• 동력기계공학회지
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• 제22권1호
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• pp.72-78
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• 2018

With growing concerns over air pollutions attributed to shipping activities, the international maritime organization has enacted a series of stringent regulations. In particular, MARPOL Annex IV Reg. 16 requires sulfur contents from exhaust gases of marine engines to be progressively reduced. To comply with this regulation, three feasible options have been introduced: using LNG as a marine fuel, using heavy fuel oil with the scrubber system, and using the marine gas oil (a type of low sulfur fuel oil). For the objectives of this paper, the holistic environmental impacts pertinent to these options were investigated and compared in ways that the flows of energy and emission were tracked and quantified through the life cycle of the ship. Research findings obtained from a case study with a large bulk carrier showed that the use of the scrubber system to purify heavy fuel oil would produce relatively fewer amounts of emissions attributing to global warming than other two options. On the other than, the use of LNG would be the way to operate the ship in a cleaner way in terms of reducing the acidification, eutrophication, and photochemical effects. Throughout the analysis, the excellence of life cycle assessment was proven to shift the environmental impact of marine systems from the short-term view to the long-term one.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.293-300
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• 2022

During the decommissioning of the nuclear facilities, the radioactive gases in pressure vessels may leak due to the demolition operations. The decommissioning site has large space, slow air circulation, and many large nuclear facilities, which increase the difficulty of workers' inhalation exposure assessment. In order to dynamically evaluate the activity distribution of radionuclides and the committed effective dose from inhalation in nuclear decommissioning environment, an inhalation exposure assessment method based on the modified eddy-diffusion model and the inhaled dose conversion factor is proposed in this paper. The method takes into account the influence of building, facilities, exhaust ducts, etc. on the distribution of radioactive gases, and can evaluate the influence of radioactive gases diffusion on workers during the decommissioning of nuclear facilities.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.474-481
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 이산화탄소 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성된다. 희박한 LNT(질소산화물 흡장촉매)와 urea-SCR(선택적인촉매환원장치)는 디젤엔진에서 질소산화물을 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 선택적인촉매환원장치의 촉매에 포함됨 조촉매의 영향을 파악하는 것이다. 망간-선택적인촉매환원장치의 질소산화물 저감 성능이 가장 우수하였으며, 망간 이온과 Zeolyst의 Al과의 이온교환이 잘 되었고, 활성화 에너지가 낮아 반응 속도가 빨라짐에 따라 질소산화물 저감 성능이 향상되었다. 7Cu-15Ba/78Zeolyst SCR 촉매의 질소산화물 저감 성능은 200도에서 32%, 500도에서 30%를 나타내며 가장 높은 성능을 나타내었고, 조촉매로 첨가된 산화바륨의 질소산화물의 흡장 물질이 Cu-SCR 촉매에 잘 분산되어 있고 Cu-SCR 촉매의 환원 반응과 더불어 산화바륨의 추가적인 질소산화물 저감 성능이 영향을 끼쳤기 때문이다. 7Cu-15Ba/Zeolyst SCR 촉매는 3종 촉매 중 열적 열화에서 내구성이 강하였다. 열적 열화에 따른 동종 성분 산화구리가 이동하여 응집되는데, 산화바륨이 주촉매 산화구리 입자의 응집을 감소시켰기 때문이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.245-250
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• 2017

전 세계적으로 온실가스 및 대기 오염물질 배출 저감을 위한 환경 규제가 강화되고 있고, 그에 따라 여러 가지 대책들이 마련되고 있다. 또한 환경오염 최소화와 더불어 효과적이고 합리적인 에너지 절감 방법에 대한 필요성이 점차 커지고 있는 실정이다. 선박 분야의 경우에는 친환경 선박 개발이 활발히 연구되고 있으며 배기가스 배출저감, 대체 연료 개발, 새로운 추진 방식의 선박 등이 이러한 연구 범주에 속한다. 본 논문에서는 하이브리드 전기추진선박에 대한 기본 개념을 제시하고, 선박 운전환경 분석에 따른 하이브리드 전기추진선박의 전력공급 시스템 배터리 단독 운전, 발전기 단독 운전 및 전 출력 운전 모드로 구성하고 각 운전 모드별 속도, 전류, 전압 및 출력 특성을 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권4호
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• pp.441-445
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• 2000

Considering international status of our country as world class ship builder and geographical characteristics encircled by sea in three facets, controlling of air pollutants emission from marine engines becomes more and more important issue in recent days. Implementation of immediate pollutants emission control regulation and standardization of test and certification procedure are required to reduce air pollution from marine engines. But cost increments due to additional equipment of emission control device and development and certification test expenses as well as depreciation of fuel economy should be considered. To satisfy those air pollution reduction and economic requirements, we should make our own interpretation of IMO standard and implementation schedule depending on our country's status. For this purpose we measured NOx emission from small and middle class marine engines to calculate emission factor and total pollutant emission in our country. With the comparison and analysis of other countries emission control regulation we proposed basic data of total emission from marine engine and future emission control standard in our country. According to our estimation, 62% of total NOx emission of marine engines comes from fishing boat and 38% from commercial vessels. The portion of NOx emission from marine engine is 18.6% of whole country NOx emission. Due to the voyage characteristics of middle and large vessel and necessity of international harmonization of marine engine pollutants emission control standard, it is inevitable to adopt IMO standard for middle and large marine engines. But considering technological and cost effect of fishing boat operating in near sea, it is resonable to set a standard within 80% of measured value at the moment and gradually implement the same IMO standard in near future.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권6호
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• pp.584-590
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• 2012

본 연구에서는 고정자와 회전자에 의해 발생하는 전단력(Shearing force)을 이용한 선박용 연료유 균질기(Homogenizer) 개발에 관한 연구를 수행하였다. 균질기의 균질화 및 미립화 정도에 대한 성능을 조사하기 위하여 IFO 380 cSt Bunker-C 시료에 전처리(Pre-treatment)를 시행하였다. 전처리한 시료의 슬러지(Sludge) 저감 효과를 확인하기 위하여 유청정기(Oil purifier)를 이용하였다. 실험결과 균질기로 전처리한 시료에서 슬러지양이 약 13 % 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 전처리 후 유청정한 시료를 실제 보일러 시스템에서 연소시켜 CO가 감소하는 연소특성 경향을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 개발된 선박용 연료유 균질기를 실선에 적용할 경우 연료비 및 운항비용 절감 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.112-118
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• 2018

화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 $CO_2$ 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성이 된다. LNT와 urea-SCR 촉매는 디젤엔진에서 NOx를 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 소형과 중 대형 디젤기관에 많이 사용되고 있는 Cu SCR 촉매의 NOx 저감 성능 향상을 목적으로 한다. $5Cu-2ZrO_2$/Zeolyst(Si/Al=13.7)SCR 촉매는 $5Cu-2ZrO_2$/93Zeolite(Si/Al=2.9) 촉매에 비해 촉매온도 $300^{\circ}C$ 이상에서 약 5-50% 수준으로 de-NOx 성능이 높았다. Zeolite는 zeolyst에 비해 금속의 분산도가 낮고 평균 입경이 커짐에 따라 촉매의 반응속도가 저하되었다. 10wt% Cu가 담지된 $10Cu-2ZrO_2$/88Zeolyst 촉매는 $200^{\circ}C$에서 40%, $350^{\circ}C$에서 약 65%로 NOx 정화성능이 가장 높았고, Cu의 이온이 제올라이트의 결정화합물인 Al과의 이온교환율이 증가함에 따라 다른 촉매에 비해 20-40% de-NOx 성능이 향상되었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.97-104
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• 2006

선박과 항만 터미널에 의한 오염에 대하여 항만 환경의 보호를 위해 강력한 규제지침을 적용해야한다. 불법적인 선박의 밸러스트수 교환으로 발생하고 연안의 항내에 들어와서 교환을 하면 식물과 동물의 외래종 침입하여 먹이 사슬을 파괴하는 원인이 된다. 질소가 풍부한 물의 교환은 미생물의 성장을 촉진시켜 연안에 적조를 유발시킨다. 또한 항만의 나쁜 영향을 미치는 것은 선박과 물동량을 수송하는 트럭에서 다량의 디젤 산화물을 대기로 배출한다. 국제해사기구 (International Maritime Organization: IMO) 에서는 선박에서 발생되는 오염물질 둥에 대한 규제강화를 위하여 최근 새로운 해사환경협약의 채택 및 발효를 강력히 추진하고 있다. 우리나라는 국제해사기구의 A 그룹 이사국으로서의 국제적인 위상과 해양환경 보호를 위하여 현재 발효되고 추진 중에 있는 협약들에 대한 연구와 대처를 효과적으로 하여야 한다. 이 논문은 해양관련 환경규제협약인 대기오염방지협약, 선박의 유해방오도료 사용규제협약, 밸러스트수 배출규제협약, 선박으로부터 오수에 의한 오염방지를 위한 협약 풍의 주요 현안을 파악하고 분석하여 이에 따른 대응책을 제시하고자 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권6호
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• pp.437-445
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• 2018

국제해사기구(IMO)에서는 해양 환경보호를 위해 황산화물($SO_X$), 질소산화물($NO_X$), 이산화탄소($CO_2$) 등의 선박 배기가스 배출 규제를 강화하고 있으며, 특히 미국, 유럽을 중심으로 배출가스통제구역(Emission Control Area, ECA)을 설정하여 운용하고 있다. 이러한 환경 규제의 대응방법으로서 친환경 고효율 선박에 대한 요구가 커지면서 배출가스를 줄일 수 있는 전기추진시스템 관련 연구 및 기술에 대한 관심이 늘어나고 있다. 컨테이너선과 같은 상선은 경제속도 운항의 이유로 전기추진시스템의 적용대상에서 벗어나 있었으나, 앞으로 배기가스 배출 규제가 강화되고 4차 산업혁명 기술로 대표되는 빅데이터, IoT 기술을 적용한 자동화 시스템이 선박에 적용되기 위해서는 모니터링 및 제어가 쉬운 전기추진시스템이 필요할 것으로 전망된다. 따라서 본 논문에서는 6,800TEU 컨테이너 선박을 대상으로 전기추진시스템을 적용하기 위해서 기존 컨테이너 선박의 부하분석을 통해 부하분석 기반의 발전기 및 배터리 용량 설계를 목표로 연구를 진행하였다. 부하분석기반으로 설계된 시스템은 배터리를 이용한 부하분배제어를 통해 발전기가 높은 효율구간에서 운용할 수 있다는 장점이 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.626-631
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• 2019

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 이 연구는 CNG 버스의 post Euro-VI 배기대응을 위한 기초연구로써, Pd 대체 전이금속 영향, 촉매 체적 영향 그리고 공간속도에 따른 기초 특성을 파악하는 것이다. 촉매는 제조되었고 모델가스반응장치로 실험하였다. 3Pd가 포함된 NGOC 촉매는 $300^{\circ}C$에서 22%, $350^{\circ}C$에서 48% 그리고 $500^{\circ}C$에서 약 75%의 $CH_4$ 저감 능력을 나타내며 촉매 활성이 가장 높았다. 전이금속 3wt%가 포함된 3Co NGOC는 산화능력이 우수한 물질로써, 2nm급의 작은 사이즈로 촉매 분산도가 향상되어 de-NO/CO 전환율이 높았다. NGOC+LNT+SCR 촉매시스템의 체적은 $De-CH_4/NOx$ 성능과 촉매비용을 고려할 때 Total score가 165를 나타낸 1.5+0.5+0.5 조합이 최적이었다. SV $14,000h^{-1}$일 경우 $CH_4$ 저감 성능은 약 20% 수준으로 가장 높았고, SV $56,000h^{-1}$의 경우가 약 5% 수준으로 가장 낮았다. 공간속도가 작으면 유속이 감소하여 촉매 체적에 잔류하는 시간이 길어지므로 유해가스가 저감되었기 때문이다.