• 한국수자원학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.451-461
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• 2015

본 연구에서는 태풍의 경로 및 규모를 이용한 호우분리기법을 통해 한반도에 유발된 강우를 집중호우와 태풍강우로 분류하고, 지역별 강우특성 및 경향성 분석을 수행하였다. 또한 호우분리를 통한 비정상성 빈도해석을 수행하여 미래확률강우량을 산정하였으며, 이에 대한 정량적인 비교 및 평가를 수행하였다. 분석결과, 전기간 자료, 태풍강우 및 집중호우의 증가 및 감소율이 각각 상이하며, 증가 및 감소경향이 서로 상반되는 지점도 나타났다. 또한 호우분리를 통한 비정상성 빈도해석을 수행한 결과, 비교적 합리적인 미래확률강우량이 산정됨을 확인할 수 있었으며, 전기간 자료를 이용한 미래확률강우량과 비교한 결과 한반도 남부 및 동부지역에서 상대적으로 큰 차이가 나타났다. 호우분리기법을 적용한 비정상성 빈도해석 결과는 태풍 및 집중호우의 지역적인 변화특성을 잘 반영하는 것으로 나타나 수공구조물 설계 및 미래 기후변화와 관련된 치수대책 및 정책수립에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.268-274
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• 2010

유해대기오염물질인 중금속의 배출은 그 위해성으로 인해 엄격한 법적 규제를 하는 등 지대한 관심이 기우려지고 있다. 무연탄을 사용하는 상용 화력발전시설로부터 배출되는 중금속의 농도 및 배출특성에 대한 연구를 실시하였다. 대상 발전시설은 순환 유동층 연소로, 싸이클론, 보일러, 전기집진기 설비로 구성되었고 가스상 수은을 포함한 주요 중금속의 농도를 측정하기 위해 분진과 가스상 시료를 전기집진기(ESP) 전단과 연돌에서 측정하였다. 총 먼지량(TPM), PM-10, PM-2.5와 같은 입자상 물질의 배출량은 ESP 전단에서 각각 23,274, 9,555, $7,790mg/Sm^3$로 매우 높았으며, 이는 예측했던 바와 같이 미분탄 화력발전소보다 높은 수치였다. 그러나 ESP에 의한 먼지의 제거효율이 높기 때문에 연돌에서의 총 먼지량은 $0.16mg/Sm^3$ 정도였다. 마찬가지로 중금속 배출량 또한 ESP에서 높은 제거효율을 보였다. 입도분포와 입경 범위 별 중금속 농축 정도에 대한 데이터를 살펴볼 때 일부 금속의 농도는 작은 입경 범위에서 더 농축된 것을 보여 입자의 크기와 상관관계를 지어 볼 수 있었다. 수은의 경우 다른 금속들과 다르게 높은 휘발성 때문에 대부분이 가스 상태로 배출되며 그로 인하여 수은의 제거효율은 68% 정도로 다른 중금속들에 대한 제거효율보다 낮았다. ESP를 지나면서 수은 화학종이 원소수은에서 산화수은으로 변하는 것이 확인되었으며, 그로 인하여 습식세정탑이 설비된 다른 석탄 화력발전소에서는 원소 수은이 지배적인 데 반해 본 시설의 경우 연돌에서 총 수은의 절반 정도만 원소수은이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1154-1161
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• 2006

하수 및 상수 처리장에서 발생되는 탈수케이크의 감량화와 재활용 가능한 물질로 생산하기 위한 방안으로 공기건조장치를 구축하였다. 80 m/sec의 공기속도와 30 $m^3/min$의 공기유량, 그리고 공기온도 $40^{\circ}C$로 운전되는 공기건조장치에 함수율 80 wt%이상의 탈수 케이크를 공급하여 건조하였다. 공기 건조장치는 Air Ejector에 의한 고속유동장과 사이클론에 의한 선회 유동장으로 구성되어 있는데, 투입된 탈수 케이크는 선회 유동장에서 1차 파쇄되고 선회 유동장에서 입자간의 충돌효과에 의해 성형되어 최종 구형의 건조분말을 생산한다. 함수율 82.5 wt%인 하수슬러지를 1.0 kg/min의 양으로 탈수 케이크를 공급하여 평균 함수율 62.3 wt%, 평균 입경 2.4 mm인 건조분말을 회수하였다. 이때 수분제거율은 0.1 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg, 공기소모량은 170 $m^3/DS$ kg로 분석되었다. 동일 조건에서 상수 슬러지를 공기건조하였을 때 함수율은 47.5 wt%로 감소하였으며 평균 입경은 2.1 mm 그리고 수분 제거율은 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg으로 증가하였으며 공기소모량은 180 $m^3/DS\;kg$로 증가하였다. 즉 본 기술은 하수 슬러지에 비하여 상수 슬러지의 탈수 케이크를 건조할 때 효율적이며 열을 가하지 않고 공기만으로 건조하여 수분을 감량시키기 때문에 경제적인 슬러지 처리 방법으로 평가된다.

• 대한지리학회지
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• 제41권4호
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• pp.457-469
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• 2006

본 연구에서는 호남 지방의 15개 기상 관측소의 일강설량을 분석하여 강설의 분포 특성과 지역별 강설 분포 차이의 원인을 파악하고자 하였다. 호남 지방의 강설 분포와 강설 발생 패턴은 지역별로 다양하다. 강설의 발생 패턴에 따라 호남 지방의 강설 지역을 내륙 북부 다설 지역(전주, 임실, 남원), 내륙 남부 다설 지역(광주. 순천), 산간 다설 지역(장수), 남해안 과설 지역(고흥, 여수), 서해안 다설 지역(군산, 부안, 정읍), 남서해안 다설 지역(목포, 해남), 남서해안 소설 지역(장흥, 완도)으로 구분할 수 있다. 서해안 다설 지역과 남서해안 다설 지역은 시베리아 고기압 확장 시 해양의 영향으로 강설이 발생한다. 반면 내륙 북부 다설 지역과 내륙 남부다설 지역은 시베리아 고기압의 세력이 강하여 그 영향력이 내륙까지 미쳤을 때 강설이 발생한다. 이때 내륙 북부 다설 지역의 남원, 임실 등은 노령산맥 줄기의 북사면에 위치하여 지형에 의한 공기의 강제 상승으로 인하여 강설이 많다. 산간 다설 지역은 해발 고도가 가장 높은 산지 지역으로 지형성 강설이 발생하며, 남해안 과설 지역은 주로 남해안에 저기압이 통과할 경우 강설이 발생하나 그 빈도가 매우 낮다. 남서해안 소설 지역은 남서해안 다설 지역에 비해 서해로부터 떨어져 있어 시베리아 고기압에 의한 강설이 상대적으로 적다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.417-428
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• 2021

낮은 반응성으로 인해 복잡한 공정이 필요한 무연탄은 순환유동층 내의 동적 거동을 통해 연소 특성이 고찰되어야 한다. Pilot 규모의 0.1MW_th 급 순산소 순환유동층 연소로에서의 무연탄 연소 특성을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 전산유체해석 기법을 이용하였다. 순산소 순환유동층 보일러는 연소로(0.15 m l.D., 10 m High), 싸이클론, 재순환부 등으로 구성되었고 동일한 크기의 3D 모델 반응기를 구축하였다.실험에 사용한 무연탄은 평균 입도 1,070 ㎛, 밀도 2,326 kg/m³이다. 공기 연소에서 순산소 연소로의 연소 환경 변화에 따른 반응기 내부의 기-고 흐름 패턴을 고찰하였다. 이때, 공기 연소와 순산소 연소에서 온도 분포는 비슷한 양상을 보이지만 압력 분포는 순산소 연소에서 더 낮음을 알 수 있었다. 더불어 공기 연소에 비해 순산소 연소에서 더 높은 CO₂ 농도를 가지므로 이산화탄소 포집이 활발히 이루어질 것을 예상해 볼 수 있다. 결과적으로 본 연구를 통해 무연탄 활용 시 순환유동층 반응기의 최적화된 설계 및 운전에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.19-32
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• 2019

여러 국가를 통행하는 다양한 형태의 선박에서 배출되는 황산화물에 의해 지역적인 대기오염이 심화됨에 따라 국제해사기구에서는 황산화물 배출제어지역을 설정하여 규제하고 있다. 이러한 지역적 규제를 만족시키기 위해서는 선박의 연료선택방법과 배가스 후처리 장치가 적용되고 있으나 경제적인 이유로 스크러버를 설치하여 배출되는 황산화물의 양을 저감하는 배가스 후처리 방법이 주로 선호되고 있다. 스크러버는 배출가스 중 황산화물을 액적에 흡수시켜 황산화물의 양을 저감하는 장치로 액적의 크기에 따라 스크러버의 성능이 좌우된다. 이러한 성능을 평가하기 위해서, 본 논문에서는 대향류형 스크러버와 사이클론 스크러버를 설계하고, 전산유체역학을 이용하여 각 액적의 크기에 따른 탈황 효율과 액적이 증발되는 양을 평가하였다. 평가 방법으로 스크러버 내부는 기체와 액체의 2상 유동을 가지기 때문에, Eulerian-Eulerian 해석 기법을 사용하였으며, 액적의 직경이 $100{\mu}m$, $300{\mu}m$, $500{\mu}m$와 $700{\mu}m$일 때 계산을 진행하여 스크러버를 분석하였다. 계산 결과, 2종류의 스크러버 모두 $500{\mu}m$와 $700{\mu}m$일 때 높은 탈황 효율과 낮은 증발량을 나타내었다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 2011

제주 고산 지역의 이산화탄소(이하 $CO_2$) 농도 현황을 분석하기 위해 세계 온실가스 자료 센터(이하 WDCGG)에 등록되어 있는 관측소 농도와 비교한 결과, 청정한 지역인 남반구보다 인구가 밀집해 있고, 산업 활동이 활발한 북반구의 농도가 더 높게 나타났으며, 특히 북반구 중에서도 한반도를 포함한 아시아 지역 농도가 최근 급증하고 있는 이 지역 $CO_2$ 배출량으로 인해 가장 높게 나타났다. 특히, 제주 고산 지역은 아시아 다른 관측소와 비교하여 농도값이 다소 높게 나타나는 경향을 보였으며, 그 요인을 분석하기 위해 고농도 사례를 선정하여 계절별 분석을 수행하였다. 그 결과, 1월에는 서고/동저의 기압배치가 형성되어 중국으로부터의 기류가 유입되었을 때 고농도가 발생하였으며, 일반대기오염물질의 농도비를 이용한 요인 분석 및 역궤도 추적에서도 장거리 이동에 의한 영향인 것으로 나타났다. 반면, 8월에는 국지적인 영향으로 인한 고농도 사례가 많았으며, 이는 북태평양 고기압에 의해 대기가 정체되어 식물의 호흡작용에 의해 발생한 $CO_2$가 축적되면서 야간 시간대에 급격한 농도 증가 때문인 것으로 보인다. 5월, 11월에는 이동성 저기압에 의해 중국으로부터의 기류가 유입되면서 장거리 이동에 의한 고농도 사례가 많았으며, 5월 25~27일의 황사 사례에서도 높은 $CO_2$ 농도값이 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제46권6호
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• pp.719-725
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• 2020

Objectives: With the growth of national interest in fine particulate matter, many complaints about pollutants emitted from air pollution emitting facilities have arisen in recent years. In particular, it is thought that a large volume of particulate pollutants are discharged from workplaces that use Solid Refuse Fuel (SRF). Therefore, particulate contaminants generated from SRF were measured and analyzed in this study in terms of respective particle sizes. Methods: In this study, particulate matter in exhaust gas was measured by applying US EPA method 201a using a cyclone. This method measures Filterable Particulate Matter (FPM), and does not consider the Condensable Particulate Matter (CPM) that forms particles in the atmosphere after being discharged as a gas in the exhaust gas. Results: The mass concentration of Total Suspended Particles (TSP) in the four SRF-using facilities was 1.16 to 11.21 mg/Sm3, indicating a very large concentration deviation of about 10 times. When the fuel input method was the continuous injection type, particulate matter larger than 10 ㎛ diameter showed the highest particle size fraction, followed by particulate matter smaller than 10 ㎛ and larger than 2.5 ㎛, and particulate matter of 2.5 ㎛ or less. Contrary to the continuous injection type, the batch injection type had the smallest particle size fraction of particulate matter larger than 10 ㎛. The overall particulate matter decreased as the operating load factor decreased from 100% to 60% at the batch input type D plant. In addition, as incomplete combustion significantly decreased, the particle size fraction also changed significantly. Both TSP and heavy metals (six items) satisfied the emissions standards. The measured value of the emission factor was 38-99% smaller than the existing emissions factor. Conclusions: In the batch injection facility, the particulate matter decreased as the operating load factor decreased, as did the particle size fraction of the particulate matter. These results will help the selection of effective methods such as reducing the operating load factor instead of adjusting the operating time during emergency reduction measures.

• 한국환경보건학회지
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• 제47권3호
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• pp.259-266
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• 2021

Objectives: This study was conducted to identify the emissions characteristics of total particulate matter (TPM), fine dust (PM₁₀, PM_2.5), and gaseous pollutants (SOx, NOx) in iron and steel manufacturing facilities in order to investigate emissions factors suitable for domestic conditions. Methods: Total particulate matter (TPM), fine dust (PM₁₀, PM_2.5), and gas phase materials were investigated at the outlet of electric arc furnace facilities using a cyclone sampling machine and a gas analyzer. Results: The concentrations of TPM ranged from 1.64 to 3.14 mg/Sm³ and the average was 2.47 mg/Sm³. Particulate matter 10 (PM₁₀) averaged 1.49 mg/Sm³ with a range of 0.92 to 1.99 mg/Sm³, and the resulting ratio of PM₁₀ to TPM was around 60 percent. PM_2.5/PM₁₀ ranged from 33.7 to 47.9% and averaged 41.6%. Sulfur oxides (SOx) were not detected, and nitrogen oxides (NOx) averaged 6.8 ppm in the range of 5.50 to 8.67 ppm. TPM emission coefficients per product output were in the range of 0.60 to 1.26 g/kg, 0.13 to 0.79 g/kg for PM₁₀ and 0.12 to 0.36 g/kg for PM_2.5, and showed many differences from the emissions coefficients previously announced. An emissions coefficient for NOx is not currently included in the domestic notices, but the results were calculated to be 0.42 g/kg per product output. Conclusions: Investigation and research on emissions coefficients that can reflect the characteristics of various facilities in Korea should be conducted continuously, and the determination and application of unique emissions coefficients that are more suitable for domestic conditions are needed.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.24-32
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• 2021

미연 탄소(unburned carbon, UC)는 대두유를 포수제로 사용하여 부유선별공정을 통해 최대 85.8 wt%까지 비산재로부터 성공적으로 회수되었다. CM (ceramic microsphere)은 부유선별공정 다음 공정인 하이드로 사이클론 분리공정으로부터 18 wt%의 수율을 얻을 수 있었고 회수한 UC와 CM을 각각 고무증량재와 플라스틱(polypropylene) 충진재의 대체재로 사용하여 산업재로 활용 가능성을 조사하였다. 입자가 큰 UC는 볼밀을 사용하여 평균입경 10.2 ㎛로 작게 분쇄하였다. 분쇄된 UC를 점토 대신에 고무증량재로 사용하였을 때 인장강도와 신율이 다소 낮게 나와 고무제품의 표준조건을 만족시키지는 못하였다. 따라서 표준조건을 충족시키기 위해 UC는 고무와 보다 긴밀한 결합이 필요하였고, 이를 위한 표면 에너지를 향상시키는 추가적인 처리가 필요하였다. CM은 평균입경이 5 ㎛의 구형입자로 관찰되었으며, 입자의 표면을 페놀수지, 폴리올, 스테아린산, 올레인산으로 개질하였다. 표면 개질된 CM은 PP (polypropylene) 충진재로 사용되었다. 표면 개질된 CM을 사용한 제품은 흐름성은 양호하였으나 결합력 부족으로 충격강도 및 굴곡강도는 향상되지 못하였다. 그러나 표면 개질된 CM에 유기물과 무기물의 대표적 컬플링제인 실란 1 wt%을 추가적으로 혼합함으로써 충격강도 및 굴곡강도가 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.