본 논문은 연료전지 자동차용 10kWe급 정제일체형 메탄올개질기에 대한 연구결과이다. 이 개질기에서는 메탄올이 수증기와 반응하켜 수소를 포함한 혼합가스로 개질되고, 그 혼합가스는 다시 Palladium 합금막을 통하여 순수한 수소로 분리된다. 정제되고 남은 폐 가스중 가연성분들은 wire-mesh 형태의 연소촉매상에서 연소되어 개질반응에 필요한 열을 직접 공급함으로써 높은 메탄올 전환율, 고품질의 수소생산, 그리고 높은 시스템 열효율을 가능하게 한다. 동시에 이러한 개질, 분리 및 연소반응이 하나의 반응기에서 일어나 전체 시스템이 소형화될 수 있으며 운전이 용이한 장점도 있다. 본 연구팀에서 개발한 10kWe급 시스템은 운전연구를 통하여 수소생산량은 $8.2Nm^3/hr$ (10kWe급), 수소순도 99.999% 이상, CO 농도 5 ppm 미만, 총합열효율 81%, 초기기동 소요시간 20분, 부하변동웅답 1 분 이내를 달성했으며, 장처의 크기와 무게는 각각 16 L, 25 kg 이다.
Fracture toughness of five different reactor pressure vessel steels was characterized in the transition temperature region by the ASTM E1921-97 standard method using Charpy-sized small specimens. T he predominant fracture mode of the tested steels was transgranular cleavage in the test conditions. A statistical analysis based on the Weibull distribution was applied to the interpretation of the scattered fracture toughness data. The size-dependence of the measured fracture toughness values was also well predicted by means of the Weibull probabilistic analysis. The measured fracture toughness transition curves followed the temperature-dependence of the ASTM master curve within the expected scatter bands. Therefore, the fracture toughness characteristics in the transition region could be described by a single parameter, so-called the reference temperature (T。), for a given steel. The determined reference temperatures of the tested materials could not be correlated with the conventional index temperatures from Charpy impact tests.
디젤의 대체연료인 디메틸 에테르의 반응기구 축소에 관한 수치해석을 수행하였다. 상세반응기구(79 개의 화학종과 351 개의 반응단계)를 기초로, 최대몰농도 해석과 민감도 해석을 균질 반응기 모델에 적용하였다. 축소반응기구는 상세반응기구의 착화지연기간과 비교하여 구축하였는데, 기준값으로 $7.5{\times}10^{-5}$을 적용했을 때 44 개의 화학종과 166 개의 반응단계로 구성된다. 축소반응기구의 계산 정확도를 검증하기 위하여 두 반응기구를 단일영역 균일예혼합 압축착화 엔진모델에 적용하였고, 축소반응기구의 계산결과는 상세반응기구의 결과와 일치하였다. 따라서 본 연구의 축소반응기구는 계산의 정확도의 손실 없이 DME 를 연료로 사용하는 압축착화엔진의 착화 및 연소 과정을 모사하는데 이용될 수 있다.
미세조류와 박테리아의 공배양 시스템은 두 미생물종이 공생적 관계가 있다면 한 배양기에서 BOD와 영양염류의 동시 제거가 가능하다. 이때 영양염류는 미세조류의 바이오매스 성분으로 전환된다. 이 총설은 미세조류와 박테리아의 공생적 혼합배양을 이용한 하폐수처리, 특히 질소와 인의 제거에서의 중요성과 최근의 연구동향을 살펴보았다. 미세조류는 광합성을 통해 산소를 발생시키고 박테리아는 이 산소를 전자수용체로 이용하여 유기물의 산화분해에 활용할 수 있다. 호기성 박테리아가 유기물을 산화할 때 발생되는 $CO_2$는 미세조류의 탄소원으로 섭취되어 탄소동화작용에 사용된다. 미세조류와 박테리아의 공배양은 상호 이익이 될 수도 있고 저해가 될 수도 있으므로 지속적인 영양염류 제거를 위해서는 상호 이익이 되는 공생적 관계가 필수적으로 요구된다. 이를 위해서는 하폐수처리에 사용되는 상용적인 두 미생물 종의 선택이 중요하다.
최종 메탄수율, 동력학적 상수 및 최대 메탄발생 속도 등 돈분의 메탄생성 특성을 평가하기 위하여 혐기성 회분식 실험을 수행하였다. 돈분의 혐기성 분해 동력학적 거동 평가시 1차 반응으로 기정하였으며 최종 메탄수율, 동력학적 상수 및 최대 메탄발생 속도는 각각 0.27~0.44L $CH_4/gVS$, $0.161{\sim}0.280d^{-1}$ 및 0.043~0.120L $CH_4/d$로 나타났다. 돈분 자체를 식종물질로 사용하는 경우 장기간의 초기 순응기간이 소요되었으나 최종 메탄수율에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 돈분의 혐기성 처리는 효과적이나 고형물의 함량이 높은 경우 이상 혐기성 소화가 단상 혐기성 소화에 비해 효과적인 것으로 판단된다.
본 논문에서는 FACTS(Flexible AC Transnission System)로 분류되는 여라 기기중 기존의 전압제어 및 무효 전력보상기들이 가지고 있는 바속응성과 불연속성 문제를 해결해줄 수 있는 정지형 무효전력 보상가(Static Var Compensator : SVC)를 포함한 전력계통에 신경회로망 제어기를 적용하여 안정화에 관하여 연구하였다. 제안된 신경회로망 제어기는 오차와 오차변화량을 입력하는 오차역전과 학습 알고리즘을 사용하고, 학습시간올 단축하기 위해 모멘텀 방법을 사용하였다. 제안된 방법의 강인섬을 입증하기 위해 중부하시 및 정상부하시에 초기 전력을 변동시킨 경우와 초기에 회천자각을 변동시킨 경우에 대하여 시스렘의 회전자각, 각속도 편차 특성 및 단 자전압의 동특성을 고찰하여 다른 시스템보다 응답특성이 우수합을 보였다.
Single-jet 반회분식 결정화 반응기에서 동력투입량, 반응물의 주입시간 및 주입방법등 반응조건의 변화가 란타늄 옥살레이트 결정입자의 반응성 결정화에 미치는 영향에 대해 실험적으로 조사하였다. 란타늄 옥살레이트 결정입자의 크기분포는 반응조건에 관계없이 monomodal 형태의 크기분포를 나타내었으나 평균결정크기는 반응조건에 크게 영향을 받았다. 동력투입량이 증가할수록, 반응물의 주입속도가 빠를수록, 란타늄 옥살레이트의 결정입자크기는 감소하였으나 상대적 유도시간은 증가하였다. 반응물의 주입방법에 있어서 옥살산 용액이 주입되는 경우보다 염화란타늄 용액이 주입되는 경우에 결정입자는 크게 나타났으며 상대적 유도시간은 감소하였다. 그리고 결정입자의 형태는 모두 침상형으로 반응조건의 변화에 크게 영향을 받지 않았다.
Kim, Byung-Hyuk;Kim, Dong-Ho;Choi, Jung-Woon;Kang, Zion;Cho, Dae-Hyun;Kim, Ji-Young;Oh, Hee-Mock;Kim, Hee-Sik
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제25권9호
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pp.1547-1554
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2015
The potential of microalgae biofuel has not been realized because of the low productivity and high costs associated with the current cultivation systems. In this study, a new low-cost and transparent attachment material was tested for cultivation of a filamentous algal strain, Stigeoclonium sp., isolated from wastewater. Initially, the different materials tested for Stigeoclonium cultivation in untreated wastewater were nylon mesh, polyethylene mesh, polypropylene bundle (PB), polycarbonate plate, and viscose rayon. Among the materials tested, PB led to a firm attachment, high biomass (53.22 g/m2, dry cell weight), and total lipid yield (5.8 g/m2) with no perceivable change in FAME profile. The Stigeoclonium-dominated biofilm consisted of bacteria and extracellular polysaccharide, which helped in biofilm formation and for effective wastewater treatment (viz., removal efficiency of total nitrogen and total phosphorus corresponded to ~38% and ~90%, respectively). PB also demonstrated high yields under multilayered cultivation in a single reactor treating wastewater. Hence, this system has several advantages over traditional suspended and attached systems, with possibility of increasing areal productivity three times using Stigeoclonium sp. Therefore, multilayered attached growth algal cultivation systems seem to be the future cultivation model for large-scale biodiesel production and wastewater treatment.
Sastaravet, Prajak;Chuenchaem, Chomthisa;Thaphet, Nawaporn;Chawaloesphonsiya, Nattawin;Painmanakul, Pisut
Environmental Engineering Research
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제19권4호
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pp.345-354
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2014
In this paper, effects of physical configurations and operating conditions on bubble column performance were analyzed in terms of bubble hydrodynamic and mass transfer parameters. Bubble column with 3 different dimensions and 7 gas diffusers (single / multiple orifice and rigid / flexible orifice) were applied. High speed camera and image analysis program were used for analyzing the bubble hydrodynamic parameters. The local liquid-side mass transfer coefficient ($k_L$) was estimated from the volumetric mass transfer coefficient ($k_La$) and the interfacial area (a), which was deduced from the bubble diameter ($D_B$) and the terminal bubble rising velocity ($U_B$). The result showed that the values of kLa and a increased with the superficial gas velocity (Vg) and the size of bubble column. Influences of gas diffuser physical property (orifice size, thickness and orifice number) can be proven on the generated bubble size and the mass transfer performance in bubble column. Concerning the variation of $k_L$ coefficients with bubble size, 3 zones (Zone A, B and C) can be observed. For Zone A and Zone C, a good agreement between the experimental and the predicted $K_L$ coefficients was obtained (average difference of ${\pm}15%$), whereas the inaccuracy result (of ${\pm}40%$) was found in Zone B. To enhance the high $k_La$ coefficient and absorption efficiency in bubble column, it was unnecessary to generate numerous fine bubbles at high superficial gas velocity since it causes high power consumption with the great decrease of $k_L$ coefficients.
포말 분리관에 단백질 용액을 일정하게 공급하여 분리 실험을 수행하며 초기 단백질 농도, 공탑 공기유속, 온도와 pH 등의 영향에 따른 포말 분리관의 단백질 분리특성을 연구한 결과, 액본체 단백질의 약 65% 이상이 약 10min이내에 제거되는 효과적인 분리특성을 나타내어 포말분리법은 양어장 순환수중의 주된 유기성분인 단백질을 분리하기 위한 매우 효과적인 방법이었다. 액본체 중의 단백질의 초기농도가 증가함에 따라 단백질 제거속도는 일정 농도 이하의 조건에서는 직선적으로 증가하다가 일정한 값을 유지하여 단백질 제거속도는 Langmuir 흡착형태를 나타내었으며, 제거속도는 공탑 공기유속에 대해서는 직선 관계를 보였다. 본 실험조건 범위 내에서는 단백질 제거에 있어 온도 및 pH의 영향은 그다지 크지 않는 것으로 나타났으며, 실험결과를 검토한 결과 이론식은 타당하였다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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