• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.73-79
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• 2017

기후 변화 대응을 위한 온실가스 감축 측면에서, 석탄화력발전소에서 바이오매스 사용량은 계속하여 증가되어 왔다. 파리 협정 이후 온실가스 감축 목표치가 더욱 구체화되면서 바이오매스 사용은 급격히 더 많아질 것으로 예상된다. 미분탄 석탄 화력발전에서 바이오매스 혼소시 가장 큰 문제점 중 하나는 바이오매스의 미분성이 석탄에 비해 훨씬 낮다는 것으로, 이를 해결하기 위해 가장 먼저 바이오매스의 미분성 측정 방법을 확립하는 작업이 필요하다. 석탄의 경우 HGI (hardgrove grindability index)측정 장치를 통해 분쇄도 측정이 가능하여 이를 표준으로 삼고 있지만, 바이오매스의 경우 표준 측정 방법이 확립되어있지 않다. 본 연구에서는 볼 밀과 입자 크기별 분포량을 이용한 석탄과 바이오매스의 분쇄 실험을 진행하였다. 실험에는 석탄 1종과 바이오매스 6종을 사용하였다. 분쇄시간에 따른 입자 분포량을 비교하고, $75{\mu}m$ 이하 입자 분포량으로 분쇄도를 평가하였다. 실험결과 반탄화 바이오매스 TBC (torrefied biomass chip)와 TWP (torrefied wood chip)는 발전용 사용적합 기준에 대해 대략적으로 70%의 값을 나타냈다. 다른 바이오매스들의 경우 반탄화 바이오매스와 비교했을 때 분쇄성이 훨씬 더 낮은 결과를 보였다. TBC와 TWP는 수분이 감소하고 섬유질 구조가 분해되는 반탄화 과정을 통해 분쇄가 향상되었다. 또한 분쇄도가 높은 반탄화 바이오매스가 소모전력이 낮게 측정되었다. 본 연구를 통해 바이오매스의 석탄화력발전 적용을 위한 표준화 작업의 기초 자료들을 확보할 수 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권2호
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• pp.121-133
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• 2014

사용후핵연료를 포함하는 고준위 방사성폐기물을 지질학적 조건이 안정적인 지하 3~5 km의 심도에 처분할 수 있다면 다음과 같은 많은 장점이 있는 것으로 평가되고 있다. 즉, (1)암반 수리전도도가 매우 낮아 지하수가 생태계까지 도달하는데 속도가 현저히 감소되며, (2)상부층 두께로 인하여 생태계와의 이격거리 확보에 유리하고, (3)지하수가 환원상태이므로 핵종의 용해도가 매우 낮을 뿐만 아니라 (4)오랜 연령의 지하수에서는 핵종이 흡착된 콜로이드 생성과 이동이 극히 제한된다는 점이다. 이와 관련하여 심부시추공 처분(Deep Borehole Disposal) 연구는 심층 처분(Deep Geological Disposal) 시스템에 대한 이상적인 처분 대안기술로서 꾸준하게 진행되어 왔다. 본 논문에서는 최근 심부 시추기술이 비약적으로 발전됨에 따라 의미있게 연구가 진행되고 있는 심부시추공 처분시스템을 국내 적용하기 위한 초기 단계로서 해외의 심부시추공 처분시스템 기술개발 사례를 분석하였다. 이를 통하여 심부시추공 처분에 대한 일반적인 개념과 심부시추공 처분시스템 개념을 도출한 연구사례를 국가별로 정리하였다. 이들 분석결과는 향후 심부시추공 처분기술의 국내 적용을 위한 입력자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권1호
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• pp.25-36
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• 2023

선박의 온실가스 감축을 위한 다양한 환경규제가 발효되었고, 이로 인해 액화 천연 가스(Liquid natural gas, LNG), 액화 석유 가스(Liquefied petroleum gas, LPG), 암모니아 그리고 바이오 연료 등 여러 대체 연료를 선박에 적용하고 있다. 대안 연료의 대부분이 액화가스형태의 저인화점 연료가 많이 거론되고 있고 그 사용량은 지속적으로 늘어날 것으로 예상된다. 이에 따라, 이러한 저인화점 연료를 선박 연료로써 이용하기 위한 표준이나 지침서가 필요한데 아직까지 미비한 실정이다. LNG의 경우, 벙커링과 관련하여 ISO 표준이 마련되었고 비영리민간기구(NGO)인 선박가스연료협회(Society for Gas as a Marine Fuel, SGMF)에서도 LNG 벙커링에 대한 지침서를 마련하여 발간하였다. 이와 더불어, 선급에서도 안전한 벙커링을 위해 벙커링 방법과 절차에 따라 안전관리구역을 지정하도록 하고 있다. 따라서, 연료에 따른 안전관리구역을 설정하기 위한 절차를 마련하고 절차 수립을 위해 벙커링 환경조건과 가스 누출 시나리오를 분석하고 이를 토대로 수치해석적 방법으로 검증이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 절차 수립을 위한 초기 연구로써, 산업계의 적용 현황과 표준을 살펴보고 선급 지침서와 기존 선행 연구를 분석 및 조사하였다. 이를 바탕으로 국내 항만에서 벙커링을 위한 안전관리구역 설정을 위한 절차를 마련하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권7호
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• pp.685-693
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• 2013

The biodiesel used as an alternative fuel for diesel engines is well- known, however the price of the bio-diesel is still higher than conventional diesel oil (DO) by 10% to 15% depending on a kind of bio-oil and a country producing the bio-diesel. One of idea to reduce the price of bio-diesel is to use the pure bio-oil as fuel for marine diesel engines, because to use the pure bio-oil as fuel without the esteritification process can reduce the price of bio-fuel. At present time, some experts in some countries who have been carrying out experiments on the use of pure bio-oil produced from rape seeds, sunflower seeds... as fuel for marine diesel engines have achieved important results. In recent years, at Vietnam Maritime University we also have been using the pure palm oil and its blended fuel (Palm oil and DO) as fuel for marine diesel engines in laboratory and on board of ships. The blended fuel is a mixing fuel of the pure palm oil and diesel oil with content of pure palm oil by 5%, 10%, 15%, 20% and 35%. In this paper, we would like to present some results from our experiments to investigate the impacts of using the palm oil and its blended fuel on the important technical features of the fuel supply system of marine diesel engines such as the fuel supply amount for one cycle, fuel supplying pressure, ignition delay time and so on. The results from the research will be good fundamental parameters to support proper operation of marine diesel engines using bio-oil and blended fuels as alternative fuel in near future.

• 한국잡초학회지
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• 제30권4호
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• pp.340-360
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• 2010

이제 바야흐로 21세기 탈석유 시대에 대비하기 위해서는 범국가적 차원의 새로운 산업전략이 필요하게 되었다. "바이오리파이너리"란 원유로부터 각종 화학제품을 생산하는 기존의 기술과 달리 석유대신 나무나 볏짚 등과 같은 식물을 원료로 해서 바이오화학제품이나 바이오연료 등을 생산하는 기술을 총칭한다. 바이오리파이너리를 통한 바이오매스 기반의 화학산업은 석유로부터 생성되는 많은 역기능적인 문제점들을 해결할 수 있다. 바이오리파이너리 기술을 이용해서 생산할 수 있는 제품을 특성별로 분류하면, 바이오 연료, 대체원료, 특수 기능물질, 바이오폴리머 등이 있으며, 이러한 공정기술 개발이 미래지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이다. 바이오 연료에는 에탄올, 디젤, 수소 등이 있고, 대체원료(chemical feedstock)로서는 글리세롤, 젖산, 아세톤, 부탄올, 프로피온산, 부틸산, 부탄디올, 프로판디올, 구연산, 숙신산, 각종 아미노산 등이 해당된다. 특수기능물질 중에는 항생제, 다당류, 미생물농약, 생리활성물질 등과 각종 생촉매 전환반응 생산제품, 바이오 식품소재 등이 있고, 바이오 폴리머는 미생물 대사산물 유기산을 원료로 하는 고분자와 미생물이 직접 생산하는 바이오 폴리머 등이 있다. 이러한 공정기술 개발이 미래 지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이며, 공정기술 중에서 가장 핵심이 되는 것은 충분한 양의 바이오매스 확보 및 생화학적/열화학적 전환기술이다. 바이오매스 확보를 위하여 환경적응성이 큰 잡초의 이용이 기대된다. 바이오리파이너리는 농업으로 시작되며, 농업과 화학산업의 다리역할을 하는 기술이 바로 바이오리파이너리인 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권3호
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• pp.208-214
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• 2013

Purpose: Performances of a tractor diesel engine fueled by three different animal fats biodiesels were evaluated comparing with light oil tractor in terms of power, fuel consumption rate, exhaust gases, particulate matter amount and field work capacity. Methods: Animal fats based on pig biodiesel were manufactured manually and tested for its engine performance in the tractor diesel engine and fuel adoptability in the field works. Four different fuels, three different content of biodiesel (BD20, BD50, BD100) and light oil, were prepared and tested in the four strokes diesel engine. Power output, fuel consumption rate and exhaust gases of the four fuels in the diesel engine were compared and discussed. Results: Power output of light oil engine was the greatest showing 5.3% difference between light oil and BD100, but 0.37% better power than BD20 engine power. Less exhaust gases of $CO_2$, CO, $NO_X$ and THC were produced from animal fats biodiesel than light oil, which confirmed that biodiesel is environmental friendly fuel. For fuel adoptability in the tractor, biodiesel engine tractor showed its fuel competitiveness comparing with light oil for tractor works in the faddy field. Conclusions: With four different fuel types of animal-fats biodiesel, performances of a four cylinder diesel engine for tractor were evaluated in terms of power, exhaust gases, particulate matters (PM) and field work capacity. No significant differences observed in the engine performances including power output and exhaust gases emission rate. No significant power difference observed between the various fuels including light oil on the engine running, however, amounts of noxious exhaust gases including $CO_2$ and $NO_X$ decreased as biodiesel content increased in the fuels. Field performances of animal-fats biodiesel tractor were investigated by conducting plowing and rotary operation in the field. Tilling and rotary performance of light oil tractor and BD20 tractor in the field were compared, in which about 10% travelling speed difference on both operations were monitored that showed light oil tractor was superior to BD20 tractor by 10%. Animal-fats can be an alternative fuel source replacing light oil for agricultural machinery and an environmental friendly fuel to nature.

• 에너지공학
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• 제17권4호
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• pp.227-232
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• 2008

이산화탄소는 지구온난화를 일으키는 온실가스의 하나의 주요요인으로 생각되어진다. $CO_2$는 탄화수소를 연료로 사용하는 연소에서 배기가스의 주성분이다. 자동차의 $CO_2$ 배출물에 대한 규제는 최근에 더욱 절박하게 대두되어 왔다. 이러한 심각한 규제는 배기가스를 저감하는 대체연료를 개발할 수 있는 자동차 제품들에게 요구되는 것이다. 본 논문은 가솔린, 디젤, LPG 자동차를 사용하여, FTP-75와 NEDC(ECE15+EUDC) 모두에 따라서 $CO_2$ 배출물과 연료소비율(연비)과의 상관관계를 검토했다. 이 논문을 통해서 탄소중량비가 낮은 연료 일수록 $CO_2$ 발생량의 감소율이 큰 것을 알 수 있다. 사용한 연료에 따라서 $CO_2$ 배출량과 연비와의 관계를 함수로 표현할 수 있었으며, 높은 상관관계를 갖는 것을 알 수 있었다. LPG차량은 휘발유와 디젤차량보다 $CO_2$ 배출량이 적게 배출되는 것을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.199-204
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• 2008

헤미셀룰로오스는 자일로스(xylose)와 만노스(mannose)와 같은 5당류(pentose)로 이루어져 있기 때문에 분해하면 고옥탄가의 연료 물질이나 연료첨가제로서 사용할 수 있는 가능성이 높다. 본 연구에서는 헤미셀룰로오스의 열화학적 전환방법으로 열분해 액화반응을 실시하여 반응온도의 영향, 전환율, 분해특성, 분해생성물질 및 에너지효율 등을 조사하였다. 실험은 튜브반응기로 반응시간 40 min에서 반응온도 $200{\sim}400^{\circ}C$로 변화시켜 가면서 수행하였다. 헤미셀룰로오스의 열분해 액화반응에 의해 생성된 액체 생성물은 주로 케톤류가 많았으며, 2,3-dimethyl-2-cyclopenten-1-one, 2,3,4-trimethyl-2-cyclopentan-1-one, 2-methyl-cyclopentanone과 같은 케톤류는 고옥탄가를 가진 연료 및 연료첨가제로 사용이 가능하였으나 페놀류는 연료로서의 가치가 낮은 것으로 나타났다. 헤미셀룰로오스의 열화학적 전환공정에 의해 생성된 액체 생성물의 발열량은 6680~7170 cal/g이었으며 셀룰로오스의 열분해 액화반응에서 에너지 효율과 질량수율은 $400^{\circ}C$에서 40 min 반응시켰을 때 각각 72.2%, 41.2 g oil/100 g raw material로 가장 좋았다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.142-147
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• 2011

Compressed natural gas (CNG) is well known as one of the cleanest burning alternative fuels. Bi-fuel CNG vehicle can also run on gasoline or another fuel while dedicated natural gas vehicle is designed to run on natural gas only. Recently, increased attention has been focused on bi-fuel CNG/LPG taxi because of good fuel economy of CNG. A number of LPG taxis modified to CNG Bi-fuel vehicles are running in many cities. In this paper, the emissions characteristics of in-use passenger cars running on CNG and LPG were investigated. Chassis dynamometer test was used to measure exhaust emissions from an in-use fleet of 5 cars. Exhaust emissions were collected for CVS-75 driving mode. The test results showed that for CNG fuel mode, CO, $CO_2$ and NMHC emissions decreased to 9%, 12% and 14% respectively, and $CH_4$ and $NO_x$ emissions increased to 317% and 47% respectively.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권11호
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• pp.841-848
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• 2008

DME(Di-methyl Ether) has been expected to be one of the promising alternative fuels for compression ignition engines due to its low emission characteristics for particulate matter. However, its physical properties such as density, bulk modulus and viscosity are not comparable to those of conventional diesel fuel. Especially, problems caused by low lubricity and high compressibility need to be understood more thoroughly, when a DME fuel is used for compression ignition engine, especially with mechanical fuel supply system. In this study, measurement and calculation of DME's bulk modulus were carried out over the range of temperatures from $-3^{\circ}C$ to $53^{\circ}C$, and pressures from 50 bar to 250 bar using an experimental apparatus built in this work. The results show that DME is prone to be compressed more easily compared to diesel fuel. A comparison of bulk modulus with butane and propane were also made in this work.