• 한국가스학회지
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• 제25권3호
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• pp.1-8
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• 2021

안전밸브의 배출물질을 처리하는 플레어시스템(Flare system) 중 녹아웃드럼(Knockout drum)은 안전에 있어 핵심설비이나 설치기준이 명확하지 않아 사업장 및 규제기관이 수용 가능한 기준 검토가 필요한 실정이었다. 녹아웃드럼의 국내·외 기준과 선행연구 미비점을 조사하여 대량방출 범위, 중간녹아웃드럼 설치위치, 방출물질 조성 영향에 대하여 우선 연구를 수행하였으며, 연구결과 공정모사(Simulation)조건에서 7,500kg/hr 미만의 소량방출은 기·액 분리가 완전하게 되었고 대량 방출은 중간 녹아웃드럼을 추가하였으나 분리효과가 적게 나타났다. 그러나 응축물질 조성을 증가(몰분율 10%)한 경우 대량방출에서 기·액 분리효과가 상승하는 것으로 조사되었으며, 녹아웃드럼을 공정설비에 인접 설치한 것보다는 스택에 인접 설치한 경우에 기·액 분리효과가 더 크게 분석되었다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.22-29
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• 2020

최근 미세먼지 증가로 인하여 디젤엔진의 배출 규제가 강화됨에 따라 디젤 매연여과장치에 관심이 급증하게 되었으며, 특히 디젤 배기가스 후처리 장치의 고효율화에 대한 기술개발이 더욱 요구되고 있다. 이에 대한 일환으로서 디젤매연여과장치(diesel particulate filter, DPF) 내 배기가스의 유동 균일도를 향상시키고 배압을 낮추어서 배기가스처리 효율을 높이는 연구가 많이 되고 있다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 직경 12"의 DPF와 디젤산화촉매(diesel oxidation catalyst, DOC)를 장착한 디젤 매연여과장치에서의 배기가스의 유속과 온도, DPF IO ratio, Ash와 PM양에 따른 배압에 미치는 영향을 시뮬레이션 하여 배압을 낮추는 최적화 연구를 하였다. 결과로서 배기가스의 온도와 유속이 낮을수록 배압이 낮아졌으며, PM양이 Ash양보다 배압에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타냈다. 또한 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 배압이 더 낮게 나타냈으나, 유동 균일도의 경우는 다양한 변수에 관계없이 일정하게 나타냈다. european stationary cycle (ESC), european transient cycle (ETC) 조건에서 PM의 정화효율은 비대칭, 대칭 DPF 관계없이 유사하나, particle number (PN)의 정화효율에서는 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 높게 나타냈다.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.117-124
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• 2022

국제해사기구(IMO)에서 선박으로부터 배출되는 온실가스 등 대기오염물질을 감축하기 위해 해운분야 환경규제를 강화하고 있어 전 세계적으로 조선·해운산업의 패러다임이 친환경·고효율 선박으로 전환되고 있다. 우리나라도 친환경선박을 보급하기 위해 2020년부터 친환경선박 보급 확대 정책을 추진하고 있다. 본 논문은 우리정부의 친환경선박 보급정책에 대하여 전문가 12명을 대상으로 설문조사를 실시하고, 계층분석법(AHP)을 활용하여 정책의 중요도를 평가하였다. 분석결과, 6개 중점추진과제 중에서 무탄소 및 저탄소 선박개발을 위한 "미래 친환경선박 세계 선도 기술확보" 정책이 가장 중요한 것으로 나타났다. AHP 분석을 통한 친환경선박 정책의 중요도를 분석한 본 연구는 국제해양환경규제에 선제적으로 대응하고, 우리 해운 및 조선 산업의 보호와 신산업 육성 측면에서 예산 배분 및 정책개발 등 정책 집행의 효율성을 제고할 수 있는 방향 설정을 위한 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1107-1115
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• 2009

석유에너지의 고갈과 지구온난화 등의 환경적 문제는 대기오염물질 배출규제 강화와 함께 고효율 및 친환경에 적합한 새로운 선박용 동력장치의 필요성을 제기하고 있다. 최근 이와 같은 문제들을 근본적으로 해결하기 위한 지속가능한 방법으로서 연료전지를 선박의 동력발생장치로 도입하고자 하는 검토가 진행되고 있다. 본 논문은 대형 선박용으로 적합한 고체산화물형 연료전지/가스터빈 하이브리드시스템의 특성을 분석한 것으로 공기극 입구온도를 일정으로 제어하는 경우에 대한 시스템의 성능 및 안전성 등에 관한 문제를 다루고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.740-749
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• 2011

온실가스 및 대기오염물질 배출 규제는 고효율 및 친환경에 적합한 새로운 선박용 동력장치의 필요성을 제기하고 있다. 최근 이와 같은 문제들을 근본적으로 해결하기 위한 지속가능한 방법으로서 연료전지를 선박의 동력발생장치로 도입하고자 하는 검토가 진행되고 있다. 본 논문은 가솔린 연료를 기반으로 한 고체산화물형 연료전지시스템의 성능 특성을 분석한 것으로 스택의 작동온도, 전류밀도, S/C, 예열기 온도효율, 수소연료 이용률의 영향을 시뮬레이션으로 검토하고 있으며, 그 결과를 기체연료인 메탄의 경우와 비교하고 있다. 그 결과로 유기전압과 산소이용률이 시스템의 성능에 미치는 영향이 크며 가솔린 연료 시스템의 효율은 메탄의 경우보다 높지 않다는 것을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.65-73
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• 2004

석탄화력발전소의 보일러계통은 구성기기 사이에 수많은 상호관계를 갖는 대규모, 비선형 계통이다. 이러한 복잡한 계통의 해석에서 동특성 모의는 대규모 상호관계를 지속적으로 추적하는 강력한 방법으로 인식되고 있다. 보일러계통은 공기/가스 시스템과 물/증기 시스템으로 구성된다. 보일러의 오염물질 배출에 관한 최근 환경규제의 강화와 보일러의 물성치에 대한 설게 검증 요건 때문에 상업용 프로그램이 보일러 계통의 해석에 사용된다. 이 논문에서는 모의 도구로써 EPRI(미국전기연구소)에서 개발한 MMS를 사용하여 모델개발을 논의하였다. MMS에서 사용하여 개발된 모델은 한국표준석탄화력발전소의 보일러 연소계통에 대한 설계 및 현장데이터를 시험하였다. 개발된 모델은 정상상태 및 천이상태 조건에서 ${\pm}$5% 이내로 연소계통이 잘 응답하는 것으로 결과에서 보여준다. 이 논문에서 연소계통의 해석에 대한 개발된 모델은 일반적일고, 어떤 형식의 석탄호력발전소에도 적용이 가능하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.569-573
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• 2016

온실가스 및 대기오염물질 배출 규제는 고효율 및 친환경에 적합한 새로운 선박용 동력장치의 필요성을 제기하고 있다. 최근 이와 같은 문제들을 근본적으로 해결하기 위한 지속가능한 방법으로서 연료전지를 선박의 동력발생장치로 도입하고자 하는 검토가 진행되고 있다. 본 논문은 중대형 선박 적용으로 메탄 개질용 수증기를 내부에서 재순환시키는 고체산화물형 연료전지시스템의 효용성을 외부수증기 공급 방식과 비교하여 분석한 것이다. 그 결과로 재순환수증기 연료개질방식이 셀 전압은 약간 낮게 유기되나 시스템의 전기적 효율은 다소 높아진다는 것을 알 수 있었다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권1호
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• pp.377-384
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• 2019

심각해지는 지구 온난화와 환경오염 문제에 대응하기 위해 세계적으로 자동차 배기가스와 연료효율에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 선진국들을 중심으로 화석연료를 사용하지 않아 공해물질을 배출하지 않는 무공해 자동차에 관한 관심이 집중되고 있으며 시장에서는 전기자동차가 기술의 발달과 정책적인 지원에 힘입어 점점 더 많은 소비자로부터 선택을 받고 있다. 내연기관과 전기모터를 같이 사용하는 과도기적 형태인 하이브리드 전기자동차의 단계를 지나 현재는 순수 전기자동차의 판매가 대세를 이루고 있다. 최근에는 또 다른 무공해 자동차인 수소 연료전지 자동차가 관심을 끌고 있고 점점 더 보급률이 높아 질 것으로 기대 된다. 본고에서는 무공해 자동차의 기술에 대해 알아보고 현재 상태와 최근의 세계적인 동향에 대해 검토해 본다. 또한 무공해자동차의 경제성에 대해서도 분석해본다.