• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.116-116
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• 2017

2012년 국내 총 폐기물(지정폐기물 제외) 발생량은 382,009 톤/일 으로 이 중 12.8%를 차지하는 생활폐기물 중 음식물 채소류폐기물 발생량은 13,209 톤/일 으로 대부분 소각 후 매립 처리되고 있다. 본 연구에서는 고수분 음식물 및 농업 폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 열분해장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 건조용량 50 kg/hr인 실험실용 열분해장치를 제작하였다. 건조 처리된 농업폐기물과 음식물 쓰레기를 열분해용 실험 원료로 사용하였다. 원료종류, 열분해 온도, 열분해 시간에 따른 농업폐기물과 음식물 쓰레기의 열분해 특성을 파악하였다. 농업부산물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 55.35 kg/hr, 저위발열량은 평균 3,333 kcal/kg으로 측정되었다. 농업부산물을 단순 건조 처리한 경우 고위발열량은 3,400 kcal/kg, 저위발열량은 3,090 kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있다. 음식물 쓰레기 건조물의 열분해 처리조건 및 결과, 열분해 처리능력은 평균 88.27 kg/hr, 저위발열량은 평균 4,016 kcal/kg으로 측정되었다. 음식물 쓰레기를 단순 건조 처리한 경우 고위발열량은 4,040 kcal/kg, 저위발열량은 3,686 kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있다. 열분해 처리능력은 연구목표치인 50 kg/hr보다 높게 나타났으며, 저위발열량은 연구목표치인 4,000 kcal/kg 보다 다소 높게 나타났다. 다만 저위발열량 측정 기준 함수율이 습량기준으로 약 10%로 추정되는 바 5%로 조절하고, 열분해 열풍온도를 $200^{\circ}C$ 까지 상승시키면 발열량이 훨씬 향상될 것으로 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.2
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• pp.253-260
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• 1995

본 연구는 현재 아주대학교 구내에 건설중인 3T/D 석탄가스화 실증실험장치의 엔지니어링 설계자료 및 실험장치 각 부분의 사양을 종합화하여 최적의 설계조건을 도출하고 향후 스케일 업에 따른 장치변화 및 관련변수를 예측할 수 있는 공정모델을 개발하는데 그 목적이 있다. 모델은 3T/D 석탄가스화 장치와 같이 가스화기부분, 산화제 및 연료의 주입부분, 생성가스의 냉각부, 가스화기 예열부분 및 회분처리부로 구성된다. 개발된 모델에 의해 부분별 대체가능성을 평가하여 최적 조합형태를 제시하였고 결과의 타당성을 입증하기 위해 실제 플랜트의 설계자료와 프로그램에 의한 결과를 비교하였다. 또한 스케일 업 결과 변화폭이 가장 큰 부분은 냉각기의 길이가 냉각수 유입량 증대에 따라 급겨히 변화되어 냉각수 유입을 위한 냉각수 분산장치의 교체가 필요한 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.43 no.3
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• pp.331-343
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• 2005

Development of hydrogen station system is an important technology to commercialize fuel cells and fuel cell powered vehicles. Generally, hydrogen station consists of hydrogen production process including desulfurizer, reformer, water gas shift (WGS) reactor and pressure swing adsorption (PSA) apparatus, and post-treatment process including compressor, storage and distributer. In this review, we investigate the R&D trends and prospects of hydrogen station in domestic and foreign countries for opening the hydrogen economy society. Indeed, the reforming of fossil fuels for hydrogen production will be essential technology until the ultimate process that may be water hydrolysis using renewable energy source such as solar energy, wind force etc, will be commercialized in the future. Hence, we also review the research trends on unit technologies such as the desulfurization, reforming reaction of fossil fuels, water gas shift reaction and hydrogen separation for hydrogen station applications.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.18 no.6
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• pp.205-212
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• 2004

In this paper the design of a 1-[KVA] fuel cell powered line-interactive UPS system employing modular (fuel cell & DC/DC converter) blocks is proposed. The proposed system employs the two fuel cell modules along with suitable DC/DC converters and these modules share the DC-Link of the DC/AC inverter. A supercapacitor module is also employed to compensate for the instantaneous power fluctuations and to overcome the slow dynamics of the fuel processor. The energy stored in the supercapacitor can also be utilized to handle the overload conditions for a short time period. Due to the absence of batteries, the system satisfies the demand for an environmentally friendly and dean source of the energy. A complete design example illustrating the amount of hydrogen storage required for 1hr power outage, and sizing of supercacpacitor for transient load demand is presented for a 1-[KVA] UPS.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.6
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• pp.567-578
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• 2013

A microbial fuel cell (MFC) is a bio-electrochemical device that converts chemical energy in the chemical bonds in organic compounds to electrical energy through catalytic reactions of microorganisms under anaerobic conditions. Power density and Coulombic efficiency are significantly affected by the types of microbe in the anodic chamber of an MFC, configurations of the system and operating conditions. The achievable power output from MFC increased remarkably by modifying their designs such as the optimization of MFC configurations, the physical and chemical operating conditions, and the choice of biocatalysts. This article presents a critical review on the recent advances made in MFC research with the emphasis on MFC configurations, optimization of important operating parameters, performances and future applications of MFC.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.9 no.1
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• pp.89-94
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• 2003

As ship's fuel oil recently becomes viscous and the amount of sludge increases, many researches and studies are underway to process the sludge onboard the ship and to recycle it as a fuel for ship's boiler. Of many researches, especially ultrasonic emulsifier to break the particle of sludge into fine pieces is recognized as a most possible recycling device. In this regards, the author investigates the property change of sludge's temperature and pressure at the early stage of the study of ultrasonic emulsifier. This study can be used as a useful dora to determine the proper temperature and pressure to inject the processed sludge in the boiler injector and the results can also be comparable dora with the experimental data by ultrasonic emulsifier. In addition, the results will be a fundamental data to study the filtering efficiency of the sludge particle broken by temperature and pressure. It is expected that this study ultimately play a role to prevent marine oil pollution as the sludge is recycled onboard the ship and used as a fuel for boiler.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.05b
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• pp.327-328
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• 2003

경유자동차는 연료 특성상 매연을 포함한 입자상물질을 다량 배출하고 있으며, 이러한 디젤입자상물질은 인체에 유해한 발암성 및 돌연변이원성 물질들을 함유하고 있기 때문에 호흡 등을 통한 인체 유입시 건강에 매우 유해하다. 그러므로 디젤입자상물질을 저감시키기 위한 여러 가지 기술들 중 발생된 배출가스가 배기관을 통해 대기중으로 배출되기 전에 엔진 연소실과 배기관 사이에 후처리장치와 같은 기술들을 이용하여 이를 저감시키고 있다. 본 연구에서는 후처리장치들 중 세라믹필터에 백금과 같은 산화성이 우수한 촉매를 코팅하여 만든 촉매식 매연여과장치(DPF ; diesel particulate filter, SK제공)를 사용하였을 때 입자저감성능 및 입자크기별 분포특성을 살펴보고자 하였다. 이를 통해 도시대기오염 저감대책을 기초자료 및 환경학적, 보건학적 연구에 적극 활용하고자 한다. (중략)

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2007.11a
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• pp.393-396
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• 2007

본 논문은 음식물류폐기물의 사료화 및 퇴비화 방법이 독성, 염분, 미숙성 등의 이유로 처리 여건이 어려운 데 대하여, 자체 처리열원으로 활용하여 경제성을 높이고 탈리액 처리 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시한다. 2011년부터 유기성 폐기물이 해양투기가 금지됨에 따라 탈리액의 처리문제는 해결해야만 하는 문제로 제기되었으며, 2007년부터 시행되고 있는 함수율 95% 유지 조건은 새로운 처리비용의 증가로 이어졌다. 본 논문에서 제시하는 방법은 음식물류폐기물을 건조 후 자체 열원으로 사용하여 연료비를 획기적으로 줄이고, 탈리액 대신 경제적 효용가치가 있는 응축수를 만들어 해양투기에 의한 비용부담을 없애는 방법이며, 이전의 회분식 방법을 연속처리할 수 있도록 개량한 방법을 제시한다. 응축수는 액비로 사용가능하므로 완전 재활용이 가능하다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.03a
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• pp.47-67
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• 1995

현재 국내 산업공정 및 먼지발생공정에서는 발생된 먼지를 포집 제거하기 위해 머지 발생원의 특성에 따라 각종 집진기술을 적용하고 있는데, 여과포집진장치의 경우 년간 고체연료 사용량이 1,000톤 이상인 사업장을 대상으로 조사한 자료에 의하면 1985년에는 1,374기 였고, 1989년에는 2,100기, 1991년에는 5,710기로 년 평균 110% 이상 증가하는 추세를 나타냈다. 이와 같은 증가 추세는 여과포집진 기술이 다른 집진기술에 비해 여러가지 장점을 갖고 있기 때문이라고 볼 수 있다. 앞으로 산업체에서는 먼지배출 허용농도의 강화 대응 뿐만 아니라 대기오염 방지 측면과 인간의 호흡기에 유입되어 폐에 침착되는 미세한 입자까지 포집, 제거하기 위해서는 먼지제거 설비에는 고효율 집진기술을 적용하여야 한다. 따라서 본 글에서는 선진국에서 고효율 집진기술로 판명되고 있는 여과포집진기술에 대해 먼지포집 특성과 장치의 구성을 먼저 살펴보고 최근에 산업체 및 발전소에 적용하고 있는 여과포집진기술의 운전현황을 고찰하여 미래에 한국형 종합배가스 처리용 여과포집진기술을 개발하기 위한 기초자료로 활용하고자 한다.