• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.497-504
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• 2023

본 연구에서는 소형선박용 중·고속 디젤엔진에 적용하여 연구 중인 SCR+DPF 기술을 저속엔진이 설치된 선박에 탑재하여 해상 실증 시험을 수행하였다. 대상 선박(총 톤수 2,881 톤, 정격출력 1,470kW@240rpm ×1)은 국내 연해를 운항하는 일반화물선으로 배출저감설비의 선박 탑재를 위해 도면 개발, 승인 및 선박 임시검사를 수행하였다. 저감성능 확인을 위해서 가스상물질 측정장비는 NOx technical code 및 ISO-8178의 분석방법을 준용하는 장비를 사용하였으며, 입자상물질 측정장비는 국제해사기구(IMO)에서 논의하고 있는 블랙카본 측정 방법 중 하나인 스모크미터를 사용하였다. 시험은 황 함유량 따라 MGO(0.043%), LSFO(0.42%) 2종의 연료를 사용하였으며 실제 운항하는 엔진회전수(130, 160 및 180 rpm)를 고려하여 시험 조건을 설정하였다. 시험 조건에 따라 배출저감설비의 전·후단에서 가스상 및 입자상(매연) 물질을 측정하여 배출저감설비의 저감효율을 확인하였으며 모든 시험 조건에서 NOx의 경우 90% 이상, 입자상물질(매연)의 경우 95% 이상의 저감효율을 확인하였고 엔진 성능의 영향을 줄 수 있는 배기가스 압력은 허용배압 기준인 50mbar 이하를 만족하였다. 본 연구를 통해 해상실증 연구의 중요성과 중소형 저속엔진 선박의 질소산화물 및 입자상물질의 동시 저감을 위한 대응 기술로 SCR+DPF 설비 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.199-201
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• 2002

입자상 물질은 폐렴으로 인한 사망률을 증가시키며, 호흡기 및 심혈관계 질환과 관련된 외래환자 수를 증가시키고, 천식 증상을 악화시키며, 폐 기능 저하 둥을 유발한다고 알려져 있다(U.S.EPA, 2001). 황사는 발원지의 기상 및 토양상태에 따라 다르지만 한반도와 일본에서 관측된 황사의 크기는 1-10$\mu\textrm{m}$ 정도이며 중금속 성분 등 오염물질이 포함되어 있어, 시정악화, 농작물 및 활엽수의 생육장애, 인체 호흡기관으로 깊숙이 침투하여 폐 질환 유발 및 안 질환 등을 유발시켜 대기환경을 오염시킬 뿐만 아니라 인체에도 매우 유해하다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.257-258
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• 2001

대기중 PM의 물리ㆍ화학적 특성은 발생 원의 종류에 따라 큰 차이가 있으며, 발생원에서 직접 배출된 1차 생성입자(Primary particles)와 가스상 물질이 물리ㆍ화학적 반응에 의하여 성장되거나 생성ㆍ변환되어 1차 생성입자와는 전혀 다른 2차 생성입자(Secondary particles)로 황산염, 질산염 및 유기물질 등이 있다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.74-75
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• 2000

중국대륙에서부터 유입되는 대기오염물질은 우리나라에서 수백킬로미터가 떨어져 있음에도 불구하고, 적게는 우리나라 서해안 일대에서부터 멀리는 일본에까지 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히 대기 중 입자상 이온성 물질 중 질산염과 황산염의 경우 대부분이 인간 활동의 결과로 유입되는 NOx(NO+$NO_2$)와 대기중의 $SO_2$가 대기 중에서 화학적 반응에 의해 형성된 2차 오염물질이다. 자동차, 공장의 가동 등으로 인하여 발생되는 이들 오염물질들은 국지적으로 기상조건에 따라 이동되고 있는 것으로 알려져 있고, 각 지역에서 측정을 비롯한 많은 연구가 이루어지고 있다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-36
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• 1999

최근 대기 중에 부유하는 입자상 물질의 농도와 인간의 질병 및 사망률에 관한 역학적 연구들은 대기중 부유분진에 대한 많은 관심들을 불러일으켜 오고 있다(Ackermann et at., 1997). 우리나라에서도 총 부유분진인 TSP 및 이와는 별도로 인체에 더욱 유해한 공기역학적 직경이 $10\mu\textrm{m}$ 미만인 먼지, 즉 $PM_{10}$을 대기 환경기준 항목으로 설정, 관리해 오고 있으며, 더 나아가 미국등 선진국에서는 인체의 영향 측면에서 더욱 더 심각한 영향을 미칠 수 있는 직경 $2.5\mu\textrm{m}$ 미만의 입자인 $PM_{2.5}$에 대한 규제를 시행해 오고 있다(QUARG, 1996).(중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.127-129
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• 2000

산성오염물질과 미세입자($PM_{2.5}$)는 인체 및 생태계에 많은 악 영향을 미치고 있다. 특히 미세입자와 미세입자의 주성분인 ${SO_4}^{2-}$, ${NO_3}^{-}$, ${NH_4}^{+}$, 원소탄소(EC), 유기탄소(OC)는 호흡기 계통의 질병 및 시정장애에 커다란 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다(Pope et al., 1995; Reichhardt, 1995; Chow et al., 1993; Conner et al., 1991; Spongier et al., 1990). 미세입자는 연소과정에서 직접 배출되거나 대기 중에서 응집, 휘발성 물질의 응축, 가스에서 입자로의 전환 등에 의하여 이차 입자상 물질로 생성된다(Seinfeld, 1986). (중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.641-647
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• 2017

디젤 엔진은 가솔린기관에 비해 강력한 파워와 연료의 경제성 및 $CO_2$ 배출양이 적어 상용차뿐만 아니라 일반승용차에서도 시장의 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 디젤 엔진의 연소특성상 국부적인 고온반응 영역에서 질소산화물과 확산연소 영역에서 입자상물질이 많이 배출되므로 엄격해진 배기규제를 충족시키기 위해서 자동차와 선박등 촉매후처리장치 장착의 비중이 점차 증가하고 있다. 그 중 입자상물질 저감장치로써 입자상물질필터가 장착되어 왔으나 PM중 약 50%가 연료와 엔진오일에서 석출된 재 성분이 침적되면 필터를 손상시키므로 고온의 연소방식이 아닌 세정제를 이용한 제거기술이 절실히 필요하다. 이 연구의 목적은 디젤 엔진용 촉매코팅된 디젤입자상물질필터에 침적된 재를 세정을 함에 있어서 촉매의 물질의 물리화학적인 특성을 연구하는 것이다. 30분 동안 세정제에 담근 S4 샘플은 침투력이 강한 성분으로 인하여 입자들끼리 응집되고 수축되었다. 재에 침투력이 강한 침투제와 물과 기름을 혼합시켜주는 계면활성제 성분이 적절하게 제조된 S1 샘플의 세정특성이 가장 좋았다. 침투제인 수산화칼륨과 규산나트륨 성분이 첨가된 S4 샘플의 와쉬코트 손실률은 약 13%로 증가하였다. 촉매코팅된 디젤입자상물질필터의 와쉬코트 손실률이 약 13% 이하조건에서 유해가스 성분을 저감시킬 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.547-553
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• 2016

선박용 디젤엔진 배기가스에 포함된 입자상물질(PM) 가운데서 블랙카본(BC)은 극지방의 해빙을 촉진시키고 온난화를 유발하는 원인물질로서 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 향후 예상되는 PM/BC 배출 규제에 선제적으로 대응하고, 저감기술 개발 및 실증을 위한 기초연구의 일환으로 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 실제 운항 중에 주기관의 배기관 수 포인트에서 PM을 샘플링하여 HR-TEM을 통해 그 구조와 특성을 분석하였다. 또한 배기가스 분석기를 이용하여 운전조건별 배기가스 내 유해물질의 배출 경향을 확인하였다. 분석 결과 엔진에서 배출된 PM의 구조는 구형 입자들의 촘촘하지 않은 체인형 결합으로 이루어져 있으며, 과급기로부터 멀어질수록 온도 저하에 의한 응집이 더 많이 관찰되었고 BC 특유의 graphitic 구조를 잃어가면서 점점 amorphous 구조를 띠는 경향이 나타났다. 또한 배기가스 분석을 통해 엔진 회전수가 증가할수록 배기 내 PM의 농도는 감소할 것으로 예측되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.577-583
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• 2011

비도로 차량용 디젤엔진의 Tier 4 interim 규제를 만족하기 위하여 입자상물질과 질소산화물 배출량은 현행 규제 대비 각각 95%, 30% 저감되어야 하며, 입자상 물질을 저감하기위한 방법으로 디젤산화촉매, 부분유량 매연 여과장치 및 매연여과장치가 비도로 차량용 디젤엔진에 적용될 수 있다. 또한 질소산화물을 저감하기위해 배기가스 재순환방법, 선택적 환원촉매와 희박 질소산화물 포집장치 등이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 56kW급 off-road 차량에서의 입자상물질과 질소산화물을 저감하기위해 매연여과장치와 고압루프 배기가스재순환 시스템이 연구되었다. 실험결과로서 디젤산화촉매와 매연여과장치는 입자상물질을 저감하는데 매우 효과적이었으며 낮은 배압과 함께 출력손실도 5%이내였다. 고압루프 배기가스재순환을 적용한 결과 중 저부하 조건에서 효과적으로 질소산화물을 저감하였으며 배기가스재순환율이 높을수록 질소산화물의 저감율도 증가하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제12권1호
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• pp.65-70
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• 2007

This paper is to investigate the characteristics of exhaust emissions and nano-particle emission from diesel passenger vehicle according to using biodiesel fuel as an alternative fuel. In this work, the particulate matters (PM) of exhaust emissions in diesel engine were investigated by number of particles and mass measurement. The mass of the total PM was measured using the standard gravimetric measurement method, the total number concentrations were measured on a ECE15+EUDC driving cycle using Condensation Particle Counter (CPC). Total PM emission was reduced $2{\sim}38%$ and number concentration was reduced $1{\sim}27%$ according to increasing blended ratio of biodiesel with diesel fuel. Total PM emission was reduced more than particle number emission because volatile particles were measured in total PM but were not measured in particle number emissions.