• 한국항만경제학회지
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• 제39권3호
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• pp.107-122
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• 2023

본 연구는 3년간 단계적으로 도입되고 있는 선박 연료유 황 함유량 규제정책의 대기오염물질 배출저감 효과를 분석하고자 한다. 부가적으로 VSR과 AMP의 배출저감 효과도 분석하였다. 분석은 EEA에서 제공하고 있는 NOx, CO, VOC, SOx, TSP, PM10, PM2.5를 대상으로 하였으며, 분석의 공간적 범위는 우리나라 수도권에 위치하여 대기오염에 대한 파급효과가 큰 인천항을 대상으로 하였다. 분석은 다음과 같이 시나리오 1: 정책이 없는 경우 시나리오 2: 연료유 황 함량 규제만 시행하는 경우 시나리오 3: 연료유 황 함량 규제, VSR, AMP를 반영하여 분석하였다. 분석 결과 시나리오 1의 경우 3년의 기간 동안 4,801톤, 4,932톤, 5,144톤의 대기오염물질이 배출된 것으로 나타났다. 시나리오 2는 4,219톤, 4,152톤, 3,989톤이 배출되었고, 시나리오 3은 4,198톤, 4,138톤, 3,973톤이 배출된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 항만 대기환경관리와 인천광역시 대기관리의 기초연구로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.175-180
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• 2004

Improving furnace efficiency is a high priority need for aluminum, glass, steel and other metal casting industries. Oxy-fuel combustion is considered to be one of the most effective method to improve thermal efficiency and reduce $NO_x$, SOx and $CO_2$ emissions for high temperature furnaces. The characteristics of an oxy-fuel flame, in particular its shape, radiation profile and exhaust gas composition are considerably different to those of an air-fuel burner. For this reason, a new approach is needed regarding factors such as burner design, power input levels, number and positioning strategies of burners and also control philosophies. In this paper will discuss the latest developments of high performance oxy-fuel combustion reheating furnace system. This high performance oxy-fuel combustion system will be shown to be technologically superior to other types of combustion systems in the areas of fuel efficiency, emissions and productivity.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권6호
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• pp.538-544
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• 2014

A traditional fireplace has been used, but not much, for heating and cooking in rural area, Korea. Traditional fireplace as one type of biomass burnings is also emitting various air pollutants. Air pollutants emission from traditional fireplace was estimated in this study. There are two types of traditional fireplace, one for combined heating and cooking, the other one for cooking only. Types of fuels mostly used in traditional fireplace were wood, agricultural residue, solid waste. Activity levels such as fuel types, amount of fuel loading, and temporal variation were investigated by field survey over Korea. Estimated annual emissions from traditional fireplace were CO 6,335.0, NOx 555.0, SOx 9.6, VOC 1,771.7, TSP 181.4, $PM_{10}$ 119.9, $PM_{2.5}$ 96.2, $NH_3$ 1.4 ton/yr respectively. When emissions compared with the national emission inventory (CAPSS: Clean Air Policy Support System) of 2010 year, CO and $PM_{10}$ occupy 0.8% and 0.1% of total national emission, respectively.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권6_2호
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• pp.1007-1014
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• 2020

IMO(International Maritime Organization) continues to strengthen environmental regulations on exhaust gases such as CO2, NOx, SOx. As for sulfur oxides, from 1 January 2020, all ships on international voyages must use fuel with a sulfur content of 0.5% or less. Or, it is obligatory to use an exhaust gas treatment device that has the same effect. Shipping companies are using low-sulfur oil, replacing them with LNG fuel, or installing scrubbers that suppress sulfur oxide emissions. In the case of ships using bunker C oil, the load on the engine is lower when entering and departing, so the exhaust gas pressure is lowered and the scrubber cannot be properly utilized. Therefore, diesel oil with low sulfur content is used when entering and leaving the coast. When diesel oil is used, exhaust gas is directly discharged through the control system and piping system, and when bunker C oil is used, sulfur oxides are reduced by scrubbers through other control systems and piping systems to discharge exhaust gas. Accordingly, a company has developed a system called a three-way damper valve that can control exhaust gas emissions while integrating these two control systems and piping systems into one. In this study, the control characteristics of the integrated exhaust gas control system and structural safety against external loads in a high-temperature exhaust gas environment were reviewed.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.323-331
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• 2021

With global warming and pollution problems, accurate forecasting of the harmful gases would be an essential alarm in our life. In this paper, we forecast the emission of the five gases(SOx, NO₂, NH₃, H₂S, CH₄) using the time series model of ARIMA, the learning algorithms of Random forest, and LSTM. We find that the gas emission data depends on the short-term memory and behaves like a random walk. As a result, we compare the RMSE, MAE, and MAPE as the measure of the prediction performance under the same conditions given to three models. We find that ARIMA forecasts the gas emissions more precisely than the other two learning-based methods. Besides, the ARIMA model is more suitable for the real-time forecasts of gas emissions because it is faster for modeling than the two learning algorithms.

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.952-959
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• 2022

Active construction work zones will result in longer travel time and/or longer travel distances for road users because of reduced speed limits and/or detours. This results in increased fuel consumption and increased emissions of harmful gases such as Carbon Monoxide (CO), Nitrogen Oxides (NOx), and Sulfur Oxides (SOx), which causes discomfort to the environment and road users around the work zone. The impact of such emissions should be considered while designing work zones or determining the number of days the roadway will be allowed to be closed partially or fully. This study develops a methodology to compute additional road user costs associated with such work zones. To achieve this goal, a) an extensive literature review is conducted, b) a framework to compute emission cost is developed, c) emission rates are computed for all counties (95) of the state of Tennessee, and d) a case study is conducted to demonstrate the use of the framework to estimate the additional impact of emission because of the work zone. For the case study conducted, the emission cost was computed to be $10,653.60 for the duration of the project. State DOTs can account for such road user costs while selecting contractors using A+B bidding. Accounting for such impact of emission will also indicate the agency's willingness to consider sustainability as a part of the business practices.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.162-163
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• 2022

Maritime transportation is going to transfer to alternative fuels as a result of the worldwide demands toward decarbonization and tougher maritime emissions regulations. Methanol is considered as a potential marine fuel, which has the ability to reduce SOx and CO₂ emissions, reduce climate change effects, and achieve the objective of green shipping. This work proposes and combines the innovative combination system of direct methanol solid oxide fuel cells (SOFC), proton exchange membrane fuel cells (PEMFC), gas turbines (GT), and organic Rankine cycles (ORC) for maritime vessels. The system's primary power source is the SOFC, while the GT and PEMFC use the waste heat from the SOFC to generate useful power and improve the system's ability to use waste heat. Each component's thermodynamics model and the combined system's model are established and examined. The multigeneration system's energy and exergy efficiency are 76.2% and 30.3%, respectively. When compared to a SOFC stand-alone system, the energy efficiency of the GT and PEMFC system is increased by 19.2%. The use of PEMFC linked SOFC has significant efficiency when a ship is being started or maneuvered and a quick response from the power and propulsion plant is required.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.683-691
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• 2015

순환유동층연소기술은 적용 연료의 다양화, 설비의 경제성 그리고 환경성이 우수하여 최근 전력생산기술로 관심이 증대되고 있으며 최근 전력생산을 위한 재생에너지 사용 의무규정에 따라 재생에너지의 연소특성을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 순환유동층반응기에서의 석탄과 우드펠릿을 혼소하여 혼소율에 따른 배기배출물 특성과 반응기 내부 가스온도특성의 환경성과 연소성을 실험적으로 분석하여 나타내었다. 총 공급 발열량을 기준으로 각 연료의 공급량을 변경하여 혼소율을 결정하였다. 베드물질로 강모래(7호사)를 적용하였다. 순환유동층반응기에서 우드펠릿 혼소율 증가에 따라 후단부에서의 가스온도가 감소하였고, CO, NOx, HC 및 SOx의 발생량은 우드펠릿의 혼소비가 30% 이하의 경우 혼소비 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만 30% 이상의 경우 CO, HC 및 SOx 발생량은 오히려 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국항만경제학회지
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• 제35권2호
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• pp.93-108
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• 2019

최근 항만에서 기인한 대기오염물질에 대한 심각성이 고조되고 있다. 한국은 무역의존도가 매우 높고 수 출입 교역량의 99.7%가 해상을 통해 운송되고 있어, 항만 대기오염의 정도를 파악하고 이에 대비하기 위한 친환경 정책이 필요하다. 이에 본 연구에서는 많은 물동량을 취급함에도 불구하고 관련 연구가 적었던 광양항과 울산항을 대상으로 선박 접안시 발생하는 대기오염물질 배출량을 산정하였다. 이를 위해 2017년 기준으로 선박의 활동 및 제원자료를 수집하고, 해외 환경기관인 EEA와 EPA 방법론 및 계수를 적용하였다. 그 결과, 광양항은 CO 253.09톤, NOx 1986.61톤, SOx 684.01톤, $PM_{10}$ 47.88톤, $PM_{2.5}$는 44.69톤, VOC 61.56톤, NH3 0.24톤의 대기오염물질을 배출하였다. 울산항의 경우 CO 212.28톤, NOx 1712.54톤, SOx 573.72톤, $PM_{10}$ 40.16톤, $PM_{2.5}$는 37.48톤, VOC 51.63톤, $NH_3$ 0.20톤을 배출하였다. 이어서 선박 접안시 적용 가능한 친환경 정책인 AMP의 단계적 도입 방안을 제시하였다. 본 연구는 광양항과 울산항을 대상으로 대기오염 정도를 파악한 것으로, 이를 통해 현황을 진단하고, 향후 관련 정책 수립을 위한 참고자료로 활용 가능하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.788-793
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• 2012

본 연구는 해군함정에 탑재되어 있는 주 추진 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질, 황산화물, 이산화탄소 및 질소산화물의 배출량 예측에 초점을 두었다. 국제사회 및 각국의 정부는 인간의 건강 및 환경을 보호하기 위해 선박의 배기가스 규제를 엄격히 적용하고 있으며 선박 제작사들은 이러한 법규에 대응하기 위해 다양한 기술을 선박에 적용시키고 있다. 엄격히 적용되는 배기가스 법규는 선박의 크기에 따라 차이를 보이고 있지만 함정은 규제대상에서 제외된다. 다양한 연구결과에 의해 선박의 배기가스 배출량 계수(emission factor)는 지속적으로 최신화되고 있으나 함정의 배출량 계수는 그 특성의 차이 때문에 설정이 어려운 실정이다. 본 논문은 함정 엔진의 연료소모량과 함정에서 사용하고 있는 연료의 황성분 함량을 분석하여 항해 시 선박에 적용되고 있는 오염물질 기여도 조사(emission inventory) 방법론을 해군함정에 적용시켜 정속항해 조건에서 배기가스 총 배출량을 예측하는 것이다.