• Title, Summary, Keyword: 가스하이드레이트

Search Result 298, Processing Time 0.035 seconds

Phase Equilibrium Measurement of Gas Hydrate with Quartz Crystal Microbalance (QCM(Quartz Crystal Microbalance)을 이용한 가스 하이드레이트 상평형 측정 방법)

  • Lee, Bo Ram;Sa, Jeong-Hoon;Park, Da-Hye;Lee, Kun-Hong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.150.1-150.1
    • /
    • 2010
  • 가스 하이드레이트는 물분자와 저분자량의 가스분자가 고압과 저온에서 수소결합을 이루며 형성되는 결정성 화합물을 말한다. 최근 가스 하이드레이트의 물리적 특성과 형성 원리를 이용하여 다양한 분야로의 적용 연구가 수행되고 있는데 이의 효과적 달성을 위해서는 가스 하이드레이트의 상평형 연구가 필수적이다. 기존에 수행되는 상평형 실험 방법은 온도의 변화에 따라 하이드레이트를 해리시키고 압력의 변곡점을 찾는 것으로 최소 24시간이 소요되지만, 본 연구진이 제안하는 QCM을 이용한 방법은 1 ng의 무게에 1 Hz의 변화를 나타내는 수정진동자의 민감성을 이용한 것으로 약 2~3시간 내에 상평형 실험을 수행할 수 있고, 하이드레이트의 기억효과(Memory Effect)를 이용하여 연속적인 상평형 실험도 가능하다. 본 연구에서는 QCM 반응기의 원리 및 실험 방법에 대하여 설명하고 열역학적 촉진제를 첨가한 상평형 실험결과를 제시함으로써 상대적으로 저렴한 가격으로 다양한 촉진제와 억제제 첨가 시 나타나는 상평형 효과를 빠른 시간 내에 선별할 수 있는 방법으로 QCM을 이용한 방법을 제안하고자 한다.

  • PDF

Onshore and Offshore Gas Hydrate Production Tests (육상 및 해상 가스하이드레이트 생산시험에 대한 고찰)

  • Lee, Sung-Rock;Kim, Se-Joon
    • Economic and Environmental Geology
    • /
    • v.47 no.3
    • /
    • pp.275-289
    • /
    • 2014
  • Recent scaled-up onshore and offshore field production tests revealed that the expectancy to produce gas from the gas hydrate deposits is gradually increasing, recognizing its potentials as one of the future energy resources. The total produced gas was approximately $480m^3$ by the hot water circulation method for 6 days' operation in Mallik 2002 project in Canada. In Mallik 2006-2008 project, the gas was successfully produced stably by the depressurization method for 6 days, up to $13,000m^3$ cumulatively. The depressurization method applied in the Mallik test was revealed as an effective way to produce gas from gas hydrates. The Alaska North Slope field trial in 2012 to inject mixed gas of $CO_2$ and $N_2$ to exchange $CH_4$ was successfully completed for the first time to produce maximum $1,270m^3$ per day. The remarkable achievement is that Japan has completed first offshore production test in the Eastern Nankai Trough, and produced approximately $120,000m^3$ of methane by the depressurization method for 6 days in March 2013. The technical challenges and uncertainties obtained from Nankai Trough production test give Korea more considerations in the aspects of well completion, reservoir formation and seafloor stability, sand control, flow assurance, and etc., due to the different geological environments and geomechnical properties in Ulleung Basin in Korea.

Gas Hydrate Phase Equilibria of $CO_2+H_2$ Mixture in Silica Gel Pores for the Development of Pre-combustion Capture (연소 전 이산화탄소 회수기술을 위한 실리카겔 공극 내에서의 이산화탄소+수소 혼합가스 하이드레이트의 상평형)

  • Kang, Seong-Pil;Jang, Won-Ho;Jo, Wan-Keun
    • Clean Technology
    • /
    • v.15 no.4
    • /
    • pp.258-264
    • /
    • 2009
  • Thermodynamic measurements were performed to show the possibility of recovering $CO_2$ from fuel gas (the mixture of $CO_2$ and $H_2$) by forming gas hydrates with water where water was dispersed in the pores of silica gel particles having nominal 100 nm of pore diameter. The hydrate-phase equilibria for the ternary $CO_2+H_2$+water in pores were measured and $CO_2$ concentrations in vapor and hydrate phase were determined under the hydrate-vapor two phase region at constant 274.15 K. It was shown that the inhibition effect appeared due to silica gel pores, and the corresponding equilibrium dissociation pressures became higher than those of bulk water hydrates at a specific temperature. In addition, direct measurement of $CO_2$ content in the hydrate phase showed that the retrieved gas from the dissociation of hydrate contained more than 95 mol% of $CO_2$ when 42 mol% of $CO_2$ and balanced Hz mixture was applied. Compared with data obtained in case of bulk water hydrates, which showed just 83 mol% of $CO_2$ where 2-stage hydrate slurry reactor was intended to utilize this property, the hydrate formation in porous silica gel has enhanced the feasibility of $CO_2$ separation process. Hydrate formation as not for slurry but solid particle makes it possible to used fixed bed reactor, and can be a merit of well-understood technologies in the industrial field.

  • PDF

Dependence of Drawdown Pressure on the Hydrate Re-formation during Methane Hydrate Production and Its Inhibition with Hydrate Inhibitors (천연가스 하이드레이트 생산시 유발되는 하이드레이트 재생성의 압력효과 및 억제제의 저해효과)

  • Kang, Seong-Pil
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.148.2-148.2
    • /
    • 2011
  • 천연의 메탄 하이드레이트를 생산하기 위한 방법으로는 크게 다음의 세 가지가 알려져 있다; 감압법, 열 자극법, 저해제 주입법. 갑압법이 가장 경제성이 높은 방법으로 보고 있으며, 이를 활용한 개발생산 시에는 해리 이후의 잔류 물에서 하이드레이트 전구체라고 알려진 하이드레이트 구조가 남아 있으며 이는 생산된 메탄 가스의 이송 과정에서 하이드레이트 재생성의 위험을 높이게 된다. 하이드레이트 재생성을 방지할 수 있는 한 가지 수단으로는 억제제를 주입하는 방법이 가능한데, 적절한 양을 주입함으로써 생산의 경제성을 높일 수 있다. 최근 들어 kinetic 억제제의 적용이 인기를 얻고 있는 바, 수용성 고분자인 이들 억제제를 적용하여 초기 하이드레이트 핵 생성을 지연시킬 수 있다. 이들 kinetic 억제제를 메탄 하이드레이트 생산 과정에서 투여하는 방법을 실험적으로 측정해 보았고, 잔류의 하이드레이트 구조에 대한 존재여부에 대하여 간접적으로 증명해보고자 하였다. kinetic 억제제로는 Poly Vinyl Caprolactam (PVCap)을 선택하였다. 해리압력, PVCap 주입 농도에 변화를 주면서 메탄 하이드레이트 생산, 수송과정에서 발생할 수 있는 하이드레이트 재생성 억제에 대한 효과를 실험적으로 측정하였다.

  • PDF

Comparative analysis on range of application of technology convergence as a means of technological innovation (기술혁신 수단으로써 기술융합 이론의 적용 범위에 대한 비교 연구)

  • Choi, Hyukjoon;Lee, Youah
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.142-142
    • /
    • 2010
  • 일반적으로 기술융합이라는 용어는 IT, BT, NT 등 성격이 다른 큰 범주에서 기술간의 결합으로 인식되고 있다. 현재까지의 기술융합 연구들은 IT기술을 중심으로 한 융합과 관련 국가 정책에 관한 것이 대부분을 차지하고 있어 큰 기술 범주 위주에 국한되어 있다. 하지만 동일한 목적을 위해 수행하는 유사 기술영영에서의 기술융합 역시 기술혁신의 수단으로 간과할 수 없는 영역이다. 실제로 미국, 유럽 등의 선진국에서는 기술융합 전담기관을 신설하여 프로젝트 내의 기술간 융합에 관심을 갖고 있지만, 국내에서는 프로젝트 범위의 기술융합 가능성 및 실효성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 지식경제부에서 수행하는 가스하이드레이트 연구개발사업을 실증사례로 하여 프로젝트 범위의 기술 융합에 관하여 기술융합의 필요성, 적용가능성, 실효성에 초점을 맞추어 고찰하였다. 가스하이드레이트 개발 사업은 지식경제부 내 가스하이드레이트 개발사업단 주관으로 2005년에 시작되었으며 2014년까지 I 지역 탐사 및 시추, II 지역 탐사 및 시추, 시험생산의 3단계의 달성목표를 가지고 있다. 가스하이드레이트는 천연가스가 저온 고압 상태에서 물과 결합해 형성된 고체 에너지로 화석연료 고갈에 따라 이를 대체할 가장 유력한 청정에너지원으로 주목받고 있다. 현재 가스하이드레이트 개발사업단에서는 지구물리탐사분야 지질지화학분야 개발생산분야로 세부 기술모듈을 형성하여 목표달성을 위해 노력하고 있지만, 중과제간 교류가 부족한 상황으로 인해 목표달성을 위한 기술력의 확보 및 향후 상업생산에 대한 불확실성이 증가하고 있는 상황이다. 이와 같은 상황을 해결하기 위해서 기술개발 및 혁신의 수단인 기술융합의 필요성이 증가하고 있다. 기술혁신은 기초연구, 응용연구, 개발, 학습, 투자 등의 일련의 과정을 거쳐 경제적 성과와 사회적 영향을 만들어내는 개념으로 정의 할 수 있다. 기술혁신을 이루어내는 가장 중심적인 역할을 담당하는 기술융합은 2개 이상의 요소기술들이 결합하여 기술이 갖지 않는 새로운 기능을 발휘하는 기술혁신의 한 현상으로 정의할 수 있다. 기술융합은 21세기 초에 접어들어 급속하게 변화하는 양상을 보이며 예상보다 경제에 더 큰 영향을 미치고 있다. 가스하이드레이트 각 단계에서의 애로점을 극복하기 위한 기술혁신을 위해 지구물리탐사 지질지화학 개발생산분야간의 융합의 가능성 등을 타진해본 결과, 각 기술융합들을 기술융합 유형에 맞춰 분류할 수 있었으며 유형별 적용가능성과 기대효과 측면에서 비교분석을 수행하였다. 분석의 정밀도를 높이기 위하여 기술융합 유형에 대한 이론과 실제 가스하이드레이트 전문가들과의 설문을 통해 비교분석을 실시하였다. 가스하이드레이트 실증 사례에 대한 분석 결과, 기술융합 이론은 기존의 큰 기술범주뿐만 아니라 작은 범주에도 적용할 수 있으며, 필요성과 적용가능성, 실효성 면에서도 충분한 고찰을 통해 기술융합 이론의 적용 범위를 좁히면 더 많은 연구와 융합기술을 얻을 수 있다는 결론을 얻을 수 있다.

  • PDF

Gas Hydrate Exploration Using LWD/MWD in the Ulleung Basin, the East Sea of Korea (LWD/MWD를 이용한 동해 울릉분지 가스하이드레이트 탐사)

  • Kim, Gil-Young;Yoo, Dong-Geun;Kim, Won-Sik;Lee, Ho-Young;Park, Keun-Pil
    • Geophysics and Geophysical Exploration
    • /
    • v.11 no.3
    • /
    • pp.263-270
    • /
    • 2008
  • The Gas Hydrate Research and Development Organization (KGHDO) of Korea accomplished successfully geophysical logging (LWD: Logging While Drilling, MWD: Measurement While Drilling) for five sites in 2007, in order to investigate the presence of gas hydrate in the Ulleung Basin, the East Sea of Korea. The togging parameters acquired from LWD/MWD dre electrical resistivity, acoustic velocity, neutron density and porosity, and natural gamma. In addition, pressure, temperature, and diameter of borehole were measured. LWD/MWD data showed several evidences indicating the presence of gas hydrate. Based on LWD/MWD data, three coring sites were selected for sampling of gas hydrate. Subsequently, various gas hydrate samples were collected directly from three sites. Therefore. the presence of gas hydrates was verified by coring. LWD/MWD data will be significantly used to estimate the amount of gas hydrate. Also, they will provide important information to elucidate about sedimentologic characteristics of gas-hydrate bearing formation and sedimentary environment of the Ulleung Basin.

Seismic Data Processing for a BSR related to a Gas Hydrate of the East Sea (BSR 확인을 위한 동해 가스 하이드레이트 탐사자료 처리)

  • Jang, Seong-Hyung;Ryu, Byong-Jae;Suh, Sang-Yong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.626-629
    • /
    • 2005
  • 새로운 에너지 자원으로 활용 가능성을 포함하고 있는 가스 하이드레이트를 조사하기 위해 한국지질자원연구원에서는 동해일원에서 탄성파탐사를 실시하고 있다. 탄성파 반사자료로부터 가스 하이드레이트 부존여부를 확인하는 방법은 해저면과 평행하면서 위상이 반대로 나타나는 고진폭 반사파 BSR (Bottom Simulating Reflect ion)과 BSR 상부에서의 진폭감소, 하부에서 진폭증가와 구간속도 감소 등을 들 수 있다. 그러나 고진폭 반사파는 free gas 또는 실리카를 포함하는 퇴적층에서도 발생하므로 이를 구별할 수 있는 방법이 필요하다. 여기에서는 가스 하이드레이트 탐사자료에 대한 일반자료처리와 함께 가스층 존재 유무를 확인하는 방법으로 많이 이용되는 탄성파 복소분석법을 적응하였다. 가스 하이드레이트 부존 유망지역에 대해 순간진폭, 순간진폭에 대한 1차, 2차 미분, 순간위상, 순간주파수 단면도를 제작하여 중합단면도와 비교하였으며 그 결과 순간진폭단면도의 경우 강한 BSR이 나타나는 지층경계면에서 순간진폭변화 차이를 강하게 보였으며, 순간주파수 단면도의 경우 BSR지역에서 고주파에서 저주파수로 변화함을 확인할 수 있었다.

  • PDF

A Study on the Formation of Hydrate Plugging due to water molecules in High Pressure and Low Temperature Gas Pipeline (고압$\cdot$저온 가스 배관에서 수분에 의한 하이드레이트 플러깅 형성)

  • Lee J. H.;Baek Y. S.;Sung W. M.
    • Journal of the Korean Institute of Gas
    • /
    • v.6 no.1
    • /
    • pp.38-45
    • /
    • 2002
  • Hydrates are solid cryctallines resembling ice in appearance, which are consist of a gas molecule surrounded by a cage of water molecules. Because of containning a large amount of methane, hydrates have been considered as a future energy resource. However, the formation of hydrates in the oil and gas industries has been known as a serious problem for a long time. The formation of hydrate in pipeline is common in seasonally cold or sub-sea environments with low temperatures and high pressures. Especially, hydrate plug formation becomes a real menace to flow assurance in inadequately protected transmission lines. This study was carried out for the purpose of understanding mechanism of hydrate plugging and examining formation conditions of hydrate in high pressure gas pipeline. In this study, we measured hydrate equilibrium conditions under the various flowing conditions with the methane. The results were presented both the plugging tendency and the effect of flowing velocity.

  • PDF

The Analysis of Dissociation Properties According to Gas Hydrate Saturation and Depressurization Rate (가스하이드레이트 포화율 및 감압률에 따른 해리특성 분석)

  • An, Seung-Hee;Chon, Bo-Hyun
    • Journal of the Korean Institute of Gas
    • /
    • v.19 no.3
    • /
    • pp.54-59
    • /
    • 2015
  • The gas hydrate of 10 trillion tons are buried under continental slope in the world(permafrost : 2%, marine continental slope: 98%), but technology for the the commercial gas recovery has not developed yet. There are normally four representative recovery methods: depressurization method, thermal stimulation method, inhibition injection method, and displacement method. This study focuses on change of dissociation time and gas production according to gas hydrate saturation rate and depressurization rate. It was found that the correlation between depressrization rate and dissociation time was like as $Y=0.0004X^2-0.499X+176.86$. It was also found that the bigger depressurization rate is, the better production is(methane gas is produced over 46.2% at depressurization rate 50% compared with 40%). However, on the contrary to this, it is presumed that gas production is decreased at 60% due to gas hydrate reformation.

Phase Equilibria of the mixed $H_2+CO_2$ Hydrates Including Thermodynamic Promoters (열역학적 촉진제가 포함된 $H_2+CO_2$ 혼합 하이드레이트의 상평형)

  • Park, Sungmin;Lee, Seungmin;Lee, Youngjun;Heo, Jae Hyeok;Seo, Yongwon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.216.2-216.2
    • /
    • 2010
  • 본 연구에서는 $H_2+CO_2$(40%) 혼합기체로부터 이산화탄소를 효과적으로 분리/회수 하기 위하여 가스 하이드레이트 형성법을 제안하였다. 하이드레이트의 형성 조건을 보다 완화시켜 주기 위하여 열역학적 촉진제로서 TBAB (Tetra-n-butyl Ammonium Bromide, $(C_4H_9)_4NBr$))와 THF(Tetrahydrofuran)를 각각 첨가하여 열역학적 촉진 현상을 살펴보았다. 다양한 농도의 TBAB(10, 40, 60 wt%)와 THF(1, 5.56, 10 mol%)에 대하여 3상(H - Lw - V) 평형을 측정하였다. 그 결과 40 wt%의 TBAB와 5.56 mol%의 THF의 농도에서 가장 큰 촉진효과를 보였으며 그 이상의 농도에서는 오히려 촉진효과가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 혼합가스 하이드레이트 형성시 양론비 이상의 TBAB와 THF가 첨가될 경우 반응에 참여하지 못한 TBAB와 THF가 가스 하이드레이트 형성을 방해하기 때문이다. 열역학적 촉진제로서 실제공정에 적용할 경우 40 wt%의 TBAB와 5.56 mol%의 THF를 사용하는 것이 가장 효과적일 것으로 사료된다. 본 실험에서 얻어진 결과는 가스 하이드레이트 형성법을 이용한 합성가스 분리 공정 개발에 중요한 기초 자료가 될 것이다.

  • PDF