• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.12-24
• /
• 2017

현재 국내 엔진오일-윤활유가 배출가스에 미치는 영향에 대한 연구가 미비한 실정이며 그 실험 방법 또한 확립되어 있지 않다. 이에 엔진을 이용한 윤활유 성상 변화가 PM(Particulate Matters) 배출에 미치는 영향 평가방법을 수립하여 윤활유의 성상 및 열화가 자동차 성능과 환경성에 미치는 영향을 연구하고자 한다. 윤활유 소모 및 연소로 인한 DPF(Diesel Particulate Filter) 및 후처리 장치에 미치는 영향을 평가하는 것이 중요하며, 특히 DPF의 재생과정에서 생성되는 PM(Particulate Matters)과 Ash가 DPF에 미치는 장기적인 영향과 내부 변형 및 내구성에 대한 평가와 연구가 필요하다. 본 연구에서는 정형화 되지 않은 시험모드를 개발하였으며, 내구시험결과 High SAPs의 경우 Low SAPs(Sulfated Ash, Phosphorus and Sulfuate)보다 DPF내 Ash의 축적량이 많은 것을 확인하였으며, EGR(Exhaust Gas Recycling)의 Fouling 현상 가속화에 영향을 미칠 것으로 확인하였다. 본 연구결과물을 토대로 윤활유의 기유, 첨가제, 열화 등에 따른 엔진 및 차량의 성능과 배출가스 특성을 기술정책 자료로서 활용하도록 방향을 도모하고 시험 방법을 확립하고자 한다.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.105-113
• /
• 2016

산불방사열에너지(fire radiative power)는 산불로부터 방출되는 에너지로서 산불의 연소과정에서 발생하는 온실가스를 추정하기 위한 기초자료로 이용된다. 유럽, 아프리카, 아메리카 지역의 정지궤도 위성센서들은 준실시간의 산불방사열에너지를 산출 및 제공하고 있지만 아시아권에는 아직까지 정지궤도 위성기반의 공식적인 산불방사열에너지 산출물이 제공되지 않고 있다. 본 연구에서는 중적외 복사휘도법(mid-infrared radiance method)을 이용하여 히마와리(Himawari-8) 위성 기반의 산불방사열에너지를 최초로 산출하였으며, 산출정확도를 검증하기 위해 인도네시아 수마트라 지역에 대해 Aqua/Terra 위성의 MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer) 산불방사열에너지 산출물과의 비교검증을 실시하였다. 이 과정에서 NDVI(normalized difference vegetation index)와 FVC(fraction of vegetation coverage)를 이용하여 중적외 복사휘도법의 중요인자인 지표면 방출률을 지면피복 종류에 따라 계산하였으며, 최적화 실험을 통하여 히마와리 AHI(advanced Himawari imager)의 센서계수 a = 3.11을 도출하였다. 본 연구를 통해 산출된 히마와리 산불방사열에너지는 MODIS를 기준으로 약 20%의 평균절대백분비오차를 나타내었으며 이는 미국과 유럽연합의 정지궤도위성의 산불방사열에너지 검증결과와 유사한 수준의 정확도로 평가된다. 히마와리 산불방사열에너지의 산출정확도는 산불의 크기와 위성관측각에 따라 일부 차이를 보였으나 태양천정각과 토지피복에 따른 영향은 거의 없는 것을 알 수 있었다. 이 연구는 아시아권의 정지궤도위성 산불방사열에너지 산출을 위한 참고자료로서 활용가치가 있으며 산불방출 온실가스 추정에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.327-337
• /
• 2017

반 건조 소화 하수슬러지와 폐플라스틱을 혼합하여 파일롯 규모(85.3kg/hr)의 연속식 저온($510^{\circ}C{\sim}530^{\circ}C$) 열분해 실험을 하였다. 실험결과 열분해가스 발생량은 투입물 건량의 최대 68.3%, 발열량은 $40.9MJ/Nm^3$이었으며, 연속식 열분해에 따른 외기 유입율이 19.6%이었다. 오일은 투입물 건량의 4.2%가 발생하였고, 저위발열량은 32.5 MJ/kg이었으며 시설부식 등을 일으킬 수 있는 황과 염소의 함량이 각각 0.2% 이상이었다. 투입물 건량의 27.5%가 발생한 탄화물의 저위 발열량은 10.2 MJ/kg이었고, 용출시험 결과 지정폐기물에 해당하지 않았다. 열분해가스의 연소 배가스는 일산화탄소, 황산화물, 시안화수소 등의 배출농도가 특히 높았고, 다이옥신 (PCDDs/DFs)은 $0.034ng-TEQ/Sm^3$로서 법적 기준치 이내였다. 건조 배가스 응축으로 발생한 폐수는 수질오염물질 47개 항목 중 총질소, n-H 추출물질, 시안 등의 고농도 항목이 많아 전처리 후 하수처리장 등에서의 병합처리 방식을 고려할 필요가 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2017

Cu/Mn/Ce catalysts for water gas shift (WGS) reaction were synthesized by urea-nitrate combustion method with the fixed molar ratio of Cu/Mn as 1:4 and 1:1 with the doping concentration of Ce from 0.3 to 0.8 mol%. The prepared catalysts were characterized with SEM, BET, XRD, XPS, $H_2$-TPR, $CO_2$ TPD, $N_2O$ chemisorption analysis. The catalytic activity tests were carried out at a GHSV of $28,000h^{-1}$ and a temperature range of 200 to $400^{\circ}C$. The Cu/Mn(CM) catalysts formed Cu-Mn mixed oxide of spinel structure ($Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$) and manganese oxides ($MnO_x$). However, when a small amount of Ce was doped, the growth of $Cu_{1.5}Mn_{1.5}O_4$ was inhibited and the degree of Cu dispersion were increased. Also, the doping of Ce on the CM catalyst reduced the reduction temperature and the base site to induce the active site of the catalyst to be exposed on the catalyst surface. From the XPS analysis, it was confirmed that maintaining the oxidation state of Cu appropriately was a main factor in the WGS reaction. Consequently, Ce as support and dopant in the water gas shift reaction catalysts exhibited the enhanced catalytic activities on CM catalysts. We found that proper amount of Ce by preparing catalysts with different Cu/Mn ratios.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권5호
• /
• pp.451-457
• /
• 2011

본 연구의 주 목적은 연료 수분 미소 정량 공급기를 장착한 층류 반응기(LFR)에서 수분함량 변화에 따른 석탄의 휘발분 점화 특성을 조사하는 것이다. 실제 발전소의 미분기 출구 분위기와 비슷한 수분량이 석탄량의 20, 30, 40%로 LFR에 석탄과 함께 공급했을 때 휘발분의 점화 위치와 시간을 실험적으로 관찰하였다. 석탄이 공급되는 층류 반응기 정 중앙의 수직방향으로 $70{\mu}m$ R-type 열전대를 이용하여 복사 열손실을 고려한 가스온도를 측정하였고, 휘발분 점화 위치는 CCD 카메라를 이용해 촬영한 15~20개의 이미지를 디지털 이미지 프로세싱을 통해 얻은 평균 값으로 결정하였다. 그 결과 수분량이 증가할수록 가스 온도는 감소하였고, 점화 위치는 2.92, 3.36, 3.96, 4.65mm로 지수적으로 증가하였다. 이러한 실험결과는 이론적으로 adiabatic thermal explosion에서의 점화 지연 시간과 같은 경향을 나타내었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.194-194
• /
• 2011

현대 사회에서 차량을 비롯한 선박, 항공기와 같은 각종 수송수단들은 그 용도와 형태도 다양하고 널리 보급되어있을 뿐만 아니라 각 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 수송수단의 수와 활용빈도수가 증가함에 따라 그로 인한 차량화재, 선박화재 그리고 항공기화재 등과 같은 특수화재의 발생에 따른 재산 및 인명피해의 문제점들도 함께 늘어나고 있는 실정이다. 2009년 기준, 1년 동안의 전체 화재발생건수 47,071건 가운데 차량화재의 발생건수가 5,958건으로서 전체의 12.6% 정도를 차지하였다. 그뿐만 아니라 차량 내장재의 주 재질은 가연성을 지닌 열가소성 합성수지들로서 화재가 발생하였을 경우, 다량의 가연성 가스 및 독성가스를 방출하기 때문에 인명 및 재산 피해를 증가시키는 문제점을 갖고 있다. 하지만 아직까지도 이와 같은 수송수단에 대한 화재를 예방하거나 피해를 최소화할 수 있는 화재진압대책 등에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 과학적이며 체계적인 대응방안을 수립하기 위한 기초 자료를 확보하고 이를 통한 수송수단의 화재안전성을 분석하고자 각종 수송수단에서 사용되는 오일을 대상으로 연소특성 분석 및 화재하중에 관한 연구를 수행하였다. 분석 대상 오일은 연료용과 부속용 오일로 크게 분류되며, 연료용 오일로는 차량용 경유와 휘발유 그리고 군용차량용 경유, 항공기용 백등유와 제트유, 선박용 고유황경유 등을 선정하였다. 부속용 오일로는 브레이크오일, 파워오일, 엔진오일, 자동변속기오일, 수동변속기오일을 대상으로 각각 일반용과 고급형 2가지씩 시료를 선정하여 분석을 수행하였다. 분석방법은 대상오일들의 기초물성을 고찰하기 위해서 비중계를 이용하여 각 시료들의 비중을 측정하였으며, 문헌으로부터 끓는점, 어는점 및 점도 등을 조사하였다. 또한, 대상오일들의 착화특성을 살펴보고자 콘칼로리미터와 인화점 측정기 및 발화점 측정기 등을 이용하여 발열량, 착화시간, 발연량, 발화점, 인화점 등을 측정하였다. 대상오일들의 물성 및 착화특성에 대한 측정결과를 살펴보면, 비중은 $725.8{\sim}1072.0kg/m^3$ 정도의 값을 나타냈고, 인화점은 영하의 인화점을 갖는 휘발유의 경우, 장비의 특성상 분석이 곤란하여 측정하지 못하였으며, 다른 시료들은 $45.3{\sim}266.6^{\circ}C$정도의 값을 나타냈다. 발화점은 $325.7{\sim}600.6^{\circ}C$정도의 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 결과들을 활용하면 차량, 선박, 항공기 등에 대한 화재발생과 관련된 화재안전성을 분석하고 이를 통한 수송시스템의 화재에 대한 예방 및 대응 방안의 효율성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• 청정기술
• /
• 제26권1호
• /
• pp.65-71
• /
• 2020

전기와 천연가스와 같이 안정적이며 신뢰할 수 있는 에너지를 현대 사회가 요구하기 때문에 재생에너지와 화석연료의 장점들을 모두 보유하고 있는 다양한 방식의 태양열 하이브리드 공정들이 세계 각국에서 개발되고 있다. 특히 고체 입자에 태양열을 저장하는 유동층 기반의 태양열 하이브리드 공정은 기존의 유동층 연소 및 가스화에 적용할 수 있을 것으로 기대받고 있다. 이에 본 연구에서는 ASTM D5757 반응기와 0.14 m의 직경과 2 m 높이의 유동층 반응기를 이용하여 태양열 하이브리드 공정의 유동층물질로서 검토되고 있는 실리콘 카바이드, 알루미나 입자들의 마모 및 열전달 특성을 고찰하였다. 특히 다양한 상업 유동층 반응기에서 유동층물질로 이용되는 모래와 비교하였다. 실리콘카바이드와 알루미나의 내마모성은 모래보다 우수하였으며 평균 열전달 계수도 125 ~ 152 W m^-2K^-1 범위를 가지는 것으로 고찰되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권9호
• /
• pp.1045-1050
• /
• 2014

아산화질소($N_2O$, Nitrous Oxide)는 이산화탄소($CO_2$, Carbon Oxide), 메탄($CH_4$, Metane)이어 세 번째로 지구온난화에 기여하는 물질로 알려져 있다. $N_2O$의 지구온난화 계수는 대기 중에서 안정하고, 성층권에서 광분해 된 후 이차적인 오염의 원인이 되기 때문에 $CO_2$의 310배에 이른다. $N_2O$의 생성에 대한 조사는 보일러와 같은 연속적인 연소를 갖는 동력원에 대하여 몇몇의 연구자들에 의한 보고가 있었다. 하지만, 디젤엔진에 있어서 연료의 성분이 $N_2O$ 배출에 미치는 영향에 대한 조사는 실시되어지지 않은 상태이다. 그러므로 본 연구에서는 디젤엔진에서 연료 중에 질소와 황 농도에 의해 변화되는 $N_2O$ 배출율에 대하여 조사하였다. 실험에 사용한 엔진은 12kW/2400rpm의 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 실험엔진의 운전조건은 75% 부하에서 이루어졌다. 연료 중의 질소와 황 농도는 Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol, Propionitrile, Di-tert-butyl-disulfide의 6 종류 첨가제를 사용하여 증가시켰다. 결과에 의하면, 질소성분 0.3% 이하를 갖는 디젤연료는 첨가제의 종류와 농도와 관계없이 $N_2O$ 배출률에 영향을 미치지 않았다. 하지만, 연료 중 황 첨가제의 증가는 배기가스 중의 $N_2O$ 농도를 증가시켰다.

• 청정기술
• /
• 제20권3호
• /
• pp.212-217
• /
• 2014

재생공정에서 황화 된 탈황흡수제의 재생을 위하여 산소는 산화제로 사용되었다. 재생공정에서 미량의 미 반응 산소는 직접 황 회수 공정으로 유입된다. 그러나, $SO_2$ 환원을 위한 반응성은 미 반응 산소의 다양한 이유에 의해서 저하된다. $SO_2$ 환원을 위한 반응성 실험을 위해 Sn-Zr계 촉매가 사용되었으며, $SO_2$와 $O_2$는 각각 5.0 vol%와 4.0 vol%로 고정하였고 $300-450^{\circ}C$와 1-20 atm에서 수행되었다. 본 연구에서는 고온건식 탈황공정의 직접 황 회수공정에 유입되는 미 반응산소에 의한 촉매반응성 저하에 미치는 영향을 조사하였다. $SO_2$ 환원으로 생성된 원소 황은 미 반응산소에 의해서 재산화되고, redox반응기구에서 Sn-Zr계 촉매의 빈 격자 산소자리가 미 반응산소에 의해서 재산화되므로 $SO_2$ 전화율은 감소되는 것으로 판단된다. 한편 환원제로써 공급된 CO는 미 반응산소에 의해서 산화되어 연소열에 의해 촉매 충전 층 온도가 상승되기도 한다. 결과적으로 충전 층의 빠른 온도상승은 활성 물질을 소결시켜 촉매의 비활성화를 초래하게 된다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.37-47
• /
• 1999

부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.