• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.515-518
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• 2007

Gas hydrates are ice-like crystalline compounds that form under low temperature and elevated pressure conditions. Recently, gas hydrates present a novel means for natural gas storage and transportation with potential applications in a wide variety of areas. An important property of hydrates that makes them attractive for use in gas storage and transportation is their very high gas-to-sol id ratio. In addition to the high gas content, gas hydrates are remarkably stable. The main barrier to development of gas hydrate technology is the lack of an effective mass production method of gas hydrate in solid form. In this study, some performance comparison among several cases classified by different volume sizes of solution were carried to identify the characteristics due to the volume increment. And it is found that one of the main reasons disturbing hydrate formation is related to the lack of cooling heat transfer due to the volume increase of the solution. So, three kinds of heat transfer plates which have different shapes and cross sectional areas were made and tested for the performance comparison following to the shape and area of each plate. Finally it is clarified that the heat transfer is one of the major factors effecting hydrate formation performance and the installation of heat transfer plate can enhance the formation performance especially not in terms of the quantity but the speed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.419-423
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• 2006

Basic studies on natural gas hydrates in the East Sea were been carried out by the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM) from 2000 to 2004 involving 2D multichannel seismic lines and piston coring. 27 piston cores recovered from the deed-water Ulleung Basin of the East Sea were analyzed in this study. In piston cores cracks generally developed parallel to bedding suggest significant gas content. The core analyses showed high total organic carbon (TOC) content, sedimentation rate and heat flow of sediments. The cores recovered from the southern study area show also high residual hydrocarbon gas concentrations for the formation of natural gas hydrates. This study indicates that there is the potential for the generation of biogenic gas and the formation of natural gas hydrates in the near seafloor sediments of the study area.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.890-893
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• 2012

가스 하이드레이트란 물이 형성하는 수소 결합의 격자 구조 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되며 형성하는 결정성 화합물이다. 가스 하이드레이트는 작은 고체 부피 내에 막대한 양의 기체 분자를 저장할 수 있다는 특징으로 인해 에너지 가스의 수송/저장 매체로 주목받고 있다. 또한 심해저와 영구 동토지역에 천연적으로 형성되어 부존되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트를 미래 청정 에너지원으로 활용하기 위한 연구도 진행 중에 있다. 본 연구에서는 천연가스의 수송/저장 매체로 가스 하이드레이트의 활용 가능성을 확인하기 위하여, 메탄, 에탄, 프로판이 각각 90.0, 7.0, 3.0 mol% 포함된 합성 천연가스를 사용하여 가스 하이드레이트 형성과 형성시의 거동 변화를 측정하였다. 268 K 및 50 bar의 조건에서 형성된 천연가스 하이드레이트 시료에 대해 고체상 NMR 및 고분해능 분말 XRD 분석을 통하여 시료의 결정 구조 확인 및 미세 분자 거동을 확인하였다. 실험 결과를 통해 형성된 천연가스 하이드레이트는 구조-II인 것을 확인하였으며, 구조-II의 두 가지 동공 중 작은 동공은 메탄이, 그리고 큰 동공은 메탄, 에탄, 프로판 모든 성분들이 포집되어 있음을 알 수 있었다. 또한 NMR 분광 분석법과 기체 크로마토그래피를 사용하여 기체 및 고체 조성을 분석한 결과, 천연가스의 성분별 포집도에 차이가 있는 것을 알 수 있었는데, 순수한 기체를 기준으로 하였을 때 가스 하이드레이트를 더 잘 형성할 수 있는 프로판, 에탄, 메탄의 순으로 포집 경향이 나타남을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.32-43
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• 2003

이 연구는 단성분계(메탄)과 다성분계(천연가스) 하이드레이트의 상평형 조건을 관찰하고, 반응시간에 따른 하이드레이트 생성 거동을 관찰하여 비교 분석하였다. 단성분과 다성분계 하이드레이트의 차이점은 크게 유도지체시간과 안정 영역이다. 반응시 다성분계 하이드레이트는 가스의 성분들이 서로 다른 농도변화를 나타내었으며, 제조된 하이드레이트를 해리시켰을 때도 서로 다른 해리 속도에 의해 각 가스 성분들의 농도가 변화되었다. 압력이 6 MPa이고, 온도가 276.65 K이며, 교반속도가 600 rpm일때 다성분계 하이드레이트 제조시 메탄이외의 여러 가스 성분들에 의해 하이드레이트 핵 생성이 빠르게 진행되어 유도지체시간은 짧다. 그리고 단성분계 하이드레이트는 단일 성분으로 이루어져 있으므로 안정 영역이0.055 mole of $CH_4$/mole of water에서 보다 뚜렷하게 관찰되고, 다성분계 하이드레이트는 안정 영역이 0.04 mole of $CH_4/$mole of water에서 관찰된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.424-424
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• 2006

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.387-390
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• 2006

We report here that under strong attacksof external $CH_4$ guest molecules the sII and sH methane hydrates are structurally transformed to the crystalline me framework of sI, leading to favorable change of the lattice dimension of the host-guest networks. The High Power Decoupling $^{13}C$ NMR and Raman spectroscopies were used to identify structure transitions of the mixed $CH_4+C_2H_6$ hydrates (sIIl) and hydrocarbons (methylcyclohexane, isopentane) + $CH_4$ hydrates (sH). The resulting spectra indicate that most of the synthesized sII and sH hydrates were transformed to methane hydrate of sl under 110 bar and particularly the coexistence of sl with sII or sH appear according to the surrounding methane-rich gas conditions. The present findings might be expected to Provide rational evidences regarding the preponderant occurrence of naturally-occurring sI methane hydrates in marine sediments.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.660-669
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• 2012

Gas resources captured in the form of gas hydrates are an order of magnitude larger than the resources available from conventional resources. Focus of this research is to investigate the effect of DME on phase equilibria of methane hydrate, as well as the possibility of the use of the PRO/II computer simulation to estimate the phase equilibria. In systems containing water and a gaseous component like, for instance, methane, ethane, and propane, gas hydrates may occur, if conditions in terms of pressure and temperature are satisfied. Mixtures of gases, e.g. LPG or natural gas, are also able to form gas hydrates in the presence of water. The experiments presented here were performed at temperatures varying between 268.15K and 288.15K and at pressures varying between 1.88 MPa and 10.56 MPa. It was found that the phase equilibria of methane hydrate is influenced by the addition of DME to the system. The pressure for the equilibrium hydrate-liquid water-vapor (H - $L_w$ - V) in the system water + methane is reduced upon addition of DME. The phase equilibria of methane hydrate can be estimated by the PRO/II computer simulation, whereas those of methane hydrate containing DME or LPG can't be estimated properly.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.666-671
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• 2012

가스 하이드레이트는 고압 및 저온의 조건에서 주체 분자인 물의 수소 결합에 의해 형성된 격자 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되어 있는 고체의 함유 화합물이다. 심해저 퇴적층과 영구 동토지역에 매장되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트는 미래 청정 에너지원으로 주목받고 있다. 우리나라의 경우에도 동해안 울릉분지 부근 심해저에 천연가스 하이드레이트의 부존 가능성을 확인하였다. 이러한 심해저 천연가스 하이드레이트의 개발/생산을 위해서는 천연가스 하이드레이트의 상평형, 생성/해리 속도 등의 물리적 특성 뿐만 아니라 해리와 관련된 열물성에 대한 정보가 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 천연가스 하이드레이트의 주성분인 메탄, 에탄, 프로판 하이드레이트의 해리 엔탈피를 측정하였다. 메탄 하이드레이트의 경우 92.3 bar의 압력 조건에서 502.1 J/g-water, 437.3 J/g-hydrate, 54.2 kJ/mol-gas의 해리 엔탈피 값을 가졌으며, 해리 온도는 285.66 K이었다. 에탄 하이드레이트의 경우 18.7 bar에서 해리 엔탈피는 534.5 J/g-water, 438.8 J/g-hydrate, 73.8 kJ/mol-gas이었으며, 이때 해리 온도는 283.85 K이었다. 마지막으로 프로판 하이드레이트의 경우 압력이 3.2 bar일 때 해리 엔탈피는 417.2 J/g-water, 363.8 J/g-hydrate, 127.7 kJ/mol-gas 임을 알 수 있었고, 276.30 K에서 해리되는 것을 확인하였다. 또한, 해당 압력에서 각 기체의 가스 하이드레이트의 해리 엔탈피 측정과정에서 얻은 해리 온도를 문헌상의 가스 하이드레이트 3상(하이드레이트상(H)-물상(Lw)-기상(V)) 평형 데이터와 비교해 보면 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 가스 하이드레이트의 정확한 해리 엔탈피 측정 뿐만 아니라 가스 하이드레이트의 3상 평형도 함께 측정 가능함을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제20권4호
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• pp.266-273
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• 2008

Natural gas hydrates are ice-like solid substances, which are composed of water and natural gas, mainly methane. They have three kinds of crystal structures of five polyhedra formed by hydrogen-bonded water molecules, and are stable at high pressures and low temperatures. They contain large amounts of organic carbon and widely occur in deep oceans and permafrost regions. Therefore, they are expected as a potential energy resource in the future. Especially, $1m^3$ natural gas hydrate contains up to $172Nm^3$ of methane gas, de pending on the pressure and temperature of production. Such large volumes make natural gas hydrates can be used to store and transport natural gas. In this study, three-phase equilibrium conditions for forming natural gas hydrate were numerically obtained in pure water and single electrolyte solution containing 3 wt% NaCl. The results show that the predictions match the previous experimental values very well, and it was found that NaCl acts as an inhibitor. Also, help gases such that ethane, propane, i-butane, and n-butane reduce the hydrate formation pressure at the same temperature.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.51-58
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• 2007

Gas hydrate is a special kind of inclusion compound that can be formed by capturing gas molecules to water lattice in high pressure and low temperature conditions. When referred to standard conditions, $1m^3$ solid hydrates contain up to $172Nm^3$ of methane gas, depending on the pressure and temperature of production. Such large volumes make natural gas hydrates can be used to store and transport natural gas. In this study, three-phase equilibrium conditions for forming methane hydrate were theoretically obtained in aqueous single electrolyte solution containing 3wt% NaCl. The results show that the predictions match the previous experimental values very well, and it was found that NaCl acts as an inhibitor.