중유 및 물이 혼합된 에멀젼 연료의 연소 특성이 평가되어졌다. 에멀젼 연료의 연소가스 중 $SO_x$의 농도는 순수한 중유 연소가스의 57%로 감소되었으며, 에멀젼 연료의 연소 가스 중 $NO_x$의 농도는 순수한 중유 연소가스의 67%로 감소되었다. 에멀젼 연료 연소가스에서의 $SO_x$의 감소는 에멀젼 연료 중 포함되어있는 계면 활성제중의 salt와의 반응에 기인하는 것으로 사료된다. 또한, 에멀젼 연료의 연소 효율은 순수한 중유보다 약 6% 정도 더 높은 것으로 평가되었다.
In this study, quantitative measurement of nitric oxide concentration distributions visualization were investigated in the laminar $CH_4/O_2N_2$ nixed flame by Planar laser-induced fluorescence(PLIF). The NO A-X (0,0) vibrational band around 226nm was excited using a XeCl excimer-pumped dye laser. Selecting an appropriate NO transition minimizes interference from Rayleigh scattering and $O_2$ fluorescence. The measurements were taken in $CH_4/O_2N_2$ premixed flame with equivalence ratios varying from $1.0{\sim}1.6$, and a fixed flow rate of 3slpm. NO was found to produce primarily between an inner premixed and an outer nonpremixed flame front, and total NO concentration is raised when equivalence ratios increase. These results suggest that prompt NO is likely to contribute to MO formation in $CH_4/O_2N_2$ premixed flame. Furthermore, this trend was well matched with previous works.
친환경적인 태양에너지를 사용하여 대기오염물질인 NOx를 광화학적 반응으로 변환시키는 연구를 수행하였으며 광촉매를 모르타르 표면에 코팅한 시편을 제조하여 NOx의 광화학적 전환율을 분석하였다. TiO2 광촉매를 거푸집의 하부에 먼저 넣고 시멘트 모르타르를 넣은 후 시멘트 모르타르를 양생시켜 광촉매 코팅된 콘크리트를 제조하였다. 거푸집 바닥에 미리 grease를 도포함으로써 양생 후에 콘크리트가 쉽게 탈형될 수 있도록 하였다. TiO2 코팅 양, UV-A 광 세기, 전체 기체 유량, 상대 습도, 그리고 초기 NOx 농도와 같은 공정 변수를 체계적으로 변화시켜서 광촉매 반응에 의한 NOx의 전환율을 조사하였다. 제조된 광촉매 코팅된 콘크리트가 다양한 공기 중의 공정 변수 조건에서 NOx를 성공적으로 전환시키는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 NOx, SOx, VOCs 등의 대기오염물질을 효과적으로 제어하기 위한 건물, 터널, 또는 도로와 같은 인프라 시설의 설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 본다.
In this study, quantitative nitric oxide concentration distributions are investigated in the post-flame zone of laminar premixed $CH_4/O_2/N_2$, flames by laser-induced fluorescence (LIF). The measurements are taken in flames for different equivalence ratios varying from $0.8{\sim}1.4$, and flow rate is fixed as 5slpm. The NO A-X (0,0) vibrational band around 226 nm is excited using a XeCl excimer-pumped dye laser. Selecting an appropriate NO transition minimizes interferences from Rayleigh scattering and $O_2$ fluorescence. NO concentration is rised when equivalence ratios increase at different vertical distances form nozzle tip. In any case, the maximum NO concentration reaches the maximum in reaction zone.
본 연구에서는 촉매공정의 질소산화물 제거 성능을 향상시키기 위하여 배기가스에 오존을 주입하였다. 배기가스에 오존을 주입하면 배기가스에 포함되어 있는 NO의 일부가 $NO_2$로 빠르게 산화되며, NO와 $NO_2$ 혼합물은 촉매반응기에서 $N_2$로 환원된다. 오존의 발생을 위해 유전체 장벽 방전 반응기가 사용되었고 촉매로는 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 사용되었다. 질소산화물의 환원제는 암모니아였다. 촉매반응기 전단의 $NO_2$ 함량은 오존 주입량에 의해 변화될 수 있었으며, $NO_2$ 함량 변화가 촉매의 질소산화물 저감성능에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. $NO_2$ 함량이 촉매반응기의 성능에 미치는 영향은 다양한 조건에서 수행되었는데, 주요 변수로 선정한 것은 반응온도, 초기 $NO_x$ 농도, 암모니아 농도, 그리고 배기가스 유량이었다. 오존주입에 의한 $NO_2$ 함량 증가는 촉매공정의 질소산화물 제거 성능을 크게 향상시킬 수 있었으며, 이러한 성능 향상 효과는 반응온도가 낮을수록 두드러졌다. 본 연구의 오존 주입 방법은 기존 촉매 공정의 개선에 크게 유용할 것으로 판단된다.
Lead dioxide thin films were electrodeposited on nickel substrate from acidic lead nitrate solution. Current efficiency and thickness measurements, cyclic voltammetry, AFM, SEM, and X-ray diffraction experiments were conducted on $PbO_2$ surface to elucidate the effect of lead nitrate concentration, current density, temperature on the morphology, chemical behavior, and crystal structure. Experimental results showed that deposition efficiency was affected by the current density and solution concentration. The film thickness was independent of current density when deposition from high $Pb(NO_3)_2$ concentration, while it decreased for low concentration and high current density deposition. On the other hand, deposition temperature had negative effect on current efficiency more for lower current density deposition. Cyclic voltammetric study revealed that comparatively more ${\beta}-PbO_2$ produced compact deposits when deposition was carried out from high $Pb(NO_3)_2$ concentration. Such compact films gave lower charge discharge current density during cycling. SEM and AFM studies showed that deposition of regular-size sharp-edge grains occurred for all deposition conditions. The grain size for high temperature and low concentration $Pb(NO_3)_2$ deposition was bigger than from low temperature and high concentration deposition conditions. While cycling converted all grains into loosely adhered flappy deposit with numerous pores. X-ray diffraction measurement indicates that high concentration, high temperature, and high current density favored ${\beta}-PbO_2$ deposition while ${\alpha}-PbO_2$ converted to ${\beta}-PbO_2$ together with some unconverted $PbSO_4$ during cycling in $H_2SO_4$.
본 연구에서는 반응성 산소족이 수정능력획득, 칩체반응에 미치는 영향을 알아보고자 반응성 산소족으로 superoxide anion은 xanthine (X) -xanthine oxidase (XO) system을, hydroperoxide는 $H_2O$$_2$를 농도별로 처 리하였으며, nitric oxide (NO)는 NO donor인 sodium nitroprusside (SNP)를 처리하였다 또한 남성불임요인의 하나로 알려진 leukocytospermia에 대한 영향을 알아보기 위해 lymphocyte를 농도별로 처리하였고, 일반적인 배양기내 산소농도인 20% $O_2$농도를 생체내 농도와 유사한 5% $O_2$ 농도로 낮추었을 때 의 결과를 알아보고자 하였다. 수정능력 획득 정도와 첨체반응률을 알아보기 위해 chlortetracycline (CTC) 염색방법을 이용하였다. 지질과산화 정도는 정자내 malondialdehyde (MDA)의 생성량을 흡광기를 이용하여 정량하였다. $H_2O$$_2$, X-XO, SNP와 lymphocyte 처리군은 1시간 배양시에 수정능력획득률이 유의하게 증가하였으나, 저산소처리군에서는 차이가 없었다. 저 농도의 $H_2O$$_2$를 처리한 경우에는 지질과산화 정도가 감소하였으나, 고 농도에서는 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. 고 농도의 Iymphocyte를 처리한 경우에는 1시간 처리시에 지질과산화가 유의하게 증가하였으나, 처리된 산소농도에 따른 지질과산화의 차이는 없었다. 첨체반응률의 경우, 처리한 모든 반응성 산소족에서 대조군에 비해 높은 첨체반응률을 확인하였다. X(100 $\mu$M)-XO(100mIU)의 경우가 가장 높은 첨체반응률을 나타내었다. 이러한 결과들은 반응성 산소족이 수정능력획득, 지질과산화 그리고 첨체반응에 영향을 미치는 것을 확인하여 주었다. 또한 반응성 산소족이 생성된 경우에 수정능력획득이 보다 빠르게 진행되어지는 것은 반응성 산소족이 정자의 과운동성과 수정능력획득의 중요한 조절자임을 시사한다고 사료된다.
호기 상태에서 ${NO_X}^-$-N이 PAOs에 의한 인 흡수속도에 미치는 영향을 각기 세 가지 조건의 회분식 실험을 통하여 관찰하였다. 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 인 과잉흡수가 이루어지는 호기 상태에서 PAOs는 ${NO_X}^-$-N에 의해 인 흡수에 방해를 받는 것으로 나타났다. 2) 인 흡수속도에 있어 ${NO_3}^-$-N보다 같은 농도의 ${NO_2}^-$-N가 PAOs의 인 흡수속도를 저하시키는 결과를 나타내었다. 10 mg/L의 같은 농도로 유입되었음에도 불구하고 ${NO_2}^-$-N에 의한 인 흡수속도는 15.61 mg/gVSS로 10 mg/L의 ${NO_3}^-$-N가 공급된 실험에서의 인 흡수속도 28.30 mg/gVSS보다 낮은 속도를 나타냈다. 3) 반응기내의 ${NO_2}^-$-N 농도가 2 mg/L 이상으로 존재할 시 PAOs의 인 흡수속도는 ${NO_X}^-$-N가 존재하지 않는 조건에서 인 흡수 속도의 24%를 나타냈으며, ${NO_3}^-$-N의 농도가 3 mg/L 이상으로 존재할 경우 ${NO_X}^-$-N가 존재하지 않는 조건에서 인 흡수 속도의 17% 이하로 감소하는 것으로 나타나 ${NO_2}^-$-N가 PAOs의 인 흡수에 심각한 저해를 미치는 것으로 나타났다. 4) 반응기내에 ${NO_2}^-$-N와 ${NO_3}^-$-N가 함께 존재할 시에는 ${NO_X}^-$-N가 존재하지 않는 조건에서 인 흡수 속도의 6% 이하로 감소하는 것으로 나타났다. 5) ${NO_2}^-$-N는 EBPR의 붕괴에 영향을 미치는 중요한 요소로 판명되었다.
One of the effective ways to reduce both $NO_x$ and PM at the same time in a diesel CI engine is to operate the engine in low temperature combustion (LTC) regimes. In general, two strategies are used to realize the LTC operation-dilution controlled LTC and late injection LTC - and in this study, the former approach was used. In the dilution controlled regime, LTC is achieved by supplying a large amount of EGR to the cylinder. The significant EGR gas increases the heat capacity of in-cylinder charge mixture while decreasing oxygen concentration of the charge, activating low temperature oxidation reaction and lowering PM and $NO_x$ emissions. However, use of high EGR levels also deteriorates combustion efficiency and engine power output. Therefore, it is widely considered to use increased intake pressure as a way to resolve this issue. In this study, the effects of intake pressure variations on performance and emission characteristics of a single cylinder diesel engine operated in LTC regimes were examined. LTC operation was achieved in less than 8% $O_2$ concentration and thus a simultaneous reduction of both PM and $NO_x$ emission was confirmed. As intake pressure increased, combustion efficiency was improved so that THC and CO emissions were decreased. A shift of the peak Soot location was also observed to lower $O_2$ concentration while $NO_x$ levels were kept nearly zero. In addition, an elevation of intake pressure enhanced engine power output as well as indicated thermal efficiency in LTC regimes. All these results suggested that LTC operation range can be extended and emissions can be further reduced by adjusting intake pressure.
한반도 동남 지역에서 고농도 오존이 발생한 사례에 대해 $NO_x$에 대한 오존의 수반민감도를 살펴보았다. 사례일에 지배적이었던 국지 순환과 고농도 오존을 모의하기 위해 WRF-CMAQ 모델을 사용하였다. 수반민감도 분석을 위해 CMAQ의 수반 모델을 적용하였다. 본 연구의 목적은 고농도 오존에 주변지역이 미친 영향을 살펴본 수용지 중심의 민감도 분석이다. 또한, 행정 구역별 기여도를 정량적으로 산정하였는데, 대구를 수용지로 하는 민감도 분석 결과 영향지역은 대구에 인접하여 포항으로 이어지는 영역과 남동쪽으로 떨어진 넓은 지역으로 나타났다. 첫 번째 영역은 고농도 사례일 당일에 배출된 $NO_x$의 민감도가 주로 나타났고 두 번째 영역은 전 날 배출에 의한 영향이었다. 반면, 부산을 수용지로 한 경우 사례일 당일 주간의 해풍의 영향으로 같은 날의 $NO_x$ 배출 효과 보다는 전 날 배출되었던 농도에 대한 민감도가 더 중요하였다. 민감도 영향지역에 대한 단면도 분석 결과 지표부근의 $NO_x$ 수송과 함께 상층에서 이류되는 영향도 중요하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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