• 제목/요약/키워드: CO2 메탄화

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인증시험 조건에서 가스조성 변화에 따른 대형 천연가스 엔진 배기가스 및 입자상 물질 배출 특성에 관한 연구 (A Study on the Emission and Particulate Matter of a Heavy Duty Natural Gas Engine According to Gas Composition under certification tests)

  • 최지선;박철웅;장형준;김창기
    • 한국가스학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.66-73
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    • 2021
  • 본 연구에서 인증을 위한 표준가스 종류의 변화가 대형 천연가스 엔진에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전부하 시험과 WHTC 모드 시험 조건에서 엔진 성능 및 배기 특성을 비교하고 그 결과를 분석하였다. 실험에 사용된 연료는 표준 가스 두 종류(Gr, G23)와 시중에 유통되고 있는 천연가스, 총 3종류를 적용하였다. 연료 조성이 다른 3가지 천연가스의 실험결과 엔진 성능 특성은 질소 함유율이 높은 G23 연료에 대해서 토크, 연료소모율, 열효율 결과가 모두 다른 연료에 비해 악화되는 결과를 보였다. 또한 인증시험모드인 WHTC 모드에서 평가하였을 때, G23 연료를 적용한 경우 다른 두 연료에 비해 이산화탄소 및 일산화탄소 배출량은 감소하고 메탄, 질소산화물 및 입자상물질의 개수 배출량은 증가하여 질소산화물의 경우 EURO VI 규제치를 만족할 수 없었다.

고체연료원으로서의 우분 펠릿 연소특성 (Combustion Characteristics of Cow Manure Pellet as a Solid Fuel Source)

  • 정광화;이동준;이동현;이성현
    • 유기물자원화
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    • 제27권2호
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    • pp.31-40
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    • 2019
  • 가축분뇨는 2018년 말 기준으로 연간 총 51,013천 톤이 발생하였고 그 중의 91.2%인 46,530천 톤이 퇴비화(40,647천 톤)나 액비화(5,884천 톤) 방법에 의해 처리되었다. 현재 우리나라의 가축분뇨 처리 관련 정책방향은 가축분뇨를 퇴비화나 액비화 방법을 적용하여 비료자원화 한 후 농경지에 유기성 비료로서 환원한다는 것이고, 이 정책은 가축분뇨 처리와 영양물질 순환 측면에서 그 효과가 매우 크다고 할 수 있다. 그러나 지난 수십 년 동안 지속적으로 감소하는 농경지 면적과 환경관련 제도의 변천상황을 고려하면 향후에 가축분 퇴비의 시용에 대한 제한이 강화될 우려 있다. 지역적인 양분 과잉발생 현상, 양분관리제 그리고 지자체별 가축 사육두수 제한조항과 같은 환경관련 제도 등이 가축분뇨 처리 및 자원화에 난제요인으로 작용하게 될 우려가 있다. 이에 더해 가축분뇨로부터 유래된 영양물질이 주요 댐의 상류에 위치한 지류로 유입될 수도 있을 것이라는 일부의 견해도 존재한다. 특히 최근 들어서는 가축분뇨 퇴비에서 미세먼지가 발생된다는 문제까지 제기되기도 했다. 이렇듯 가축분뇨 퇴비화에 대한 일반의 관심이 높아지고 있어서 새로운 방식의 가축분뇨 처리기술 개발의 필요성이 높아진 상황이다. 특히 소는 타 축종에 비해 마리당 분뇨발생량이 많아 우분처리 관련 신기술 개발은 그 효과가 매우 클 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 우분을 고체연료원으로서 사용시의 효과를 분석하기 위하여 우분펠릿의 연소과정에서 나타나는 특성을 조사하였다. 연소실험 결과 연소실의 온도가 약 $300^{\circ}C$ 내외에 도달했을 때 우분펠릿의 무게감소가 급격하게 나타나기 시작하였다. 우분펠릿의 열분해 과정에서 생성된 열분해가스중의 수소와 메탄 그리고 일산화탄소 농도는 각각 6.65~11.62%, 0.58~1.54% 그리고 11.47~14.07% 수준이었다.

알칼리 처리에 의한 Zeolite 광물의 물리화학적 특성 (Physicochemical Characteristics of Zeolite Mineral by Alkali Solution Treatment)

  • 임굉
    • 자연과학논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.119-127
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    • 1996
  • Zeolite인 mordenite 광물을 수산화나트륨용액으로 화학처리한 효과에 대해서 화학분석, X-선 분말회절, 열분석, 이산화탄소의 흡착측정 및 GC를 통하여 조사하였다. 출발원료로 mordenite 광물을 3시간동안 water bath 중 약 $95^{\circ}C$에서 NaOH 0.1-5N의 농도범위로 화학 처리한 결과, 시료중 함유된 모든 화학성분은 NaOH 0.5N 이하의 농도에서는 불용이고 mordenite 구조는 변화하지 않았으며 1N 이상의 농도에서는 실리카, 알루미나 등과 같이 성분들이 용해되었고 시료중 실리카의 용해비율이 알루미나의 용해보다 높으며 실리카와 알루미나의 비가 2-3N 농도 범위에서는 급격히 감소하였다.Mordenite 의 (202)면의 X-선 회절피크 강도와 $CO_2$ 흡착량은 1N 이상의 NaOH 농도가 증가함에 따라 감소하며 이로 인하여 mordenite 구조의 붕괴가 나타났다.산소, 질소 및 일산화탄소의 GC분리공정에서는 NaOH 용액 처리에 의한 영향을 받지 않으나 메탄과 크립톤의 용출피크가 넓어지는 경향이 나타나며 retention time 은 단축되었고 이 두 기체모두 용리피크는 산소 또는 질소와 중복되기 쉬운 경향을 보여주었다.

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Alaska 툰드라 토양의 깊이 및 해동 영향에 따른 미생물 군집과 토양 유기 탄소 분해 특성 (Characterization of microbial communities and soil organic carbon degradation associated with the depth and thawing effects on tundra soil in Alaska)

  • 박하주;김덕규;박현;이방용;이유경
    • 미생물학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.365-374
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    • 2016
  • 고위도에서의 온도 상승은 $0.6^{\circ}C$/10 년으로, 이는 토양 유기 탄소에 대한 미생물의 분해 활성 증가를 유도한다. 게다가, 분해된 토양 유기 탄소는 이산화탄소 또는 메탄 같은 온실가스로 전환, 방출되어 기후 변화를 가속화시킨다. 따라서, 토양 유기 탄소 분해와 관련된 미생물의 다양성 및 기능 이해를 위한 토양 해동 모델 연구가 필요하다. 이러한 연구를 위하여 Alaska Council의 두 깊이의 토양(SPF와 PF라 각각 명명한 30-40와 50-60 cm 깊이의 토양)을 $0^{\circ}C$에서 108일 동안 배양하였다. 환경 모사 실험 동안 pyrosequencing을 수행하였고, metagenome을 분석하여 총 111,804개의 미생물 sequence를 얻었다. 이 중, 574-1,128개의 세균 operational taxonomic unit (OTU)과 30-57개의 고세균 OTU를 확인하였다. 토양 배양에 따라 두 토양 모두에서 Crenarchaeota phyla의 상대적 분포가 증가하였으며, Actinobacteria와 Firmicutes phyla의 분포가 SPF와 PF에서 각각 크게 증가하였다. 추출한 토양 유기 탄소에 대한 무게 측정 및 gel permeation chromatography를 통해, 환경 모사 실험이 진행되는 동안 토양 유기 탄소의 주요 구성 성분인 부식산(humic acids)이 중합화(humification)되는 것을 확인하였다. 결론적으로, 냉대 툰드라 동토의 해동은 Crenarchaeota, Actinobacteria 및 Firmicutes phyla의 증가를 야기시키며, 미생물에 의한 토양 유기 탄소 분해 및 이용을 야기시키는 것으로 예측된다.

한국산 장뇌산삼의 부위별 유용성분함량 및 추출용매조건의 영향

  • 김준한;문혜경;강우원;김종국
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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    • pp.150.2-151
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    • 2003
  • 한국산 장뇌산삼의 열매, 잎, 줄기 및 뿌리를 -7$0^{\circ}C$ 동결건조 분말화시킨 시료에 대한 추출용매와 농도에 따른 유용성분의 함량을 비교, 분석하였다. 추출액의 당도는 잎과 줄기의 80% 에탄올추출액이 각각 22.58%와 22.53%로 가장 높았고, pH는 4.43-7.41 수준이었고, 갈변도는 흡광도가 잎과 뿌리 80% 에탄올추출액이 1.803과 1.085로 가장 높았다. 색도의 경우 L값는 줄기 100% 증류수추출액이 24.56, 열매 80% 메탄올추출액이 24.35로 가장 높았고, 뿌리와 잎 80% 에탄올추출액이 각각 17.47과 19.59로 가장 낮은 값을 나타내었다. a값은 잎100% 증류수추출액이 0.41로 가장 높았고, 줄기 80%메탄올추출 액이 -0.49로 가장 낮은 값을 보였다. b값은 줄기 80% 메탄올추출액이 3.69로 가장 높았고, 열매 100% 증류수추출액 이 0.45로 가장 낮은 값이었다. 주요 유리당은 sucrose, glucose 및 fructose 이었고, 유리당 총함량은 열매와 줄기 100% 증류수추출액이 각각 6733 mg/100g과 6142 mg/100g으로 가장 많은 량을 함유하였고, sucrose는 뿌리 80% 메탄올추출액 이 3673 mg/100g으로, glucose 및 fructose는 줄기 80% 에탄올추출액과 잎 80% 메탄올추출액에 각각 4283 mg/100g과 1897 mg/100g으로 높은 함유량을 나타내었다. 또한 잎과 줄기에는 xylose가 304-524 mg/100g 수준으로 함유되어 있었고, 뿌리에는 maltose가 소량 함유하고 있었다. 주요 유기산으로는 citric acid, tartaric acid 및 malic acid가 확인되었고, citric acid는 뿌리 80% 메탄올추출액이 1849 mg/100g으로 가장 높은 함량이었고, tartaric acid는 잎 80% 메탄올추출액이 3263 mg/100g으로 가장 높은 함량이었고, malic acid는 뿌리 80% 메탄올추출액이 1856 mg/100g으로 가장 높은 함량이었으며, 뿌리 80% 메탄올추출액에는 succinic acid, malonic acid 및 oxalic acid 등이 확인되었다. 유리아미노산은 L-Arginine, ${\gamma}$-Amino-n-butyric acid, Ethanolamine, L-Proline, $\beta$-Alanine 및 L-sarcosine 등 총 35종이 확인되었고, L-Arginine은 251-7379 mg/100g 수준으로 특히, 뿌리 80% 메탄올추출액에는 1319 mg/100g으로 총함유량의 79.13%로 매우 높은 함유량을 나타내었다. P, K, Na, Ca 및 Mg 등이 주된 무기질로 확인되었고, 그 중 P는 줄기 100% 증류수추출액에 15563 mg/100g으로 가장 높았고, K은 잎 80% 메탄을 추출액에 4952 mg/100g, Ca과 Na은 잎과 열매 100% 증류수추출액에 각각 3052 mg/100g과 1798 mg/100g, Mg은 잎 100% 증류수추출액에 950 mg/100g으로 매우 높은 함유량을 보였고, 또한 미량원소로는 Zn, Cu, Cr, Mn, Co, Mo, Fe 등이 함유되어 있었다.

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표준화된 KoFlux 에디 공분산 자료 처리 방법의 변화와 개선 (Changes and Improvements of the Standardized Eddy Covariance Data Processing in KoFlux)

  • 강민석;김준;이승훈;김종호;천정화;조성식
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.5-17
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    • 2018
  • KoFlux의 표준화된 에디 공분산 플럭스 자료 처리과정이 갱신되는 과정에서 그 처리 방법에 따른 결과도 조금씩 달라져 왔다. 대부분의 자료 사용자들은 자료 처리 결과의 차이와 이러한 차이가 자신들의 분석결과에 미칠 수 있는 영향에 대해 명확히 인지하지 못하고 자료를 사용하고 있는 실정이다. 본 총설에서는 KoFlux 데이터베이스를 사용하는 연구자들에게 자료처리 과정을 투명하게 정리하여 자료에 대한 신뢰성과 활용성을 확보하기 위해, 과거의 자료 처리 방법이 어떻게 변화되고 개선되었는지를 평탄하고 균질한 해남 논 관측지(HPK)와 복잡하고 비균질한 광릉 활엽수림 관측지(GDK) 자료를 처리하고 그 차이를 확인하여 문서화하였다. 관측 대상지와 관측 장비의 다양화로 인해, 기존에 무시되거나 간소화 되었던 자료 처리 과정(예, 주파수 반응 보정, 정상성 검정 등)을 다시 적용하였고, 메탄 플럭스 결측 메우기와 이산화탄소 플럭스 보정 및 배분 방법을 새롭게 개선하였다. 본 연구결과로부터 에디 공분산 플럭스 관측 자료의 품질에 주파수 반응 보정(HPK: 연적산값의 11~18%의 편향 발생, GDK: 6~10%)과 정상성 점검(HPK: 연적산값의 4~19%의 편향 발생, GDK: 9~23%)이 매우 중요하고, 결측 메우기 및 배분 과정에 있어서 우선적으로 결측을 최소화하는 것이 최선이며, 대상 플럭스의 변동을 설명할 수 있는 적절한 조절 인자의 선택이 처리방법의 선택보다 중요함을 확인 하였다. 장기 KoFlux 관측 자료의 정확성, 투명성 및 연속성 확보를 위해 위의 결과를 반영하는 자료 처리 기술 개발과 문서화를 지속적으로 추진해 나갈 것이다.

反應性의 結合 Orbital 理論 (Bond Orbital Theory of Chemical Reactivity)

  • 양강;이태규
    • 대한화학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.20-24
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    • 1964
  • 종합 오비탈을 모형식으로 결합하여 분자 오비탈을 만드는 방법(linear combination of bond orbitals method, LCBO법)을 응용하여 할로겐화메탄($CH_nX_{4-n}$)과 이를 공변하는 원자(혹은 자유기)와의 추출반응(abstraction reaction $CH_nX_{4-n}\;+\;A\;{\to}\;CH_nX_{3-n}\;+\;XA$)에 대한 반응성을 연구하려는 것이 이 논문의 목적이다. 이 반응의 활성화에테르기 ${\eta}$를 계산하려고 다음과 같은 특정을 하였다. $CH_nX_{4-n}$분자가 활성화복합물로 변할때 그의 반응성 결합(reactive bond) C-X에 있는 두 전자는 완전히 이 분자의 타 ${\eta}전자계로부터 분리된다.이런 모델은 자미있는 직감적인 관념을 유인하게 되니 즉 반응성종합과 그의 주위에 있는 화학종합과의 상호작용에 의하여 ${\eta}$전자계의 반응성이 좌우된다는 것이다. 저자들의 이론적계산에 의하면 ${\eta}$는 다음식으로 표시된다. ${\varepsilon}={\zeta}+{\sum}_{i=1}^3{\eta}c-I,$ c-4 (1) Subscript C-i (i=1,2,3)는 C와 원자 i(i=H, Cl, Br, F,${\cdots}$)간의 화학결합을 표시하며 C-4 (4=(4=Cl, Br${\cdots}$) 는 반응성결합을 가르킨다. ${\zeta}$ξ는 상수한 바와 같이 완전분리상태에 있는 C-4종합과 공변원자 A간의 가상적 반응의 활성화에테르기이며 ${\eta}$C-i, C-4는 C-4와 그의 주위결합 C-i간의 상호작용에 의하여 안정화되는 에테르기를 표시한다. 결합강도와 양립하는 ${\eta}$치는 추출하여 (1)식에 대입하면 차식이 유도된다. ${\varepsilon}={\zeta}\;+\;N{\eta}c$-H, C-4 (2) N은 $CH_nX_{4-n}$분자중에 있는 C-4이상의 C-H 및 C-F결합들의 총수이다. 실험치의 를 N에 대하여 도시하면 $CH_nCo_{4-n}\;+\;H\;{\to}\;HCl\;+\;CH_nCl_{3-n},\;CH_nX_{4-n}\;+\;Na\;{\to}\;NaCl\;+\;CH_nCl_{3-n},\;CH_nX_{4-n} \;Na\;{\to}\;NaBr\;+\;CH_nCl_{3-n}$反應系들에 對하여 좋은 直線을 주니 (2)식이 實驗과 一致한다는 것이다

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하수처리시설에서 발생된 약품 잉여슬러지의 혐기성 소화 특성 (Anaerobic Digestion Biochemical Sludge Produced from Municipal Sewage Treatment Process)

  • 조상선;강호;임봉수
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.561-569
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    • 2014
  • 본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.