• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.668-675
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• 2019

대기오염물질 중 미세먼지는 심각한 사회적 환경문제로 인식되고 있다. 미세먼지의 원인 물질 중 하나인 질소산화물(NOx)은 석탄화력발전소의 연소공정에서 주로 발생하므로 효율적인 NOx 제거가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선택적 촉매 환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)을 이용한 NOx 제거에서 $TiO_2$ 광촉매의 NO 제거효율을 연구하였다. NO 제거효율을 평가하기 위해 발열제가 내장된 $Al_2O_3$ 기판 표면에 $TiO_2$ 촉매와 인산염의 접착 바인더를 혼합하여 도포한 후 제조된 기판을 열처리하면서 실험을 수행하였다. 온도에 따른 촉매의 NO 제거효율을 평가하였고, 촉매의 물리화학적 특성을 위하여 XRD, SEM, TG-DTA, BET 분석을 수행하였다. NOx 제거 효율은 시간에 따른 온도변화($250^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$)로 20분에서 제거효율은 58.7%~65.9%이며, 30분에서 63.7%~66.0%로 나타났다. 질소산화물 제거용 SCR로 사용되는 $TiO_2$는 $300^{\circ}C$가 제거효율이 가장 효율적인 것으로 판단된다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권4호
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• pp.82-91
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• 1997

I보일러-터빈 설비는 화력발전소의 주전원설비 내지 자가발전설비로서 보일러는 연료를 연소시켜 그 열을 수관내의 물에 전달하여 필요한 증기를 얻는 설비이고, 터빈은 보일러에서 보내온 고온, 고압의 증기를 팽창시켜 기계적 에너지로 변환하여 그 에너지로 발전기를 회전하여 전기를 얻는 장치이다. 보일러-터빈 설비는 전기적 출력과 드럼내의 증기압 및 수위를 적절히 조절함으로써 발전소의 안정된 운전을 도모하고 발전용 연료의 절감 및 이를 통한 공해 저감을 이루어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이런 보일러-터빈 설비에 대한 제어시스템을 설계하는 한 방법으로서 기준모델 추종형 퍼지 시스템을 제안한다. 보일러-터빈 설비는 다변수 비선형 시스템으로서 일반적인 제어시스템 구성이 힘들지만, 오버슈트가 없으며 속응성이 좋은 기준모델을 선정하고 이 기준모델을 추종하도록 하는데 일반적인 1입력-1출력 퍼지제어기만을 적용하여도 기준신호에 대한 추종성 및 외란제거 능력 그리고 모델링 오차에 대한 강인성까지 나타내는 제어시스템의 설계가 가능하게 되었다. 따라서 전원설비로서의 보일러-터빈 설비에 대한 효율적인 제어시스템 설계방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.123-128
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• 2013

기후변화 완화를 위한 온실가스 감축 수단으로서 대량의 이산화탄소를 포집하여 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술의 중요성이 날로 부각되고 있다. CCS 기술은 발전소등과 같은 대규모 배출원에서 배출되는 이산화탄소를 바로 감축 가능케 할 뿐 아니라 지속 가능한 성장을 통한 탄소 에너지 산업 구조를 활용 가능하게 한다. 본 논문에서는 '국가 CCS 종합추진계획'에 근거 해양을 매개로 연간 300만톤급 CCS 실증을 위한 $CO_2$ 수송 및 저장기술의 국내 개발현황을 고찰하고자 한다.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.119-128
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• 2019

국내에서는 연간 약 30만 톤 내외의 굴패각이 발생되고 있어, 이를 대규모로 활용할 수 있는 적절한 방안이 요구되고 있다. $CaCO_3$가 주성분인 굴패각을 탈황재료로 사용하는 연구들이 많이 진행되어 왔으나, 지금까지는 주로 건식탈황을 대상으로 한 것이었다. 본 연구에서는 굴패각을 소성하여 습식탈황재료로 활용하는 가능성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 습식배연탈황공정의 하나인 spray type 방식의 모사탈황장치를 제작하여 소성 굴패각의 탈황특성을 석회석과 비교하였다. 연구결과, 소성 굴패각은 석회석이나 소성하지 않은 굴패각에 비하여 우수한 $SO_2$ 흡수능을 보였다. 이는 굴패각이 소성 및 수화반응을 통해 상대적으로 반응성이 높은 형태($Ca(OH)_2$)로 전환되었기 때문이다. 이로 인하여 반응잔류물 중에 석고($CaSO_4{\cdot}2H_2O$)의 함량이 다른 경우에 비하여 높게 나타났다. 본 연구의 연속탈황실험에서는 소성 굴패각이 석회석에 비하여 큰 pH 변동폭을 보였으며, 석회석과 소성 굴패각을 혼합하여 수행된 탈황실험에서도 소성 굴패각의 혼합비율이 증가됨에 따라 pH변동폭이 커지는 결과를 보였다. 이러한 현상은 소성 굴패각의 $SO_2$ 흡수 반응성이 큰 것을 잘 보여주는 것이다. 본 연구결과는 소성 굴패각을 습식탈황에 이용할 경우 탈황효율을 크게 향상시킬 수 있음도 보여준다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.47-53
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• 2007

본 연구의 목적은 대형 석탄 화력 발전소에 DSI(Dry Sorbent Injection)공법 적용 가능성에 대한 연구로서 전산유체역학(CFD; Computational Fluid Dynamics) 기법을 이용하여 N화력 S화력발전 본부에서 운용중인 500MW급 유연탄 발전시설의 보일러 후단에서 전기 집진기 전단까지 덕트 내의 배기가스에 대한 삼차원 유동장에 대한 전산 해석을 수행하였다. CFD상용코드를 이용하여 DSI공법적용 전 기술적 방향을 제시하였는데 덕트의 형상, 탈황제 분사 위치, 분사 속도에 따른 탈황제의 관내 분산 특성에 대한 연구를 중점으로 하였다. 그 결과 DSI공법 적용에 관한 최적의 조건을 확립하였고 그 중 탈황제의 분산에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 덕트형상임을 확인하였으며 이에 Lobed-plate라는 탈황제 분산판을 적용한 결과 덕트 내 탈황제의 고른 분산을 유도할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.17-22
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• 2010

본 연구의 목적은 대형 석탄 화력 발전소에 DSI (Dry Sorbent Injection)공정을 실제 적용 할 경우에 실현 가능성에 대한 연구로서 N 발전(주)의 S 화력발전본부에서 운용중인 500MW급 석탄화력 발전시설의 보일러 후단에서 전기 집진기 전 단까지를 모델로 삼아 Lab-scale 실험장치를 제작하여 탈황효율을 높이기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위하여 Lobedplate와 Step-plate라는 혼합촉진장치를 고안하고 각각 형상을 달리하여 궁극적으로 탈황효율을 높이기 위한 혼합촉진장치의 최적 형상도출을 위한 실험을 수행하였으며 부수적으로 탈황제의 분사구의 개수에 따른 탈황효율 또한 분석하였다. 그 결과 혼합촉진장치가 설치된 경우가 더 높은 탈황 효율을 나타내었고 형상에서는 계단형상일 경우 가장 높은 탈황효율을 보였다. 또한, 탈황제의 분사구의 개수에 따른 탈황효율은 혼합 촉진 장치가 설치되지 않은 경우, 분사구의 개수가 증가할수록 높은 탈황 효율을 보였으나 혼합촉진장치가 설치된 경우는 분사구의 개수가 4개일 경우가 이론적 결과와 같이 가장 높은 탈황효율을 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권3호
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• pp.39-47
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• 2018

베트남 정부는 석탄화력발전소 증설을 중심으로 한 발전용량확보 계획을 추진 중이며, 그에 따라 발전회의 발생량이 지속적으로 증가하고 있어 발전회 대량처리 방안 확보가 시급한 실정이다. 본 연구는 베트남에서 발생되는 발전회 중 순환유동층발전소 플라이애시를 지반고화재의 원료로 활용하기 위해 수행되었다. 플라이애시의 혼용이 지반고화재 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 대상 플라이애시와 고로슬래그, 석고, 시멘트 등을 사용하여 지반고화재를 제조하고, 이를 베트남 연약지반 토사와 혼합하여 시험체를 제작한 후 성능을 평가하였다. 그 결과, 28일 기준 강도 3 MPa 확보가 가능한 배합을 확인하였으며, 기존 보통 포틀랜드 시멘트만을 사용한 고화재 보다 내산성이 뛰어나 산 침지 시험에서 중량손실률을 절반이하로 감소시킬 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권3호
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• pp.297-303
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• 2007

오리멀젼은 중유에 비해 황과 바나듐의 함유량은 높지만 경제성과 가채매장량이 우수하여 세계 여러나라에서 중유발전시설의 대체 에너지원으로 생각되고 있다. 국내 Y화력발전소에서 오리멀젼을 발전시설을 가동하고 있으나, 가시백연이 많이 발생하고 있다. 이를 해결하고자 가시백연을 저감하는 일반적인 방법인 MgO 주입법을 시도하였으나 공급라인의 플러깅과 같은 잦은 고장이 발생하여 효과적인 가시백연 저감을 이루지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 가시백연의 원인을 파악하여, 추후 지속연구를 통해 가시백연을 저감하는 방법을 제안하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 이를 위하여 공정 데이터를 검토하였고, 전기집진기(EP, Electrostatic Precipitator) 전단, 배연가스탈황장치(FGD, Fuel Gas Desulfurization) 전단, 굴뚝자료모니터링시스템(TMS, Telecommunications Management System) 전단에서 각각 미세입자를 실측하여 입도분포를 확인하였다. 이를 통해 wet-FGD 내의 $SO_3$로 인한 입자의 재성장이 가시백연을 유발한다는 것을 밝혔다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제27권2호
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• pp.261-286
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• 2018

본 논문은 제 7차 전력수급기본계획에서 제시한 신규 원자력발전, 석탄 발전, 그리고 LNG 복합 발전의 균등화발전비용과, 고리 1호기(가압형 경수로, PWR) 및 월성 1호기(가압형 중수로, PHWR)의 계속운전 기간별(10년과 20년) 균등화발전비용을 추정하여 비교해서 원전 계속운전의 노형별 및 계속운전 기간별 경제성을 평가하였다. 균등화발전비용을 이용한 원자력 발전의 계속운전 경제성은 노형, 계속운전기간, 할인율, 이용률 등으로부터 영향을 받는다. 분석결과에 따르면 가압형 경수로(고리 1호)는 가압형 중수로(월성 1호)보다 경제성이 높다. 원자력발전의 계속운전과 다른 전원의 경제성 비교 결과를 보면 가압형 경수로(고리 1호)의 경우에 20년 계속운전이 신규 원자력 발전 및 석탄발전보다 경제적이다. 그러나 가압형 중수로(월성 1호)의 경우에 20년 계속운전은 LNG 복합 발전보다 경제적이지만, 신규 원전 및 신규 석탄발전보다 비경제적이다. 원자력발전의 계속운전에서 보면 20년 계속운전이 경제적이며, 특히 가압형 경수로는 다른 전원보다 비용효율적이다. 원자력발전의 계속운전 정책은 모든 원전을 폐로하기 보다는 안전성과 경제성을 동시에 고려하는 선별적 접근 방식이 유효하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.646-653
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• 2012

본 연구는 한국에너지기술연구원(KIER)에서 개발한 건식 $CO_2$ 흡수공정에 대한 경제적 타당성을 분석하고, 경쟁 기술과 비교함으로써 기술의 경제적 유효성을 판단하기 위한 것이다. 500 MW 급 석탄화력 발전소를 대상으로 건식 흡수제를 사용한 $CO_2$ 흡수공정의 초기투자비와 연간운전비를 산정하여 LCOE(Levelized Cost of Energy)와 $CO_2$ 포집 비용을 산출한 결과 각각 32.46$/MWh와 28.15$/톤$CO_2$로 분석되었다. 경제성분석을 위한 기본조건들을 가정하여 $CO_2$ 판매가격, 전력비, 흡수제 가격 및 투자비를 대상으로 순현재가치(NPV), 내부수익율(IRR) 및 민감도분석을 수행하였다. $CO_2$를 회수하여 판매할 경우, $CO_2$ 배출권가격이 $CO_2$ 톤 당 50$로 가정하였을 때, 한국에너지기술연구원에서 개발한 건식 $CO_2$ 흡수공정의 IRR은 15%, NPV는 6,631,000$였으며, 투자회수기간(PBP)은 5.93년으로 추산되어 경제성 측면에서 유효하였다.