• Korean Chemical Engineering Research
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• v.53 no.5
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• pp.653-662
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• 2015

In general, the coal gasification has to be operated under high temperature ($1300{\sim}1400^{\circ}C$) and pressure (30~40 bar). However, to keep this conditions, it needs unnecessary and excessive energy. In this work, to reduce the temperature of process, alkali catalysts such as $K_2CO_3$ and $Na_2CO_3$ were added into Cyprus coal. We investigated the kinetic of Cyprus char-$CO_2$ gasification. To determine the gasification conditions, the coal (with and without catalysts) gasified with fixed variables (catalyst loading, catalytic effects of $Na_2CO_3$ and $K_2CO_3$, temperatures) by using TGA. When catalysts are added by physical mixing method into Cyprus coal the reaction rate of coal added 7 wt% $Na_2CO_3$ is faster than raw coal for Cyprus char-$CO_2$ gasification. The activation energy of coal added 7 wt% $Na_2CO_3$ was calculated as 63 kJ/mol which was lower than raw char. It indicates that $Na_2CO_3$ can improve the reactivity of char-$CO_2$ gasification.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.4
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• pp.436-440
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• 2009

This study demonstrates the use of a chemical lung containing potassium superoxide to convert carbon dioxide in air to oxygen. In order to reduce its extremely high reactivity, potassium superoxide was first mixed with calcium hydroxide and then combined at various ratios with polysiloxane. Silicone polymer used here served as both a water repellent and the polymer matrix. In general, the amount of carbon dioxide captured as well as that of oxygen produced increased as the proportion of potassium superoxide in the chemical lung increased. FT-IR spectroscopy revealed that the Si-O bond in chemical lung appeared at $1,050cm^{-1}$ and absorbance of chemical lung containing higher amounts of silicone was higher than that of chemical lung containing lower amounts. These results indicate that such a chemical lung may also be a useful sorbent for other acid gases, such as sulfur oxides and nitrogen oxides.

• Clean Technology
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• v.19 no.4
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• pp.437-445
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• 2013

To develop SEWGS (sorption enhanced water gas shift) system using dry $CO_2$ absorbent for pre-combustion $CO_2$ capture, hydrodynamic characteristics of $CO_2$ absorbents were measured and investigated. The minimum fluidization velocity of $CO_2$ absorbent was measured and the effects of the operating conditions were investigated to operate the system at bubbling fluidized bed condition. The minimum fluidization velocity decreased as pressure and temperature increased. Moreover, the minimum fluidization velocity decreased as column diameter increased. The effects of operating conditions on the solid circulation rate were measured and investigated to select appropriate operating conditions for continuous $CO_2$ capture and regeneration. The measured solid circulation rates were ranged between 10 and 65 kg/h and increased as the solid injection velocity, gas velocity in the regeneration reactor, and solid height increased.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.653-657
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• 2011

Conversion characteristics of $CH_4$ and $CO_2$ was studied using an atmospheric pressure plasma for the preparation of synthesis gas composed of $H_2$ and CO. The effects of delivered power, total gas flow rate, and gas residence time in the reactor on the conversion of $CH_4$ and $CO_2$ were evaluated in a plasma reactor with the type of dielectric barrier discharge. The increase of reactor temperature did not affect on the increase of conversion if the temperature does not reach to the appropriate level. The conversion of $CH_4$ and $CO_2$ largely increased with increasing the delivered power. As the $CH_4/CO_2$ ratio increased, the $CH_4$ conversion decreased, whereas the $CO_2$ conversion increased. Generally, the $CH_4$ convesion was higher than the $CO_2$ conversion through the variation of the process parameters.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.21-29
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• 1997

왕겨 재를 분쇄하여 콘크리트 混和용 재료로 이용하려는 연구의 일환으煙로서, 파이로트 規模의 多目的 왕겨 燒却爐를 設計, 裂作하고 그 性能을 分析하였다. 왕겨 燃燒時의 熱에너지는 回收하여 원예施設의 煖房이나 콘크리트의 高溫 養生水로써 이용하고자 熱交煥裝置를 제작하여 왕겨 燒각爐시스템에 장착하였고, 排煙가스내의 이산화탄소가 시설원예 作物의 光合成에 이용될 수 있는지 排煙가스의 造成을 조사하였다. 분쇄된 왕겨 재의 큰크리트 混和材로서의 적합성은, 燃燒 灰分의 성분 중 $SiO_2$ 의 結晶化 상태를 分析함으로써 判斷하였다. 연구결과를 要約하면 다음과 같다. 1. 왕겨 灰分의$SiO_2$ 結晶化는 燃燒온도 $750^circ C$ 이하에서는 거의 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 2. 燒却爐의 작동은 매우 만족스러웠으며 最適 작동조건은 왕겨供給率 15kg/h. 制御온도 $600^{\circ}C$로 分析되었다. 最適 작동조건에서, 왕겨燃燒率은 97%, 熱交換機 效率은 59.5%, 전체 시스템의 熱效率은 57.7%로서 양호하였으며, 灰分의 $SiO_2$ 結晶化도 거의 발생하지 않아 生成된 왕겨 灰分은 훌륭한 큰크리트 混和在로 판단 되었다. 3. 燒却爐내 溫度分布는 대체로 均一하였으며, 排煙가스내의 大氣오염물질 중, 질소酸化物과 황酸化物 함량은 許容기준치보다 매우 낮았으나 일산화탄소 함량은 許容기준값 부근으로 나타나 排煙가스를 직접 원예시설 내에 공급하기 위해서는 약간의 연소실 구조 개선이 필요하다고 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.396-396
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• 2023

기후 위기에 대한 대응으로 현재 많은 국가에서 2050년 탄소중립을 목표로 하고 있으며, 우리나라도 2050년까지 탄소중립을 선언하고 다양한 부문의 배출 절감 계획을 내세웠다. 현재 건물 부문에서는 2050년의 목표배출량을 6.2 백만톤 CO2eq으로 설정하고 관련 정책적 수단을 검토 중이지만 달성 방안 등에 대해서는 구체적으로 제시하지 못하고 있다. 본 연구에서는 국내 건물 부문의 이산화탄소의 배출량 산정 모델을 개발하여, 2050년까지 이산화탄소 배출 저감 시나리오를 시뮬레이션하였다. 이를 토대로 국내의 건물 부문 탄소중립 가능성을 검토한 통합 시나리오를 제시하고, 향후 정책 및 기술 개발의 방향성을 제시한다. 탄소배출량 산정모델은 연면적 예측 및 사용 에너지의 원단위 환산, 탄소배출계수 등을 고려해 개발하였고, 이를 활용하여 4가지 탄소배출 시나리오를 분석하였다. 먼저 현재 정책 기반 탄소 배출 시나리오는 탄소중립에 이르지 못하여 더 강화된 시나리오의 필요성을 보여준다. 신규 건물을 대상으로 한 제로 에너지화 제도 기반 시나리오는 전체 탄소배출량에 큰 기여를 하지 못하며, 기존 건물 대상의 그린 리모델링 제도 기반 시나리오에서는 10년 이상 건물에 50% 이상의 높은 에너지 효율 개선을 시행해야 한다는 결과를 도출하였다. 또한 전기화 시나리오에서는 화석연료와 전력의 탄소배출계수를 비교하여 적절한 에너지 전환 시점을 계산하였다. 그 결과, 건물 부문에서 2050년까지 탄소배출량 감축 목표 달성을 위해 신축 건물의 에너지 자립율 100%, 에너지 전환 계획과 연동한 건물의 전기화, 그리고 그린리모델링을 통한 효율 개선 기준을 47% 이상 달성하는 조건을 만족해야 한다는 결과를 얻었다. 이 연구는 도전적인 온실가스 감축 마련의 필요성을 제시하였으며, 탄소중립 가능성을 제시하여 실질적인 감축정책에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.182-185
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• 2008

최근 새로운 천연가스 수송/저장법으로 가스 하이드레이트 형성법이 주목받고 있다.본 연구에서는 천연가스의 저장 매체로 다공성 매질인 실리카 젤을 사용하였다. 다공성 실리카 젤을 사용할 경우 물과 기체의 접촉면적을 극대화 시킬 수 있어 가스하이드레이로의 전환율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 천연가스 주성분인 에탄과 프로판 기체를 사용하였으며, 기공의 직경이 각각 6.0 nm, 15.0 nm, 30.0 nm, 100.0 nm의 다공성 실리카 젤을 사용하였다. 에탄은 270 $\sim$ 285 K의 온도범위와 9 $\sim$ 25 bar의 압력범위, 프로판은 260 $\sim$ 280 K의 온도범위와 1.8 $\sim$ 2.8 bar의 압력범위에서 기공 크기의 분포를 고려하여 하이드레이트(H)-물($L_W$)-기상(V)의 3상 평형점을 측정하였다. 측정 결과 기공의 크기가 작아질수록 각각의 벌크 상태의 에탄 및 프로판 하이드레이트에 비해 하이드레이트의 평형조건이 온도는 낮아지고 압력이 높아지는 저해효과가 커짐을 알 수 있었다. 천연가스 수송/저장으로서 응용을 고려할 경우 저해효과가 적은 100.0 nm이상의 다공성 실리카 젤을 사용하는 것이 적절할 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻어진 결과는 천연가스 수송/저장뿐만 아니라 심해저 천연가스 개발, 이산화탄소 심해저장 등의 가스 하이드레이트 용용 연구에도 유용한 기초 자료가 될 것이다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.11
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• pp.812-820
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• 2011

This study was conducted to characterize $CO_2$ biomineralization on several minerals (i.e., CaO, MgO, $SiO_2$) by bottle test in an aqueous solution and solidified sludge using different aerobic bacterial strains like Bacillus megaterium and Bacillus pasteurii by batch test. These bacteria promote the formation of microenvironments that facilitate the precipitation of mineral phases that were unsaturated in the bulk solution. For one type of mineral solely amended, the $CO_2$ was reduced at the highest of 4.0 mmol for MgO while it was not that much lower for CaO and $SiO_2$ showing 1.1 and 0.3 mmol $CO_2$2, respectively. For two types of minerals simultaneously amended, the $CO_2$ was reduced at the greater extent for both Ca + Mg and Mg + Si showing 2.7 and 2.3 mmol, respectively whereas it was less for Ca + Si at 1.8 mmol. For solidified sludge, the $CO_2$ reduction rate changed depending on the volume of solidified sludge placed in the medium and the input $CO_2$ concentration.. The reduction rate of $CO_2$ was increased with increasing the volume of solidified sludge. Results of XRD analysis indicate that $CaCO_3$ (Calcite) was dominantly formed among others (e.g., Aragonite, Dolomite). SEM analysis showed that the sample with Bacillus pasteurii, could more form minerals rather than control. As demonstrated in this study, $CO_2$ would be effectively sequestered in biomineralization process.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.18 no.3
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• pp.38-49
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• 2010

The technology of anaerobic digestion of organic wastes has been researched for the production of biogas in various purposes. Biogas comes from anaerobic digestion and landfill in which that of main components are methane and carbon dioxide containing small amount of hydrogen sulfide and ammonia. Biogas can either be used directly on the site where it is generated after proper upgrading or distributed to external customer via separate pipelines like natural gas. There are four basic ways biogas can be utilized such as production of heat and steam, electricity production, vehicle fuel and production of chemicals. There is no international technical standard for biogas use but some countries have developed national standards and procedures for biogas use. In this paper, technical standards of biogas depending on purpose have reviewed for the several countries.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.101 no.2
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• pp.286-290
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• 2012

Globally, the forest fires are a significant contributor of carbon dioxide and other greenhouse gases in the atmosphere. In this study, fuel load consumed by forest fire and emission of green house gases were analysed in the surface layer. For this, remaining fuel was collected and weighed with the species (Japanese red pine, deciduous) and the forest fire types (surface fire, crown fire) in the 51 forest fires. 8,361 kg/ha fuel load was consumed in deciduous forest damaged by surface fire, and 8,055 kg/ha, 12,333 kg/ha in Japanese red pine burned by surface fire and crown fire. The combustion ratios were 78, 59, and 90%, respectively. 15,856 kg/ha the green house gases such as $CO_2$, $CH_4$, $CH_4$ in deciduous forest burned by surface fire was emitted and 14,834 kg/ha, 22,709 kg/ha in Japanese red pine burned by surface fire and crown fire.