• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.435-443
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• 2016

본 연구는 석유화학산업 시설에 MACT (Maximum Achievable Control Technology) 적용 시 벤젠 비산배출량 저감 효과를 분석 하였다. 국내에서는 2015년부터 대기환경보전법에 따라 벤젠 비산배출 저감 위한 규제를 시행하였으나, 미국 EPA에서는 이에 앞서 1995년부터 최대달성 가능한 통제기술인 MACT 기준을 적용하여 벤젠 비산 배출을 효과적으로 관리하고 있다. 본 연구를 위하여 벤젠 배출량 산정 방법론은 EPA Emission Factor AP-42 및 EPA MACT Standard Guideline를 활용하였다. 연구 결과 MACT 적용할 경우 Uncontrolled facility에 비하여 벤젠 배출량이 평균 98% 수준으로 저감 가능한 것으로 나타난 반면 National Regulation 경우 MACT 수준에 비하여 다소 낮은 평균 95% 수준의 저감율을 보이는 것으로 분석되었다. 그러나 MACT 기준 경우 벤젠 선박출하 시 유증기 회수설비(Vapor Recovery Unit, VRU) 등을 가동하여 배출 저감토록 요구하고 있음에도 불구하고 National regulation에서는 별도 규제 사항이 없는 실정이다. 추가적인 배출저감 달성을 위해서는 벤젠 선박출하 시 VRU 등 유증기 저감설비 도입의 법제화가 필요하다. 이러한 노력은 국내 석유화학산업의 벤젠 배출관리 능력을 Global 수준으로 향상시키는데 기여할 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.111-118
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• 2009

Hybrid SNCR/SCR 공정개발을 위해 $1,000\;Nm^3/hr$ 용량의 실증 플랜트를 제작하였다. 1단계로 SNCR의 최적운전 조건을 규명하기위해 환원제의 당량비(NSR, 0.5~5.0), 반응온도($850{\sim}1,100^{\circ}C$), 노즐형태(벽노즐, 관통노즐), 노즐위치를 변수로 SNCR 실험하였다. 벽노즐은 NSR 2.5에서 87%까지 NOx 저감효율이 급증하고 이후 증가 폭이 둔화되었다. 관통노즐 상향분사와 비교해, 적용 가능한 반응온도 범위도 적었다. 관통노즐 상향은 NSR 1.5에서 77%까지 NOx 저감효율이 급증되는 현상을 보였다. 그러나 관통노즐 하향은 NOx 저감효과가 없을 뿐만 아니라 오히려 NOx 발생이 증가하였다. 관통노즐에서 환원제를 상향분사했을 때, NSR 0.5~1.5 범위에서 NOx 저감효율은 50~75%로 나타났고, $890{\sim}1,000^{\circ}C$ 범위의 반응온도변화에도 NOx 저감효율의 증감없이 일정한 효율을 보였다. Urea 5% 용액을 NSR 1.2 에서 관통노즐로 상향 분사했을 때 이며, 이때 200 ppm의 NOx가 약 60 ppm으로 저감되고, 미반응 $NH_3$는 50~100 ppm이었다. 이 조건에서 SNCR 후단의 SCR에 추가적인 $NH_3$ 공급 없이도 90 % 이상의 NOx 저감효율이 기대된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제63권3호
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• pp.275-282
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• 2020

농약의 안전범위 확대와 Positive List System이 시행되면서 토양 중 농약 안전관리방안에 대한 관심이 증가하였다. 토양 중 농약 안전관리를 위해서는 농경지 내 잔류량 저감화와 농산물 전이 저감방안이 대표적이다. 이번 연구에서는 토양 중 농약 안전성 향상을 위해서 시험농약은 azoxystrobin, procymidone 및 tricyclazole을 사용하였고, 저감화 방법으로 바이오차와 생석회를 이용했다. 실험방법은 토양에 바이오차와 생석회를 토양(15 cm) 무게 기준 0, 0.5, 1.0, 2.0%를 첨가한 후 0, 10, 20, 35, 50일 동안 경시적 잔류양상을 확인하였다. 바이오차 처리에 의한 작물 흡수·이행 저감효과 구명을 위해 얼갈이 배추의 뿌리, 잎, 줄기로 나뉘어 잔류량을 분석했다. 실험결과 생석회 처리할 때 2.0% 처리할 때 azoxystrobin (36-96%), procymidone (40-117%), tricyclazole (26-83%) 저감효과가 있었다(p <0.05). 바이오차 처리할 때 1.0% 이하 처리할 때 토양 중 잔류량 저감효과는 없었다. 그러나 바이오차 2.0%처리한 토양에서 재배한 얼갈이 배추의 뿌리(0.11-1.62 mg/kg), 잎(0.05-0.29 mg/kg), 줄기(0.06-0.1 mg/kg)에서 전이량이 감소되었다(p <0.05). 생석회와 바이오차는 농업에 활용성이 높은 토양개량제로 농약 안전관리방안에 이용할 수 있는 방법으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.34-44
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• 2016

본 연구는 소하천을 대상으로 홍수로 인한 교량에서의 유송잡물 집적을 방지하기 위한 저감시설에 대한 실험연구이다. 일반적으로 소하천은 태풍 및 집중호우 시 유송잡물에 의한 구조물 피해가 빈번하게 발생하고 있으나 이러한 피해에 대한 저감대책은 전무한 실정이다. 국외에서는 유송잡물로 집적으로 인한 피해저감시설로 수직분리대방식, 말뚝시설방식, 스위퍼 방식에 대해 소개하고 있다. 이에 본 연구에서는 유송잡물 저감시설 중 스위퍼를 대상으로 실규모 집적실험을 통해 저감능력을 검토하고자 하였다. 스위퍼는 교각전면부에 설치하여 자력회전을 통해 유송잡물을 우회시켜 교각에 유송잡물이 집적되지 않게 만드는 시설이다. 실규모 실험을 위해 소교량 모형을 실물크기로 제작하였으며, 유송잡물 길이와 흐름조건에 따라 스위퍼 설치 전 후 집적실험을 통해 저감능력을 검토하였다. 실험결과 유송잡물의 길이가 길어지거나 유속이 적을 경우 집적률이 높게 나타나는 것으로 나타났다. 스위퍼 설치에서 따른 유송잡물의 집적률은 스위퍼 설치 전에 비해 최소 55%에서 최대 88%의 유송잡물 집적률이 저감되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 판단할 때 유송잡물 잠재능력이 높은 소하천에 스위퍼를 설치할 경우 유송잡물 집적으로 인한 교량의 안정성 확보 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.911-918
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• 2013

Double cone 버너를 장착한 가스터빈용 EV (Environmental Vortex)버너의 연소 특성과 NO 배출 특성을 수치적으로 조사하였다. NO 배출 저감을 위해 연료와 공기의 혼합 특성을 예측하였다. 혼합도와 NO 배출과의 상관관계를 예측하기 위해 메탄 1단계 화학반응식과 2단계 반응식에 적용하여 연소 해석을 수행하였다. 1단계 반응식을 적용한 결과, 혼합도가 저하된 모델에서 NO 배출량이 약 2% 증가하였으며, 혼합도가 향상된 모델의 경우 cone 상부에서 과다한 고온의 화염 영역이 형성되어 NO가 약 169%나 증가하였다. 2단계 반응식의 경우 첫 번째 모델에서 약 3% NO 배출량이 증가하였으며, 두 번째 모델에서 cone 내부의 고온 영역이 형성되지 않고 NO가 약 5% 감소하였다. 이 결과는, 혼합 특성이 저감된 모델에서 NO가 약 63% 증가하였고, 혼합 특성이 향상된 모델에서 NO가 약 11% 감소한 실험결과와 잘 부합하였다. 정량적인 오차가 있음에도, NO 배출의 정성적 경향성이 유사하므로 2단계 반응식을 적용한 수치해석을 통해 설계 변경 방안을 제시하는 것은 타당할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.103-111
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• 2018

본 연구에서는 온도가 큰 폭으로 변화하는 배기가스에 대응하기 위하여 플라즈마 촉매 공정을 이용하여 넓은 온도범위($150{\sim}500^{\circ}C$)에서 질소산화물($NO_x$)의 전환효율을 향상시키고자 하였다. 촉매 자체의 활성이 높은 고온에서는 $NO_x$저감이 효과적으로 일어나므로 고온 영역에서는 플라즈마 발생을 중지한 채 운전하고, 저온영역에서는 촉매상에 플라즈마를 발생시켜 $NO_x$ 전환효율을 증가시켰다. 촉매의 종류, 반응온도, 환원제(n-헵테인)의 농도 및 에너지 밀도의 변화가 $NO_x$ 전환효율에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 촉매를 비교분석한 결과, 고온에서 촉매에 의한 $NO_x$ 전환효율은 $Ag-Zn/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매의 경우가 90% 이상으로 가장 우수하였다. 저온 영역에서는 탄화수소 선택적 환원 공정에 의해 $NO_x$가 거의 제거되지 않았으나, 플라즈마를 촉매상에서 발생시킬 경우 약 90%의 높은 $NO_x$ 전환효율을 나타내었다. 배기가스의 온도변화에 대응하여 플라즈마를 촉매상에 생성시켜 운전할 경우 $150{\sim}500^{\circ}C$에서 $NO_x$ 전환효율을 높게 유지할 수 있다.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.212-220
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• 2018

순산소 연소기술은 화력발전에 적용 가능한 유망한 온실가스 감축 기술로 평가되고 있다. 본 연구는 환경적 관점에서 순환유동층을 활용한 순산소 연소조건에 로 내 탈황 및 탈질법을 적용하여 NO 및 $SO_2$의 거동을 살펴보는 한편, $SO_3$, $NH_3$, 그리고 $N_2O$의 발생 경향도 관측하였다. 이를 위해, 연소로 내 석회석 및 요소수를 투입하였다. 로 내 탈황법은 연소가스 내 $SO_2$ 농도를 ~403에서 ~41 ppm까지 저감하였다. 또한 $SO_3$ 형성의 주원료인 $SO_2$가 저감되면서 연소가스 내 $SO_3$ 농도도 ~3.9에서 ~1.4 ppm까지 감소되었다. 그러나 석회석 내 $CaCO_3$가 NO의 발생을 촉진하는 현상도 관측되었다. 연소가스 내 NO 농도는로 내 탈질법을 적용하여 ~26 - 34 ppm까지 저감되었다. 요소수 투입량 증가에 따라 연소가스 내 $NH_3$ 농도가 증가하여 최대 ~1.8 ppm으로 나타났으며, $N_2O$의 농도도 ~61에서 ~156 ppm까지 증가하였다. $N_2O$ 발생량 증가 현상은 요소수의 열분해 과정에서 생성된 HNCO가 $N_2O$로 전환되어 나타난다. 본 연구의 결과를 통해 로 내 연소가스 세정법을 적용할 경우 $NO_x$ 및 $SO_x$의 저감뿐만 아니라, 다른 오염물질의 발생에 대한 주의가 필요할 것으로 보인다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.837-842
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• 2014

LNG 난류 화염에서 수증기나 물을 전기분해한 기체를 투입할 경우 발생하는 NO 생성을 예측하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 본 연구는 그 첫 번째로서 NO 생성에 대한 수증기 영향을 다룬 연구이다. 개발한 이 프로그램을 한국에너지기술연구원에서 실험 연소로를 대상으로 적용하였다. 수증기 양에 따른 LNG 화염에서 NO 생성 효과를 검토하기 위하여 투입된 전체 공기량에 수분양을 0~10%까지 2% 간격으로 주입하였다. 계산 결과 강한 선회 유동의 결과로 나타나는 전형적인 유동분리에 따른 화염분리와 함께 NO 농도가 분리되는 양상이 나타났다. 수분양이 증가하면서 출구에서의 연소가스의 온도와 NO의 농도는 $973^{\circ}C$에서 $852^{\circ}C$로 NO의 농도는 139 ppm에서 71 ppm으로 일관성 있게 감소하였다. 그리고 연소로 복사 현상은 본 연구에서 고려한 영역에서 선회강도보다도 NO 생성에 큰 영향을 나타내었다. 그러나 본 연구에서 고려한 강한 선회 효과는 NO 농도가 연소로 전단에 이어 출구 근처에서 다시 높아지는 분리 현상을 나타내었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권4호
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• pp.498-506
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• 2007

이 논문에서는 최근 서울시에서 시행하고 있는 대기오염 개선을 위한 정책 중 하나인 승용차 요일제가 대기오염도 저감에 어느 정도 효과가 있는지를 밝히려고 하였다. 먼저, 승용차 요일제와 같은 형태인 차량 2부제의 효과에 대한 연구에서 서로 다른 결론을 내고 있는 두 논문 김철희 등(2005)과 Lee et al.(2005)을 분석해 보았다. 분석 결과, 언뜻 보기에 전혀 다른 결론을 내리고 있는 것 같았던 두 논문은 문제에 접근하는 시각이 달랐기 때문에 다른 결론에 이른 것일 뿐, 기본적으로 같은 사실에 동의하고 있음을 알 수 있었다. 즉, 두 연구 모두 대기오염도는 오염물질의 배출량과 매일매일의 기상조건에 의해 결정된다는 사실이다. 가장 최근의 자동차 관련 자료를 활용하여 2002년도 차량 2부제 시행시, 서울에서의 배출량 변화를 계산하였다. 전체 배출량에 대해 이산화질소는 22.3%, 미세먼지는 5.5%, 아황산가스는 2.4% 저감되었다. 이러한 배출량의 저감이 대기 농도 변화에 미친 기여율을((배출량 변화/대기 농도변화)$\times$100로 정의) 계산한 결과 이산화질소 97%, 미세먼지 28%, 아황산가스 6%였다. 또한, 비산먼지 배출을 고려하여야 정확한 미세먼지 저감 영향을 산출할 수 있음을 알았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.604-609
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• 2020

콘크리트 표면 마감에는 다양한 방법이 있으며, 시공성을 고려할 때 스프레이 방법이 효과적이나 리바운드 발생 현상이 발생한다. 통상 숏크리트의 손실률은 30-45%가량 보고되고 있으며, 이로 인하여 작업 효율 저하 및 공사비 상승 등의 문제를 발생시킨다. 이를 해결하고자 다양한 선행 연구가 진행되었으며 리바운드량을 저감하기 위해서는 사용재료에 따라 리바운드 발생 억제를 위해 배합을 조정하여야 하며 본 연구에서는 광촉매가 포함된 표면 마감재료에 적합한 리바운드 발생량 저감 목적의 배합 기술에 대한 기초 연구를 진행하였다. 본 연구의 선행연구로는 광촉매 성능에 대해 저감효과 및 최적 혼합 비율을 도출하였고, 선행연구를 바탕으로 규사 함량에 따른 리바운드 저감 및 혼화 재료 별 역학적 내구 특성 검증을 진행하였다. 시험 방법으로는 리바운드, 압축강도, 휨강도, 테이블 플로 시험으로 진행하였고, 모르타르 스프레이 장비의 작업성을 고려하였을 때 Flow 170±10mm로 고정하였다. 실험 변수로는 시멘트 중량 대비 규사 변수로 맞추어 리바운드량 측정을 하였고 규사는 5호, 7호 규사를 사용하였다. 실험 결과 최종 S-1 변수에서 가장 높은 압축강도를 나타냈고 리바운드 양을 최소화할 수 있었다. 이러한 결과는 규사 공극의 결합재가 충분히 충진하게 되어 골재 사이의 결합력이 증가되므로 낮은 리바운드 양을 확보할 수 있었다.