화를 촉진시키는 것으로 확인되었다. CZ 조촉매 상의 oxygen vacancy에 의한 물 활성화는 저온 영역에서 CZ 조촉매 첨가 Ni/Al2O3 촉매의 습식 개질 반응 성능을 증대시켰다.

석탄 가스화 반응의 동적 거동 전산 모사 (Dynamic Modeling of Gasification Reactions in Entrained Coal Gasifier)

  • 지준화;오민;김시문;김미영;이중원;김의식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.386-401
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    • 2011
  • Mathematical models for various steps in coal gasification reactions were developed and applied to investigate the effects of operation parameters on dynamic behavior of gasification process. Chemical reactions considered in these models were pyrolysis, volatile combustion, water shift reaction, steam-methane reformation, and char gasification. Kinetics of heterogeneous reactions between char and gaseous agents was based on Random pore model. Momentum balance and Stokes' law were used to estimate the residence time of solid particles (char) in an up-flow reactor. The effects of operation parameters on syngas composition, reaction temperature, carbon conversion were verified. Parameters considered here for this purpose were $O_2$-to-coal mass ratio, pressure of reactor, composition of coal, diameter of char particle. On the basis of these parametric studies some quantitative parameter-response relationships were established from both dynamic and steady-state point of view. Without depending on steady state approximation, the present model can describe both transient and long-time limit behavior of the gasification system and accordingly serve as a proto-type dynamic simulator of coal gasification process. Incorporation of heat transfer through heterogenous boundaries, slag formation and steam generation is under progress and additional refinement of mathematical models to reflect the actual design of commercial gasifiers will be made in the near futureK.

DGEBF/방향족아민 경화계의 벤젠링 사이에 위치한 Methyl기와 Sulfone기가 유발하는 물성변화에 대한 연구 (Chemo-Mechanical Analysis of Bifunctional linear DGEBF/Aromatic Amino Resin Casting Systems)

  • 이재락;명인호
    • Composites Research
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    • 제18권4호
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    • pp.14-20
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    • 2005
  • 방향족아민 경화제의 벤젠링 사이의 관능기 변화가 반응특성, 기계적특성 및 열적특성에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 범용 에폭시수지인 DGEBF와 방향족아민 경화제 DDM, DDS 각각을 1:1의 당량비로 혼합하여 동일한 조건으로 경화하였다. 그 결과 에폭시수지 경화물의 특성은 경화제의 벤젠링 사이의 관능기 구조에 따라 매우 큰 영향을 받았다. 즉, 벤젠링 사이에 길이가 길고 bulky한 술폰기를 포함한 DDS는 반응성, 열안정성, 밀도, shrinkage($\%$), 선팽창계수, 인장탄성율. 인장강도, 굴곡탄성율, 굴곡강도의 값이 벤젠링 사이에 메틸기를 가지는 DDM 경화물계 보다 높게 나타났지만, epoxide기의 전환율, 유리전이온도의 값은 낮게 나타냈다. 이것은 술폰기의 강한 전기음성도와 메틸기의 전기 양성적인 repulsive한 성질의 차이에 의한 영향인 것으로 판단된다. 굴곡 파단면의 관찰 결과는 DDS 경화물계의 각개 grain이 불규칙적으로 분포되어 있음을 확연하게 보여준다.

도시쓰레기 혐기성소화 운용 및 성능 지표 (Operational and Performance parameters of Anaerobic Digestion of Municipal Solid Waste)

  • 정재춘;박찬혁;손성명
    • 유기물자원화
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    • 제10권4호
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    • pp.86-95
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    • 2002
  • 도시쓰레기의 혐기성 소화는 에너지원 및 온난화 가스 저감 문제 등에 의해 최근에 사회적 관심사가 되고 있다. 도시쓰레기는 고형분 함량이 높고 질소성분이 낮으며 셀루로스와 헤미셀루로스가 주성분으로 되어 있다. 도시쓰레기의 메탄 전화율은 대개 50%이며 $0.2m^2/kg$ VS에 해당한다. 고형물 농도가 높을수록 긴 수리학적 체류시간이 필요하며 주입물에 접종슬러지를 혼합하여야 한다. 도시쓰레기의 혐기성 소화 시 C/N비는 25가 상한이고 NH3-N의 적정농도는 700mg/L로 알려져 있다. pH조절을 위하여 흔히 석회와 탄산나트륨이 사용되고있는데 탄산나트륨을 3,500mg/L이상 첨가하면 나트륨 독성이 나타난다. 고온성 혐기 소화조는 운용과 관리가 어려우나 병원성 미생물 억제에 효과적인 것으로 알려져 있다. 도시쓰레기의 혐기성 소화공정의 최적화를 이룩하려면 소화공정에 관여하는 미생물의 작동기전에 대한 이해가 필요하다.

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Nitrate supplementation of rations based on rice straw but not Pangola hay, improves growth performance in meat goats

  • Paengkoum, Siwaporn;Khotsakdee, Jiravan;Paengkoum, Pramote;Schonewille, Thomas;Yuangklang, Chalermpon
    • Animal Bioscience
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    • 제34권6호
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    • pp.1022-1028
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    • 2021
  • Objective: Supplemental nitrate is known to be an effective tool to mitigate methane emission by ruminants. Based on theoretical considerations, supplemental nitrate can improve but also deteriorate the growth performance. The overall effect of supplemental nitrate on growth performance, however, is not yet known. The objective of the current study was therefore to evaluate the effect of a higher dose of NO3- on overall growth performance when feeding either Pangola grass hay or rice straw. Methods: Thirty-two crossbred, 3-month-old Thai native×Anglo-Nubian crossbred male goats were used. The experiment had a 2×2 factorial design with an experimental period of 60 days. Eight goats were randomly allocated to each dietary treatment, i.e. a ration containing either Pangola hay (Digitaria eriantha Steud) or rice straw (Oryza Sativa) as a source of roughage, supplemented with a concentrate containing either 3.2% or 4.8% potassium nitrate. The rations were formulated to be isonitrogenous. The animals were weighed at the start of the experiment and at days 30 and 60. Feces were collected during the last five days of each 30-day period. Results: High-nitrate increased overall DM intake by approximately 3%, irrespective the source of roughage, but only the goats fed a rice straw-based ration responded with an increase in body weight (BW). Thus, the overall feed conversion ratio (kg feed/kg BW gain) was influenced by roughage source ×nitrate and decreased by almost 60% when the goats were fed rice straw in combination with a high versus a low dietary nitrate content. The digestibility of macronutrients was only affected by the source of roughage and the digestibility of organic matter, crude protein, and neutral detergent fibre was greater when the goats were fed Pangola hay. Conclusion: It was concluded that the replacement of soybean meal by nitrate improves the growth performance of meat goats fed rations based on rice straw, but not Pangola hay.

DGEBA/방향족 아민(DDM, DDS) 경화제의 벤젠링 사이의 관능기 변화가 물성 변화에 미치는 영향에 대한 연구 (Chemo-Mechanical Analysis of Bifunctional Linear DGEBA/Linear Amine (DDM, DDS) Resin Casting Systems)

  • 명인호;정인재;이재락
    • Composites Research
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    • 제12권4호
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    • pp.71-78
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    • 1999
  • 방향족 아민 경화제의 벤젠링 사이의 관능기 변화가 반응특성, 기계적특성 및 열적특성에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 양쪽 말단기에 에폭시기를 가지는 대표적 범용 에폭시수지인 DGEBA (diglycidylether of bisphenolA)와 방향족아민 경화제 diaminodiphenyl methane (DDM), diaminodiphenyl sulphone(DDS) 각각을 1:1의 당량비로 혼합하여 동일한 조건으로 경화하였다. 반응특성, 열 안정성, 에폭사이드기의 전환율, shrinkage(%), 유리전이온도와 선팽창계수, 기계적특성 그리고 굴곡 파단특성을 알아보기 위하여 각각 DSC 분석, TGA 분석, FT-IR 분석, 밀도측정, TMA 분석, 인장시험과 3점 굴곡시험, 광학현미경 시험을 행하였다. 그 결과, 에폭시수지 경화물의 분석, 밀도측정, TMA 분석, 인장시험과 3점 굴곡시험, 광학현미경 시험을 행하였다. 그 결과, 에폭시수지 경화물의 특성은 경화제의 벤젠링 사이의 관능기 구조에 따라 매우 큰 영향을 받았다. 즉, 벤젠링 사이에 길이가 길고 bulky한 술폰기를 포함한 DDS는 epoxiderl의 전환율, shrinkage(%), 유리전이온도, 인장탄성율, 인장강도, 굴곡탄성율 및 굴곡강도의 값이 길이가 짧고 compact한 메틸기를 가지는 DDM 경화물계 보다 높게 나타났지만, 최대발열온도, 열안정성, 선팽창계수의 값은 낮게 나타냈다. 이것은 술폰기의 강한 전기음성도와 메틸기의 전기 양성적인 repulsive한 성질의 차이와 epoxide group의 전환율의 영향인 것으로 판단된다. 굴곡 파단면의 관찰 결과는 DDM경화물계의 feather like structure의 각개 grain의 크기가 DDS 경화물계 보다 작은 것을 확연하게 보여준다.gG1 항체 합성은 spleen B cell과는 달리 TGF-$\beta$3에 의해 증가하였다. 본 실험의 결과는 전반적으로 TGF-$\beta$3가 TGF-$\beta$1과 비슷한 정도로 마우스 B cell의 항체합성에 영향을 미침을 보여준다. 그렇지만, 생체 내에서TGF-$\beta$3의 발현조절이 TGF-$\beta$1과 다를 것으로 예상됨으로 과연 TGF-$\beta$3가 B cell 분화에서 중요한 조절인자로 작용할지는 좀 더 연구되어야 할 것이다.적을 볼 때 적극적으로 수술에 임하는 것이 바람직하다고 사료된다.나타나 이의 규명을 위해서는 향후 p53 단백의 유전자 변이와 두 단백의 발현과 환자의 생존율과의 상관관계에 대한 연 구가 요할 것으로 사료된다.을 줄이기 위한 대책이 도움이 될 것으로 사료된다.4.00$\pm$0.14, 2.50$\pm$ 0.31, 4.02$\pm$0.70으로 기준(1.84$\pm$0.21)에 비하여 IP군과 10 mM 칼슘 전처치군에서 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 그러나 허혈대조군에서는 두 분획 모두 기준선과 비교하여 큰 차이가 없었다. 결론: 이상으로 적출 관류 토끼심장에서 장시간 동안의 허혈전 높은 농도의 칼슘으로 전처치하면 허혈후 재관류시 심근기능의 회 복증가는 기대하기 어려우나 IP와 유사한 심근괴사 범위 감소효과가 있으며 이러한 효과는 아마도 칼슘의 매개에 따라 PKC활성화가 일어남으로써 나타나는 것으로 생각된다. 점을 함께 고려하면 그룹 B에서의 더 큰 증폭 효과가 광배근의 활성도 및 수축력의 차이로부터 기인한다고 평가할

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혐기성 회분반응기에서 수소생산 시 최적 pH 산정에 관한 연구 (A Study for the Optimum pH of Hydrogen Production in Anaerobic Batch Reactor)

  • 전윤선;박종일;유승호;이태진
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.54-61
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    • 2007
  • pH가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해 배양기간 동안 pH를 $3\sim10$까지 일정하게 유지시킨 상태에서 수소생산 효율을 살펴보았다. 유입기질을 sucrose로 하여 생성된 가스는 이산화탄소와 수소였으며 메탄가스는 검출되지 않았다. 수정 Gompartz 방정식을 이용하여 수소가스 발생량$(P_h)$과 최대수소 생성율$(R_h)$을 회귀분석하였을 때 pH 5에서 수소가스 발생량$(P_h)$은 약 1182 mL이고 최대수소 생성율$(R_h)$은 112.46 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 수소 전환율은 22.56%이였으며 butyrate/acetate 비가 pH 5에서는 1.63, pH 6에서는 0.38로 ratio값이 높은 pH 5에서 효율이 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다. Haldane equation을 이용하여 비수소생산율을 산정해 본 결과 최대 비수소생산율은 119.61 mL/g VSS/hr이였고, 최대 비수소생산율을 나타내는 pH는 5.5로 판명되었다.