• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.41 no.3
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• pp.216-221
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• 2017

Diesel engines have the highest brake thermal efficiency among internal combustion engines. Therefore, they are utilized in medium and large transportation vehicles requiring large amounts of power such as heavy trucks, ships, power generation systems, etc. However, diesel engines have a disadvantage of generating large quantities of nitrogen oxides during the combustion process. Therefore, the authors tried to reduce the amount of nitrogen oxides in marine diesel engines using a wet-type exhaust gas cleaning system utilizing the undivided electrolyzed seawater method. In this method, electrolyzed seawater in injected into the harmful gas discharge from the diesel engine using real seawater. The authors investigated the reduction of NO and NOx from the pH value, available chlorine concentration, and the temperature of electrolyzed seawater. The results of this experiment indicated that when the electrolyzed seawater is acidic, the NO oxidation rate in the oxidation tower is higher than that when the electrolyzed seawater has a neutral pH. Likewise, the NO oxidation rate increased with the increase in concentration of chlorine. Further, it was confirmed that the electrolyzed seawater temperature had no effect on the NO oxidation rate. Thus, the NOx exhaust emission value produced by the diesel engine was reduced by means of electrolyzed seawater treatment.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.353-354
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• 2004

사용후 핵연료의 조성을 분석하거나 또는 반사전자상과 2차 전자상 등으로 시료를 관찰하기 위해서는 핫셀(Hot cell)에 증착기(coater)를 설치하여 시료표면을 전도성 물질인 탄소 등으로 증착시켜야 한다. 그러나 원격조정기를(manipulator)를 이용하여 수행되는 핫셀에서의 증착작업은 사용후 핵연료 시험의 선진분석기술을 갖고 있는 원자력 선진국에서도 핫셀내에 설치되어 있는 증착기의 탄소봉을 교체하는 작업과 진공장치의 성능 유지가 까다로워 시료표면에 균질하게 전도성 물질을 증착시키는 작업에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 통상적으로 이용되는 증착기를 사용하지 않고 Silver Paint를 사용하여 사용후 핵연료를 분석할 수 있는 새로운 방법에 대한 연구를 수행하였다. 산화물 핵연료는 전기전도도가 매우 낮아($3{\times}10^{-1}~4{\times}10^{-8}/ohm{\cdot}cm$)입사된 전자의 이동이 원활하지 못해 일어나는 들뜸(Charging)현상이 발생한다. 그러나 Silver Paint 에 사용후 핵연료를 접착하면 모세관(capillary)현상에 의해 시료 주위와 핵연료의 결정립계로 Silver가 스며들어 입사된 전자의 이동이 원활해져 전도성이 극히 낮은 시료의 분석이 가능하게 된다. 본 시험에 사용된 EPMA는 (Electron Probe Micro Analyzer, SX-50R, CAMECA, Paris, France) 고 방사능을 띤 조사 핵연료의 시험을 수행할 수 있도록 기기의 적절한 부위에 납과 텅스텐으로 차폐되어 시편의 방사능 세기가 $3{\times}10^{10}Bq$까지 시험 가능한 기기이다. 그림 1은 JAERI 에 설치 운영중인 증착기 설비 사진이다. 그림에서 핫셀에 설치된 증착기의 진공을 유지하기 위해 핫셀 벽을 관통하여 증착기 본체까지 연결된 배출관의 형상과 복잡한 주변장치들을 볼 수 있다. 그림 2는 비조사 핵연료 시편을 Silver Pain떼 접착한 사진이다. 그림은 시료주위와 시료 표면까지 Silver Paint가 도포된 모습을 보여주고 있다. 상용발전소에서 연소도가 50,000 Mwd/tU인 사용후 핵연료를 상기와 같은 방법으로 만든 시편의 표면을 관찰한 사진을 그림 3~8에 나타내었다. 그림 3은 핵연료 중앙부위의 결정립을 나타낸 그림이다. Silver Paint만으로 접착한 시료의 표면관찰 및 정량분석이 그림에서 보듯이 가능함을 확인하였다. 그림 4는 사용후 핵연료시료를 중앙부위에서 가장자리까지를 다섯 부위로 나누어 그 중 중앙부위(1/5) 지점의 입계 및 형상을 관찰한 사진이다. 결정립의 크기가 다른 부위보다 상대적으로 크고, 결정립에 생성된 기공이 발달되어 있음을 볼 수 있다. 그림 5와 6과 7은 중심부위와 rim부위 사이 지점을 관찰한 사진으로서 결정립과 기공의 분포가 비슷한 형상을 나타내고 있음을 관찰할 수 있었다. 그림 8은 rim 부위 사진으로 전형적인 rim 영역 현상을 관찰할 수 있었다. 표 1은 그림 2와 같이 비조사 산화물 핵연료를 Silver Paint로 접착한 시편을 정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.

• Clean Technology
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• v.25 no.3
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• pp.245-255
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• 2019

Pressurized oxy-fuel combustion is a promising technology for $CO_2$ capture with a benefit of improving power plant efficiency compared with atmospheric oxy-fuel combustion. Prior to $CO_2$ compression in this process, a flue gas condenser (FGC) is used to remove $H_2O$ while recovering the latent heat. At the same time, the FGC has a potential for high-efficiency removal of $SO_x$ and $NO_x$ by exploiting their good solubility in water. In this study, experiments were carried out in a lab-scale, direct contact FGC under different pressures varying between 1 and 20 bar to evaluate the removal efficiency of $SO_2$ and $NO_x$ for individual gases and their mixture. In the tests for individual gases, 20% and 76% of $NO_x$ was removed at 1 bar and 10 bar, respectively. Even higher removal efficiencies were achieved for $SO_2$, and also these were maintained for longer as the pressure increased. In the tests for $SO_2$ and $NO_x$ mixture, the removal efficiency of $NO_x$ increased from 13% at 1 bar to 56% at 20 bar because of higher solubility at elevated pressures. $SO_2$ in the mixture was initially dissolved almost completely and then increased by 1,219 ppm at 1 bar and by 165 ppm at 20 bar. Overall, the removal efficiency of $SO_2$ and $NO_x$ was increased at elevated pressures, but it was lower in the mixture compared with individual gases at identical conditions because of a lower pH and associated chemical reactions in water.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.6
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• pp.653-657
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• 2009

Nitrous oxide is a typical greenhouse gas which is produced from various organic or fossil fuel combustion processes as well as chemicals producing plants. $N_2O$ has a global worming potential of 310 times that of $CO_2$ on per molecule basis, and also acts as an ozone depleting material in the stratosphere. However, its removal is not easy for its chemical stability characteristics. Most SCR processes with several effective reducing agents generally require the operation temperature higher than $450^{\circ}C$, and the catalytic conversion becomes decreased significantly when NOx is present in the stream. Present experiments have been performed to obtain basic design data of actual application concerning the effects of $SO_2$ and $NH_3$ on the interim and long term activities of $N_2O$ reduction with CO over the mixed metal oxide (MMO) catalyst derived from a hydrotalcite-like compound precursor. The MMO catalysts used in the experiments, have shown prominent activities displaying full conversions of $N_2O$ near $200^{\circ}C$ when CO is introduced. The presence of $SO_2$ is considered to show no critical behavior as can be met in the $NH_3$ SCR DeNOx systems and the effect of $NH_3$ is considered to play as mere an impurity to share the active sites of the catalysts.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.520-520
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• 2016

석유 화학공장에서 발생하는 spent sulfidic caustic (SSC) 폐수는 액화석유가스(LPG)나 천연가스(NG)의 정제과정에서 발생되는 것으로 고농도의 sulfide와 cresylic, phenolic 그리고 mercaptan 등이 포함된 독성과 냄새를 유발하는 물질이다. 이러한 물질들은 LPG나 NG의 정제과정에서 높은 산도를 가진 휘발성 황화합 물질들을 제거하기 위해 사용된 NaOH가 $H_2S$와 반응하여 발생하는 것이다. 진한 갈색 또는 검은색을 띄는 SSC 폐수는 12 이상의 높은 pH를 가지고 있으며 5~12 wt%의 높은 염분도를 가지고 있다. 또한 강한 부식성과 독성을 가진 황화합물의 농도가 1~4 wt%이며, 방향족 탄화수소 물질 (i.e. methanethiol, benzene, tolune and phenol)들도 다량 함유되어 있다. 따라서 이러한 유해 물질들은 기존의 하수처리 공정으로 방류하기 전에 완벽하게 처리해야만 하수처리 공정의 오염 부하량을 줄일 수 있다. 습식산화공정은 SSC 폐수를 처리하기 위해 흔히 사용되고 있는 물리-화학적 처리 공정이지만 고비용, 고에너지가 필요하며, 고온 및 고압에서만 작동되어 안전상의 문제점을 갖고 있다. 또한 습식산화공정을 거친 폐수는 배출허용기준을 만족하기 위해 생물학적 2차 처리가 반드시 필요하다. 철-과산화수소를 이용하는 펜톤산화 공정, 그리고 sulfide를 sulfate로 전환시키는 생물학적 처리 공정은 황화합물의 완전한 무기물화가 힘들며, 현장 적용 시 기술적 경제적 부담이 크다. 이러한 단점을 극복하고, SSC 폐수를 효과적으로 처리하기 위해 본 연구는, 높은 흡착력과 광산화력을 가진 흡착광산화 반응 시스템(Adsorption Photocatalysis System, APS)을 개발하였다. APS는 SSC 폐수를 시스템 내부로 유입하여 수중의 오염물질을 흡착광산화제로 구성된 반응구조체가 흡착하고, 흡착된 오염물질을 UV에너지와 이산화티타늄 광촉매의 광화학반응에 의해 최종적으로 무해한 물질로 환원시키는 폐수처리시스템이다. APS의 반응구조체는 태양에너지 및 인공에너지원에 의해 활용 가능하며, 난분해성 유기화합물질을 물과 이산화탄소로 분해할 수 있는 친환경적이고 경제적인 소재로서 널리 쓰이고 있는 이산화티타늄 광촉매와 화력발전소의 높은 소성온도에 의해 연소된 후 발생되는 bottom ash를 이산화티타늄의 지지체로 사용하여 높은 흡착력과 광촉매 산화력을 가진 복합물이다. 개발된 APS에 의해 SSC 폐수를 처리한 결과, COD 86.1%, 탁도 98.4%, sulfide 99.9%의 높은 처리효율을 보여주고 있다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 APS는 강한 부식성과 독성 그리고 높은 농도를 가지고 있는 SSC 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.15 no.2
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• pp.67-75
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• 2012

Carbon-dioxide capture and storage (CCS) process is consisted by capturing carbon-dioxide from large point source such as power plant and steel works, transporting and sequestrating captured $CO_2$ in a stable geological structure. During CCS process, it is inevitable of introducing impurities from combustion, capture and purification process into $CO_2$ stream. Impurities such as $SO_2$, $H_2O$, CO, $N_2$, Ar, $O_2$, $H_2$, can influence on process efficiency, capital expenditure, operation expense of CCS process. In this study, experimental apparatus is built to simulate the behavior of $CO_2$ transport under various impurity composition and process pressure condition. With this apparatus, $N_2$ impurity effect on $CO_2$ mixture transportation was experimentally evaluated. The result showed that as $N_2$ ratio increased pressure drop per mass flow and specific volume of $CO_2-N_2$ mixture also increased. In 120 and 100 bar condition the mixture was in single phase supercritical condition, and as $N_2$ ratio increased gradient of specific volume change and pressure drop per mass flow did not change largely compared to low pressure condition. In 70 bar condition the mixture phase changed from single phase liquid to single phase vapor through liquid-vapor two phase region, and it showed that the gradient of specific volume change and pressure drop per mass flow varied in each phase.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.37 no.2
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• pp.275-290
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• 2021

Sulfur dioxide (SO2) in the atmosphere is mainly generated from anthropogenic emission sources. It forms ultra-fine particulate matter through chemical reaction and has harmful effect on both the environment and human health. In particular, ground-level SO2 concentrations are closely related to human activities. Satellite observations such as TROPOMI (TROPOspheric Monitoring Instrument)-derived column density data can provide spatially continuous monitoring of ground-level SO2 concentrations. This study aims to propose a 2-step residual corrected model to estimate ground-level SO2 concentrations through the synergistic use of satellite data and numerical model output. Random forest machine learning was adopted in the 2-step residual corrected model. The proposed model was evaluated through three cross-validations (i.e., random, spatial and temporal). The results showed that the model produced slopes of 1.14-1.25, R values of 0.55-0.65, and relative root-mean-square-error of 58-63%, which were improved by 10% for slopes and 3% for R and rRMSE when compared to the model without residual correction. The model performance by country was slightly reduced in Japan, often resulting in overestimation, where the sample size was small, and the concentration level was relatively low. The spatial and temporal distributions of SO2 produced by the model agreed with those of the in-situ measurements, especially over Yangtze River Delta in China and Seoul Metropolitan Area in South Korea, which are highly dependent on the characteristics of anthropogenic emission sources. The model proposed in this study can be used for long-term monitoring of ground-level SO2 concentrations on both the spatial and temporal domains.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.19-19
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• 2009

최근, 유한한 에너지 자원의 한계와 지구 온난화 등으로 세계의 제조 산업은 새로운 국면을 맞이하고 있으며, 특히, 자동차 산업은 화석연료를 주 에너지원으로 사용한다는 점과 이 연료를 연소시킬 때 발생하는 이산화탄소가 지구 온난화의 주된 원인이 될 수 있다는 점에서 상기 문제들을 해결하기 위한 다양한 방법에 주목하고 있다. 그 중에서 자동차의 생산기술 측면에서 볼 때, 가장 중요한 이슈는 차체 경량화다. 자동차 차체는 자동차를 구성하고 있는 여러 가지 부품 중에서 약 40% 정도의 무게 비율을 차지하고 있기 때문에, 차체 경량화는 연비향상과 이산화탄소 배출가스 감소와 직접적인 관계를 가지고 있다. 다양한 차체 경량화 방법 중에서 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법이 경량소재 적용에 의한 경량화 방법이다. 현재, 탄소섬유 강화 플라스틱과 같이 무게 절감 비율을 최대화 할 수 있는 소재들도 개발되어 일부 적용되고 있지만, 일반적으로 차체 경량화 소재로 가장 널리 사용되고 있는 소재는 알루미늄 합금이며, 이에 대한 차체 적용 비율이 점차로 높아지는 추세에 있다. 이에, 본 연구에서는 알루미늄 합금이 차체에 적용되었을 때의 장단점을 살펴보고, 알루미늄 합금을 적용한 차체 생산과정에서 유의해야 될 사항들과 이를 바탕으로 하는 생산성 극대화 방안에 대하여 고찰하였다. 먼저, 기존의 알루미늄 저항 점 용접공법의 단점을 최소화하고 대량생산 체계에 적합하도록 개발된 새로운 개념의 저항 점 용접 시스템에 대해 그 성능과 양산성을 검증하였다. 구리 전극과 알루미늄 피용접물 사이에 프로세스 테이프를 삽입하여 용접하는 이 시스템은 열전도성이 큰 알루미늄 용접부에서 저전류의 조건에서도 효과적으로 균일한 발열현상이 발생하게 하였으며, 전극 팁 드레싱 없이 모든 용접점이 항상 동일한 조건에서 용접이 이루어질 수 있도록 하였다. 용접 조건 설정에 있어서도 용접전류가 통전되는 순간에 전극 가압력을 자유로이 변형시켜 용접부 크랙 발생을 최소화할 수 있음을 확인하였다. 알루미늄의 또 다른 대표적인 접합방법인 아크용접에 있어서는 용접 입열량을 조절하여 용접변형을 최소화 할 수 있는 아크용접 시스템에 대해 양산성과 적용 타당성을 검토하였다. 와이어 송급 방향을 자유자재로 바꿀 수 있는 이 시스템의 특성에 의해 스패터를 최소화하면서 용융금속이 효과적으로 모재에 금속이행 될 수 있음을 확인하였으며, 판재, 압출재, 및 다이캐스팅재 등 다양한 차체 소재에 대한 용접 가능성 및 미그-레이저 하이브리드 용접과의 비교분석을 통하여 차체 박판 용접에서도 최소의 열변형으로 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.5
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• pp.675-682
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• 2021

Fire accidents on land and at sea can cause serious casualties; specifically, owing to the nature of marine plants and ships, the mortality rate at sea from suffocation in confined spaces is significantly higher than that on land. To prevent such cases of asphyxiation, it is essential to install ventilation fans that can outwardly direct these toxic gases from fires; however, considering the scale of marine fires, the installation of large ventilation fans is not easy owing to the nature of marine structures. Therefore, in this study, we developed a new concept for fire safety technology to control toxic gases generated by fires from applied direct current (DC) electric fields. In the event of a fire, most flames contain large numbers of positive and negative charges from chemi-ionization, which generates an "ionic wind" by Lorentz forces through the applied electric fields. Using these ionic winds, an experimental study was performed to artificially control the fire smoke caused by burning paper and styrofoam, which are commonly used as insulation materials in general buildings and ships. The experiments showed that a fire smoke could be artificially controlled by applying a DC voltage in excess of ±5 kV and that relatively effective control was possible by applying a negative voltage rather than a positive voltage.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.5 no.1
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• pp.33-38
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• 2019

Thermal power generation accounts for the highest percentage of domestic power generation, among which coal-fired boiler generation accounts for the highest percentage. Coal boilers generate harmful substances and fine dust during coal combustion and have a serious effect on air pollution. So, fluidized-bed boilers have been introduced as eco-friendly coal boilers. It uses a fluid medium which affect the combustion temperature of coal. Because of it fluidized-bed boilers emit less pollutants than original one. Water-wall tubes play an important role in this fluidized bed boiler. Due to the fluid medium, the wall damage is more severe than the existing boiler. However, there is no quantitative maintenance technique in Korea yet. Remote field eddy current testing is a non-destructive evaluation technique that is often used for inspection of inner and outer wall of tube. it can inspect with non-contact and high speed. However, it is an inspection that proceeds from inside the pipe, and the water-wall tube is not able to enter the interior. In this study, we designed and simulated an external remote field eddy current sensor suitable for water-wall tube of a fluidized - bed boiler using simulations. By obtaining a signal similar to the existing remote field eddy current test, the criteria for the external remote field eddy current sensor design can be presented.