• Title/Summary/Keyword: 연료 질소

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Coolant Leak Effect on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (고분자전해질연료전지의 냉각수 누설에 대한 연구)

  • Song, Hyun-Do;Kang, Jung-Tak;Kim, Jun-Bom
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.10 no.4
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    • pp.301-305
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    • 2007
  • The performance of polymer electrolyte membrane fuel cell could be decreased due to coolant leaked from connection part. Micro pump was used to put small amount of coolant and investigate the effect on fuel cell. The stoichiometric ratio of hydrogen/air was 1.5/2.0, both side of gas was fully humidified, and current density of $400mA/cm^2$ was used as standard condition in this experiment. Constant current method was used to check performance recovery from coolant effect in 3 cell stack. The performance was recovered when coolant was injected in cathode side. On the other hand, the performance was not recovered when coolant was injected in anode side. Ethylene glycol could be converted to CO in oxidation process and cause poisoning effect on platinum catalyst or be adhered on GDL and cause gas diffusion block effect resulting performance decrease. Water with nitrogen gas was supplied in anode side to check performance recovery. Polarization curve, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy was used to check performance, and gas chromatography was used to check coolant concentration. Constant current method was not enough in full recovery of performance. However, water injection method was proved good method in full recovery of performance.

The Effects of Zeolite-Type Catalysts on the Pyrolysis Reaction of PP to Produce Fuel-oil (폴리프로필렌 수지 이용 연료유 생성을 위한 열분해 반응에서 제올라이트계 촉매의 영향)

  • Bak, Young-Cheol;Choi, Joo-Hong;Oh, Se-Hui
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.50 no.3
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    • pp.442-448
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    • 2012
  • The effects of zeolite-type catalysts addition on the thermal decomposition of the PP resin have been studied in a thermal analyzer, a Pyrolyser GC-mass, and a small batch reactor. The zeolite type catalysts tested were natural zeolite, used FCC catalyst, and ZSM-5. As the results of TGA experiments, the pyrolysis starting temperature for PP varied in the range of $330{\sim}360^{\circ}C$ according to the heating rate. Addition of the zeolite type catalysts in the PP resin increased the pyrolysis rate in the order of used FCC catalyst> natural zeolite> ZSM-5 > PP resin. Adding the used FCC catalyst in the PP reduced most effectively the pyrolysis finishing temperature. In the PY-G.C. mass experiments, addition of zeolite type catalysts decreased the molecular weight of pyrolyzed product. In the batch system experiments, the mixing of used FCC catalyst enhanced best the initial yield of fuel oil, but the final yield of fuel oil was 2% higher in the case of mixing of natural zeolite. Also in the carbon number analysis, used FCC catalyst was the most useful one in this experiments for fuel oil.

Effect of CNG Heating Value Variations on Emissions Characteristics in a Diesel-CNG Dual-Fuel Engine (CNG 발열량 변화가 Diesel-천연가스 혼소엔진 배기 특성에 미치는 영향)

  • Jang, Hyongjun;Yoon, Junkyu;Lee, Sunyoup;Kim, Yongrae;Kim, Junghwan;Kim, Changgi
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.20 no.6
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    • pp.43-49
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    • 2016
  • In this paper, purpose of study is emissions characteristics according to effects of heating value variations of CNG fuel in a dual-fuel engine fueled by diesel and natural gas. For heating value variation of CNG fuel, nitrogen gas was mixed with pure CNG fuel. So the higher heating value was changed from $10,400kcal/Nm^3$ to $9,400kcal/Nm^3$. Under one condition of CNG substitution rate was fixed at 80%, diesel fuel was injected at a fixed injection timing of 16 CAD BTDC and fuel pressure was also fixed at 110 MPa. The condition of tested engine was 1800 rpm and 500Nm. Emissions were sampled in exhaust pipe was located at downstream turbocharger. As a result, emissions characteristics were checked in heating value variations of CNG fuel with mixed nitrogen gas THC, $CH_4$ and CO emissions decreased and NOx and $CO_2$ increased.

Design of Compressed Gas Supply System for Combustion Chamber Test Facility (연소기 연소시험설비 고압가스 공급시스템 설계)

  • Chung, Yonggahp;Cho, Namkyung;Han, Yeoungmin
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.18 no.1
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    • pp.85-90
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    • 2014
  • To develop liquid propulsion engine, the development of combustion chamber must be preceded. For performance validation of the combustion chamber, the designed and manufactured combustion chamber should be tested in combustion chamber test facility (CCTF). The CCTF is the test facility to develop the combustor of rocket engine, which uses liquid oxygen as a oxidizer and kerosene as a fuel. Present paper introduces the detailed design results of compressed gas supply system of CCTF, which is planned to be installed at Naro Space Center.

An Experimental Study of N2O Concentration Profiles in Planner Premixed Flame (평면예혼합화염중의 N2O 농도변화에 관한 실험연구)

  • An, Suk-Heon
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.33 no.2
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    • pp.267-271
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    • 2009
  • The Marine Environment Protection Committee(MEPC) which is the IMO's specialized committee on marine pollution related matters deals with GHG related issues to discuss and compile possible approaches on technical, operational and market based measures to address GHG emissions from ships. The nitrous oxide($N_2O$) which remains generally in the atmosphere for around 114 years is one of the green house gases. The global warming potential of $N_2O$ is 310 times than $CO_2$ in the given period 100 years. It seems that the $N_2O$ formation is influenced by the nitrogen compound contained in the fuel which is named as "Fuel N" during the combustion process or the NOx, SOx and $H_2O$ through the emission gases before exhausted into the atmosphere. This paper has carried out an experimental study of the $N_2O$ concentration profiles by the change of $NH_3$ flows in the planner premixed combustion with using $C_3H_8$ and air.

Hydrogen Separation of binary gas mixture Using Templating Silica Membrane (유기 템플레이팅 실리카 막을 이용한 이성분 수소 혼합기체 분리 메커니즘)

  • Bae, Ji-Han;Han, Yoon-Jin;Lee, Chang-Ha
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.05a
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    • pp.522-525
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    • 2008
  • 최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아 왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 전기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Dynamic Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 323$\sim$473 K, 압력범위 0$\sim$7 atm에서 수행되었으며, 혼합기체는2성분으로 수소-메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교,대조하여 예측도를 검사하였다.

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Hydrogen production by plasma pyrolysis-gasification of waste (폐기물의 플라즈마 열분해-가스화에 의한 수소생산)

  • Lee, Jin-Ho;Kim, Young-Suk;Do, Chul-Jin;Hwang, Soon-Mo;Jeong, Seong-Jae
    • New & Renewable Energy
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    • v.3 no.4
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    • pp.77-89
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    • 2007
  • 폐기물의 플라즈마를 이용한 열분해-가스화-용융 처리공정은 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 얻을 수 있고, 이 합성가스를 WGS 반응과 PSA 공법을 이용하면 고순도 수소로의 전환 및 회수가 가능하다. (주)애드플라텍에서는 자체 보유하고 있는 3톤/일급 플라즈마 폐기물 처리설비와 수소 정제/회수시스템을 연계하여, 페기물로부터 고순도 수소 생산($20Nm^3/h$이상)을 위한 플라즈마 폐기물 처리 추소 생산 통합시스템 개발을 진행하고 있다. 합성가스 내 질소 농도를 낮추기 위해 산소를 매질로 하는 100kw급 산소 플라즈마 토치를 제작하였다. 수소 정제/회수 시스템은 폐기물의 플라즈마 처리 후의 합성가스 생성량과 조성의 변화에 대응할 수 있도록 하였으며, WGS 반응기로 들어가는 합성가스를 가스 컴프레서를 통하여 최대 10기압으로 승압시키고, 고농도 일산화탄소의 효과적인 제거 및 열 회수 극대화가 이루어질 수 있는 최적의 가스처리 시스템으로 구현되도록 하였다. 설치 완료된 WGS 반응기의 성능시험을 플라즈마 처리설비와 연계하여 수행하였다. 합성가스 내 각각 34%와 25%의 일산화탄소 및 수소의 농도가 WGS 반응기를 거친 후, 일산화탄소는 0.1% 미만으로 제거되었으며 수소는 44%로 증가하여 WGS 반응기의 성능 수준이 매우 우수함을 확인하였다. 차기 년도에 설치/가동 예정인 수소 생산용 PSA는 최대 10기압 운전 및 상압재생 방식으로 운전되며 생산된 수소는 최소 99.99%이상의 고순도를 유지할 것으로 기대된다.

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Discharge and Fire Extinguishing Test of Inert Gas Clean Agent (불활성 가스계 청정 소화약제의 방출 및 소화)

  • Song Eun-Seok;Kim Jae-Duck;Park Yang-Won
    • Fire Science and Engineering
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    • v.19 no.2 s.58
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    • pp.29-36
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    • 2005
  • We carried out discharge and fire extinguishing tests of new inert gas clean agent, which consists of $92\%$ nitrogen and $8\%$ carbon dioxide, as an alternative of Halon that is banned by Montreal Protocol to protect the ozone layer of the earth. Discharge and fire extinguishing tests were performed in $27m^3$ and $190m^3$ rooms with piping which allows gaseous agent to transport from storage to test rooms. We confirmed that it took less than regulation time, 60 seconds for the discharge of over $95\%$ initial charged amounts. Discharge test variables were piping length and orifice size. Fire extinguishing tests verified that this new inert gas clean agent is suitable for both n-Heptane fire and deep seated fire of wood crib.

Risk Assessment and Its Application for the POSCO's Batch Annealing Furnace Gas Systems (광양제철소 소둔로 가스설비에 대한 위험성 평가 및 안전성향상안 제시)

  • Kim Y. S.;Yoo J. H.;Jeong S. Y.;Jang E. J.
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.5 no.2 s.14
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    • pp.9-13
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    • 2001
  • A complete spectrum of risk assessment including qualitative and quantitative approaches were performed for the POSCO's Batch Annealing Furnace (BAF) gas systems. The purpose of BAF is to enhance the quality of steel by annealing it with either hydrogen/nitrogen mixture gas or pure hydrogen gas. Number of gas leak scenarios were identified to generate frequency of their occurrences. With the hypothetical accident scenarios given, fire/explosion impact studies were performed to estimate magnitude of significant consequences. Several different indices were also presented from which practical safety improvement action items could be established.

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Evaluation of IGCC Plant with Load Factor of Plant (플랜트 부하률에 따른 IGCC 플랜트 복합발전시스템 평가)

  • Jung, Su-Yong;Shim, Hyun-Min;Wang, Hong-Yue;Kim, Hyung-Taek
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.816-819
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    • 2007
  • 국내에서 IGCC 플랜트의 복합발전시스템의 평가는 여러 분야별로 진행되어 왔다. 크게 살펴보면 다음과 같다. 첫 번째는 가스터빈 쪽의 기술이다. 즉, 기존 천연가스를 이용하는 가스터빈을 어떻게 하면 석탄가스를 사용하는 IGCC 플랜트에 적합하게 맞출 것인가 하는 문제이다. 두 번째는 효율을 어떻게 하면 높일 수 있는가의 문제로서 석탄의 종류, 가스화 방법을 효율적으로 선택, HRSG(heat recovery steam generator)를 효율적으로 설계, 그리고 정제공정에서의 에너지 소비를 줄이는 분야였다. 세 번째는 어떻게 하면 오염을 줄일까의 문제로서 질소나 스팀 분사를 연계하여 NOx를 감소시키고 정제 공정에 사용되는 촉매를 개발한다던지 공정을 발달시키는 분야였다. 이 외에도 여러 종류의 연구가 이 분야에서 있었으나 주로 설계 분야의 연구가 주되였다. 이것은 발전소의 건설을 위한 초기 단계로서 당연한 결과일 수 있다. 그러나, 지금 IGCC 플랜트가 건설되는 과정에 있으므로 우리나라 전력계통 연계와의 문제도 생각해보아야 한다고 생각한다. 따라서 이번 연구에서는 IGCC 플랜트 운영의 불확실성이 약간이라도 존재하기에 이 플랜트가 기저발전 보다는 첨두발전 쪽이나 태양열/광발전, 풍력발전 등 다른 신재생에너지 자원처럼 독립된 전력 시스템으로 운영될 것이라 생각하고 이렇게 운영될 때는 발전소의 부하률의 변화가 심할 수 있다는 가정하에 플랜트의 부하률에 따른 석탄의 합성가스, 연료가스 전환량 및 전환효율 및 발전량 및 발전효율을 전산모사를 통해 예측해보았다.

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