• 에너지공학
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• 제2권2호
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• pp.208-214
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• 1993

직접 연소시 다량의 공해물질이 배출되는 유연탄을 가공하여 산업용 및 도시가스로 활용이 가능한 고열량 가스(발열량 : 7000 kca1/N㎥)를 생산하기 위한 유연탄 가공 기술개발 연구의 일환으로 고정층 유연탄 이단 열분해 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 코우크스 촉매를 사용하여 열분해온도를 468, 516, 5$65^{\circ}C$, 촉매분해온도를 700, 750, 800, 85$0^{\circ}C$로 변화시키면서 이단열분해 조건이 생성물의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 동진탄에 대하여 코우크스 촉매를 사용하여 이단 열분해 실험을 수행한 결과 촉매에 퇴적되는 탄소량은 생성 tar의 5% 이하였으며, 전체 석탄에너지중 15% 정도가 고열량 가스로 회수되는 것을 확인하였다. Tar 중에 포함된 oil성분의 양은 이단 열분해의 경우가 저온 열분해에서 보다 많이 생성되었으며, 열분해온도가 5$65^{\circ}C$ 인 경우 생성된 tar는 516$^{\circ}C$에서 생성된 tar보다 이단 열분해의 경우 촉매 분해가 잘 되지 않았다. 생성가스의 분석 견과는 촉매분해온도가 80$0^{\circ}C$ 이상이면 에틸렌의 분해속도가 급격히 증가하므로 80$0^{\circ}C$ 이하로 유지하는 것이 적절함을 보여준다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제27권1호
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• pp.29-66
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• 2018

본고는 에너지부문을 세분화 한 한국경제의 KELM DB를 구축하고, 다양한 중첩(nesting) 구조 하에서의 CES 생산함수를 추정하여 투입요소 간 대체탄력성을 구한다. KLEM DB는 투입요소가 자본, 노동, 에너지, 중간투입재로 구성되는 산업별 수량지수 및 가격지수로서, 이 중 에너지투입은 전력, 가스, 석유, 석탄으로 세분화하여 에너지 투입의 변화를 나타낼 수 있도록 하였다. 구축된 KLEM DB를 바탕으로 CES 생산함수의 중첩구조별로 투입요소 간 대체탄력성을 추정하였고, 대체탄력성 추정치를 사용하는 CGE 모형의 관례대로 중간투입재와 여타 투입요소 간의 Leontief 결합을 가정하는 경우와 이 가정을 사용하지 않는 경우 모두에 있어 대체탄력성을 추정하였다. 본고가 제시하는 탄력성 추정치는 산업별 생산기술 구조와 생산성 분석뿐 아니라 기후정책의 효과분석, 일반균형모형의 구축 등 다양한 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제39권4호
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• pp.403-416
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• 2006

자력탐사는 신속, 간편, 저렴한 물리탐사법으로서 자원 탐사, 지질구조 조사, 토목, 환경 문제 등 다양한 분야에 효과적으로 적용된다. 특히, 항공 탐사는 유용 지하자원의 부존 및 개발에 대한 잠재력 평가 뿐 아니라 국토 전반에 대한 지질 특성 평가를 통하여 국토의 효율적인 활용 계획의 수립과 지질 재해의 예측 등 국가의 기본적인 지구과학 정보를 제공한다. 자력탐사는 가장 역사가 오래된 물리탐사법으로서, 우리나라에도 비교적 일찍 도입되었다. 일본 강점기에도 지구자기장을 관측하였고 광상조사와 온천조사에 이용하였다는 기록이 있다. 해방과 한국전쟁의 혼란이 끝난 1950년대 중반부터 산업화를 위한 지하자원의 개발이 요구됨에 따라 우라늄, 철광을 비롯한 금속 광물자원, 석탄 그리고 지하수 등을 대상으로 자력탐사가 활발하게 수행되었는데, $1958{\sim}1959$년의 Apache 항공 자력탐사와 그 결과 확인된 이상대에 대한 육상 확인 자력탐사들을 대표적인 사례로 들 수 있다. 1970, 80년대는 물리탐사 전문 인력이 많이 배출되었고, 탐사 장비가 현대화되었으며, 컴퓨터가 활용됨으로써 탐사, 자료처리 및 해석 기술이 비약적으로 발전하였다. 1981년 한국동력자원연구소에서는 전국토에 대한 광역적인 자력 이상 분포를 파악하여 지질 구조를 규명하고 광상 부존의 잠재력을 평가하기 위한 항공 자력탐사 프로젝트를 수행하였는데, 이것은 이 시기에는 이러한 대형 프로젝트를 수행할 만한 기술, 인력 그리고 연구비 등을 가지고 있었다는 것을 보여준다. 그러나 1980년대 중반부터 시작된 광업의 쇠퇴는 자력탐사를 비롯한 물리탐사의 관심이 전통적인 광물, 에너지 자원에서 새로운 지하자원으로 대두한 지하수, 지열 등으로 옮겨갔으며, 물리탐사의 본질인 지질 구조 조사 연구가 활발해졌다. 또한 1990년대 이후 등장한 토목, 환경 물리탐사라는 새로운 대상에 대한 관심이 높아지면서 자력탐사도 부지평가, 지반조사 지하 매장물 환경오염 등의 문제에 다양한 방법으로 접근하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.119-128
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• 2019

국내에서는 연간 약 30만 톤 내외의 굴패각이 발생되고 있어, 이를 대규모로 활용할 수 있는 적절한 방안이 요구되고 있다. $CaCO_3$가 주성분인 굴패각을 탈황재료로 사용하는 연구들이 많이 진행되어 왔으나, 지금까지는 주로 건식탈황을 대상으로 한 것이었다. 본 연구에서는 굴패각을 소성하여 습식탈황재료로 활용하는 가능성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 습식배연탈황공정의 하나인 spray type 방식의 모사탈황장치를 제작하여 소성 굴패각의 탈황특성을 석회석과 비교하였다. 연구결과, 소성 굴패각은 석회석이나 소성하지 않은 굴패각에 비하여 우수한 $SO_2$ 흡수능을 보였다. 이는 굴패각이 소성 및 수화반응을 통해 상대적으로 반응성이 높은 형태($Ca(OH)_2$)로 전환되었기 때문이다. 이로 인하여 반응잔류물 중에 석고($CaSO_4{\cdot}2H_2O$)의 함량이 다른 경우에 비하여 높게 나타났다. 본 연구의 연속탈황실험에서는 소성 굴패각이 석회석에 비하여 큰 pH 변동폭을 보였으며, 석회석과 소성 굴패각을 혼합하여 수행된 탈황실험에서도 소성 굴패각의 혼합비율이 증가됨에 따라 pH변동폭이 커지는 결과를 보였다. 이러한 현상은 소성 굴패각의 $SO_2$ 흡수 반응성이 큰 것을 잘 보여주는 것이다. 본 연구결과는 소성 굴패각을 습식탈황에 이용할 경우 탈황효율을 크게 향상시킬 수 있음도 보여준다.

• 분석과학
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• 제16권5호
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• pp.1041-1051
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• 2003

즉발감마선 중성자방사화법 (PGAA)은 시료내 미량 및 주원소를 빠르게 비파괴적으로 분석하는 방법으로 주로 광물, 금속, 석탄, 시멘트, 석유, 코팅, 제지 등 다양한 산업체에서 실시간 분석법으로 매우 유용하다. 이 방법은 제약과 관련된 산업체 또는 연구업무에도 활용되며, 마약 또는 폭발물과 같은 위험물질의 탐지에도 이용되고 있다. 본 총설은 즉발감마선 중성자 방사화법의 현재의 기술현황과 앞으로 연구추진 경향에 대하여 서술하였다. PGAA 시스템은 중성자 선원, 증성자 핵반응으로부터 발생하는 즉발감마선을 측정하기위한 다중채널분석기와 A/D 변환기 등의 전자모듈과 고분해능 HPGe 검출기로 구성된다. 속중성자의 콤프턴 산란에 의한 높은 바탕값은 감마-감마 동시계수장치의 도입으로 개선될 수 있다. 현재 $^{252}Cf$를 사용한 즉발감마선 중성자 방사화 장치는 수용액중에 존재하는 원소들의 실시간분석을 위해 한국원자력연구소에서 개발중에 있다. 이 장치는 다양한 마약 및 폭발물 또는 화학무기의 탐지에도 응용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.485-492
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• 2018

국내에서는 연간 약 30만톤의 굴패각이 발생하고 있어 이를 대규모로 활용할 수 있는 방안이 필요한 실정이다. 최근에는 굴패각을 소성하여 유기물을 분해시키고, $CaCO_3$를 CaO로 전환하여 습식탈황제로 활용하는 방안이 적절한 대안으로 고려되고 있다. 이에 본 연구에서는 소성에 따른 굴패각의 광물학적 특성변화(표면적, 상전이, 표면상태 등)를 관찰하고 석회석의 그것과 비교하였다. 굴패각은 판상 및 주상의 입자들의 집합체로 구성되어 조직이 치밀한 석회석 보다는 같은 입도에서 훨씬 큰 비표면적을 갖는다. 굴패각은 석회석보다는 낮은 온도에서 상전이가 일어남을 확인하였다. 석회석은 소성 후에 비표면적이 급격히 증가하는 결과를 보였지만, 굴패각은 소성 후에는 비표면적이 오히려 줄어드는 현상이 관찰되었다. 이러한 현상은 굴패각에 소량 포함된 Na가 용제로 작용하여 소성시 굴패각의 용융을 야기하고 이로 인하여 입자들이 낮은 온도에서 소결됨으로써 나타난 현상으로 추측된다. 아울러, 소결된 표면이 나머지 부분을 에워쌈으로써, 온도를 높이고 열처리시간을 늘려도 일부는 상전이되지 아니하는 현상도 관찰되었다. 이러한 현상에 대한 효과를 탈황의 관점에서 고찰하는 추가 연구가 필요해 보인다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.12-18
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• 2022

우리나라는 철광석, 석탄 등 철강 산업에 사용되는 원료를 수입에 크게 의존하고 있다. 이러한 원자재는 글로벌 철강산업의 원가, 생산성, 품질경쟁력에 큰 영향을 미친다. 따라서 철강사의 경쟁력을 확보하기 위해서는 원자재의 수입 의존도를 줄이는 것이 필요하며, 원료 의존도를 낮추기 위해서는 Fe를 함유한 부산물을 활용하는 것이 좋은 방법이 될 수 있다. Fe 함유 부산물은 주로 철강 산업에서 발생하며 Fe 함량이 높으나(40~70%) 매우 미세한 분말 형태를 가지고 있다. 이러한 미세한 분말을 플랜트 공정에 직접 사용할 경우 부산물이 비산되어 조업과 환경에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 따라서 Fe 함유 부산물을 광범위하게 사용하기 위해서는 보다 큰 형태로 전처리할 필요가 있다. 이를 위해 펠렛 및 브리켓과 같은 더 큰 모양을 만들어 사용하는 것이다. 브리켓을 만드는 방법은 대표적으로 두 가지 방법이 있다. 첫번째는 열과 압력을 가하여 핫브리켓을 제조하는 방법이고, 두번째는 열을 사용하지 않고 소량의 바인더와 압력을 가해 냉간 브리켓을 제조하는 방법이다. 본 연구에서는 Fe 함유 부산물을 이용하여 고강도 냉간 브리켓을 가장 효율적으로 제조하기 위한 방법을 연구하였고, 다양한 조건에서 성형율과 브리켓 강도를 조사하여 최적의 제조 조건을 도출하였다.

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.207-215
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• 2018

지구온난화 문제가 인류 생존을 위협하는 중대한 이슈로 떠오르면서 세계 각국은 온실가스 감축에 적극 나서고 있다. 대표적 온실가스인 이산화탄소($CO_2$)는 석탄, 석유와 같은 화석연료를 연소하는 과정에서 대량으로 방출되고 있다. $CO_2$를 포집하고 저장하는 CCS ($CO_2$ Capture & Storage) 기술은 온실가스 저감의 대표적 기술로 세계 각국에서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구는 대규모 $CO_2$ 배출원에서 포집된 $CO_2$를 대상으로, 국내 최초로 해상에서 지중저장을 하기 위한 고압 주입설비의 설계 및 구축에 관한 연구다. 이를 위해 2017년초 $CO_2$ 지중 주입설비가 구축되었으며 포항시 영일만 해상 플랫폼에서 $CO_2$ 시험주입을 국내 최초로 성공하였다. 그 결과 해상주입을 위한 주입설비의 운전 요구조건과 $CO_2$ 주입 특성이 파악되었고 주입장치 운영에 관한 노하우도 얻게 되었다. 시험주입에서 얻어진 결과는 향후 장치개선과 scale-up에 활용될 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.734-742
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• 2016

최근 21세기에 접어들어 무분별한 발전의 결과로 석탄, 석유 등의 화석연료가 고갈되고 있으며, 지구 온난화가 진행중이다. 이미 유럽과 미국 등의 선진국에서는 신재생 에너지 분야에 관심을 갖고 있으며, 그 중에서도 풍력에너지가 많은 관심을 받고 있다. 풍력발전타워는 운용 중 주기적인 하중의 발생으로 만들어지는 주파수를 회피하여 설계를 해야 한다. 일반적으로 구조해석 과정 시 지반을 고정단 경계조건으로 해석한다. 하지만, 고정단 경계조건의 경우 지반 조건 상호작용을 고려하지 못하여 목표 진동수를 벗어나게 된다. 본 연구에서는 용량 별 지반경계 조건 및 기초의 근입깊이를 고려한 고유진동수 효과를 연구하였으며, 변수에 따른 차이를 확인하였다. 결과적으로 고정단 경계조건 모델은 지반조건과 근입깊이의 영향을 받지 않으며, Coupled Spring 경계조건 모델은 지반조건에는 영향을 받지만, 근입깊이에는 영향을 받지 않는다. Winkler Spring 경계조건의 경우에는 지반조건과 근입깊이에 모두 영향을 받는다. 하지만, 얕은 깊이의 지반에서는 지반조건의 영향을 받지 않으므로 Coupled Spring 경계조건 모델을 활용한 지반조건 별 해석을 수행하는 것이 효과적이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제14권1호
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• pp.167-199
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• 2005

본 논문의 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 환경부가 1991년부터 매년 조사, 발표하고 있는 "대기오염물질배출량"은 난방, 산업, 수송 및 발전의 4부문으로 분류되어 있어 자료의 활용가치가 매우 낮아 조사 통계 내용의 다양화 및 산업분류기준이 개선되어야 한다. 둘째, 대기오염 대량배출산업은 석탄 석유(s7), 전력 가스(s17), 운송 보관(s20) 산업이다. 이들 산업에 대한 기존의 대기규제정책은 다른 산업에 비해 비효율적이었다고 볼 수 있으며 향후 대기정책에서도 유념하여야 할 사항으로 여겨진다. 셋째, 시멘트 석회 석제(s10), 전력 가스(s17) 산업은 대량의 오염배출산업인 동시에 배출 유발효과도 상대적으로 가장 큰 산업이다. 넷째, 배출량 변화의 가장 큰 감소요인은 배출계수의 변화(${\Delta}f$)이며, 가장 큰 증가요인은 경제성장 효과(${\Delta}y$)였다. 생산 또는 투입기술의 변화(${\Delta}D$), 수요구조의 변화(${\Delta}u$)는 배출량 증감에 미치는 영향이 산업별로 다르게 나타났으나 그 영향은 미미하였다. 다섯째, 대기오염 총량관리제 도입, 고(高)오염산업의 차별관리 및 환경과 경제의 상생을 위한 대기정책의 효율적 시행을 위해서는 산업별 배출량 기본자료의 산정 방법 개선 및 경제적 분석과 평가 기준의 활용, 확대가 필요하다. 여섯째, 1990년대 한국의 경제성장은 1960~1970년대와 같이 배리 코머너 가설에 상응한 오염지향적 경제성장은 아니었으나 산업 전체의 기술 및 수요구조가 환경친화적이라 할 수도 없었다. 이것은 대기환경 개선을 위한 환경정책이 오직 환경당국의 환경정책수단에만 의존했을 뿐이며 국가경제 전체의 산업구조나 친환경 생산기술의 발전 등 범정부적 차원의 환경정책이 병행되지 못했음을 시사한다.