• 제목/요약/키워드: Methane rates

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상호작용하는 대향류 메탄 및 수소 예혼합화염에서 당량비 조건에 따른 상호작용 모드 변화 (Interaction Mode Change According to the Equivalence Ratios in the Interacting Methane and Hydrogen Counterflow Premixed Flames)

  • 박지웅;오창보
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.13-16
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    • 2012
  • The interaction between methane and hydrogen premixed flames with the different equivalence ratio and global strain rate was investigated numerically in one-dimensional counterflow field. The OPPDIF code and GRI-v3.0 were used to simulate the interacting flames. Overall trends in the maximum heat release rates of $CH_4{^-}$ and $H_2$-side flame were examined with the variation of $a_g$. The interaction mode of the flames were classified according to the equivalence ratios and Lewis numbers of each flame and global strain rate.

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마이크로웨이브 수용체 가열을 통한 바이오가스 개질 (Biogas Reforming through Microwave Receptor Heating)

  • 전영남;안준
    • 신재생에너지
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    • 제20권1호
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    • pp.126-134
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    • 2024
  • Biogas, composed mainly of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), is a renewable gas that can serve as an alternative energy source. In this study, we developed a new microwave reformer and analyzed its reforming characteristics. We observed that higher temperatures of the microwave receptor led to increased reforming efficiency. By supplying appropriate amounts of methane and steam, we could prevent carbon generated from the thermal decomposition reaction of carbon dioxide from depositing on the catalytic active layer, thus avoiding the inhibition of catalytic activity. Hydrogen generation was enhanced when maintaining the biogas ratio and steam supply at adequate levels. Increasing the SiC ratio in the receptor improved the uniformity of temperature distribution and growth rate, resulting in higher conversion rates of the reforming process.

대향류 화염의 비정상 거동에 대한 연구 (Unsteady behavior of counterflow flame)

  • 이기호;이은도;오광철;이춘범;신현동
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.33-39
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    • 2002
  • Unsteady behaviors of counterflow flame were studied experimentally in opposing jet counterflow burner using diluted methane. To generate the unsteadiness on the flame, the counterflow diffusion flame was perturbed by velocity changes made by the pistons installed on both sides of the air and fuel stream. The velocity changes were measured by Hot wire and Laser Doppler Velocimetry, and the flame behaviors were observed by High speed ICCD and ICCD. In this investigation, the spatial irregularity of the strain rate caused the flame to extinguish from the outside to the axis during the extinction, and we found the following unsteady phenomena. First, the extinction strain rates of unsteady cases are much larger than those of the steady ones. Second, the extinction strain rates become larger as the slope of the change of the strain rate increases. Third, the unsteady extinction strain rates become smaller with the increase of the initial strain rate.

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아시아 몬순 기후지역에 위치한 대형 인공호에서 기포형태로의 메탄 (CH4) 가스 배출량 (Methane Gas Emission from an Artificial Reservoir under Asian Monsoon Climate Conditions, with a Focus on the Ebullition Pathway)

  • 김기용;정성민;최영순;;;김범철
    • 생태와환경
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    • 제51권2호
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    • pp.160-167
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    • 2018
  • 본 연구에서는 몬순 기후지역에 위치한 대형 인공호(소양호)로 유입하는 유기탄소의 양의 시간적 변화와 호수로 유입 후의 침강하는 탄소의 양을 계산하였다. 또한 이렇게 침강한 유기물이 심층 혐기성 분해 후 발생하는 메탄의 양을 측정하였다. 조사 결과 몬순 강우의 영향으로 여름철 많은 양의 유기탄소가 유입수를 통해 호수로 유입하는 사실을 확인하였고, 침강하는 유기탄소 양 또한 상당함을 확인할 수 있었다. 또한 유기탄소의 순환 및 온실가스 방출연구에 중요한 부분인 메탄 방출량을 측정한 결과 그 양이 이미 조사된 다른 호수와 비교했을 때 더 많은 양의 탄소가 메탄의 형태로 배출됨을 알 수 있었다. 향후 온실가스 저장소(inventory) 대상 선정에 있어서도 인공호의 중요성을 무시할 수 없음을 확인했다. 그러나 호수의 메탄 발생량을 정량하기 위해 메탄 기포 발생의 산발적인 특성을 고려하고 시공간적 발생의 특징을 연구하는 것은 향후 필수적이다. 더욱이 현재 우리나라 호수를 대상으로 한 메탄가스 발생의 연구는 극히 드물기 때문에 더 많은 관심이 필요하다.

매몰지 내 유기물 농도가 분해 속도에 미치는 영향 (Effect of organic concentration on its degradation kinetics in a burial site)

  • 이채영;최재민;오승준;한선기;박준규
    • 유기물자원화
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    • 제21권1호
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    • pp.62-68
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    • 2013
  • 회분식 실험을 통해 매몰지 내 유기물의 농도가 분해 속도에 미치는 영향을 평가하였다. 기질은 돈 및 우육을 이용하였으며 기질의 농도는 2, 4, 6, 8 및 10 g VS/L로 선정하였다. 기질의 농도가 2 g VS/L 일 경우에 돈 및 우육의 메탄 발생율 각각 46.3 및 48.4 ml CH4/g VS.d 로 가장 높게 나타났으며 기질의 농도가 증가할수록 메탄 발생율은 감소하였다. 비선형 저해 방정식을 이용하여 평가된 저해 상수 값은 돈육의 경우, n 및 m은 각각 4.9 및 0.6으로 나타났으며 우육은 각각 1.1 및 0.4로 나타났다(n: 최대 메탄 발생율 저해 상수, m: 최종 메탄 수율 저해 상수). 기질의 농도가 증가할수록 메탄 발생율은 민감하게 반응하였으나 최종 메탄 수율은 상대적으로 둔감하게 반응하였다. 또한, 돈 및 우육의 n과 m 값 관계를 통해 기질 농도에 따른 저해 특성은 반경쟁적 저해 특성으로 판단된다.

내부순환식 기포탑 반응기 상에서 MEA (monoethanolamine) 용액에 의한 이산화탄소 분리 및 메탄회수 (Methane Recovery and Carbon Dioxide Stripping by MEA Solution the Autocirculation Bubble Lift Column Reactor)

  • 이인화;김선일;박주영
    • 공업화학
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    • 제18권3호
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    • pp.239-244
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    • 2007
  • 이산화탄소 분리 및 메탄 회수를 동시에 수행하기 위한 배출구가 두 개로 분리된 내부순환식 기포탑 반응기를 이용하여 $CO_2$ 분리용 흡수제인 모노에탄올아민(MEA)의 최적조건을 도출하였다. 5 wt% MEA 수용액에서 이산화탄소의 흡수 및 탈기 반응 시 pH 변화, 공기주입량에 따른 이산화탄소 탈기량 및 메탄 함량변화를 관찰하였다. 또한 액상수위 및 초기 MEA 흡수액 온도변화에 따른 이산화탄소 흡수 및 메탄 회수율을 측정하였다. 최적반응조건은 정상상태에서 액상수위 40 mm, 공기주입량은 1.5 L/min, 흡수액의 온도 $25^{\circ}C$이었다

국내 벼 논에서 메탄 기본배출계수 개발 (Establishment of Baseline Emission Factor of Methane in Korean Rice Paddy Soil)

  • 김건엽;정현철;주옥정;김희권;박준홍;권효숙;김필주
    • 한국환경농학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.359-365
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    • 2013
  • BACKGROUND: Methane ($CH_4$) emission is calculated using the default $CH_4$ emission factor as recommended by the International Panel on Climate Change(IPCC guidelines). However, the default emission factor has been derived using including the data from other countries having different soil and environmental conditions and may not reflect the real $CH_4$ emission rates in Korea. The objective of this study was to estimate the baseline emission factor of $CH_4$ in Korean paddy soils during rice cultivation. METHODS AND RESULTS: Methane emission patterns were characterized in four different paddy soils across country for a consecutive 3 years during the rice cultivation period. Rice plants were cultivated under continuous flooding and fertilized using the recommended chemical fertilization in Korea ($N-P_2O_5-K_2O$=90-45-57kg/ha). The mean $CH_4$ emission rate was 2.32 kg $CH_4$/ha/day and the uncertainty of the investigated data was 21.7%, with a valuable error range at 1.82-2.82 kg $CH_4$/ha/day with a 95% confidence interval. CONCLUSION(S): Conclusively, the Korean paddy soils' baseline emission factor of $CH_4$ is approximately 2.32 kg $CH_4$/ha/day and can be used to estimate the $CH_4$ emissions more exactly.

Anaerobic Biotreatment of Animal Manure - A review of current knowledge and direction for future research -

  • Hong, Jihyung
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.97-102
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    • 2005
  • Anaerobic decomposition is one of the most common processes in nature and has been extensively used in waste and wastewater treatment for several centuries. New applications and system modifications continue to be adapted making the process either more effective, less expensive, or suited to the particular waste in question and the operation to which it is to be applied. Animal manure is a highly biodegradable organic material and will naturally undergo anaerobic fermentation, resulting in release of noxious odors, such as in manure storage pits. Depending on the presence or absence of oxygen in the manure, biological treatment process may be either aerobic or anaerobic. Under anaerobic conditions, bacteria carry on fermentative metabolisms to break down the complex organic substances into simpler organic acids and then convert them to ultimately formed methane and carbon dioxide. Anaerobic biological systems for animal manure treatment include anaerobic lagoons and anaerobic digesters. Methane and carbon dioxide are the principal end products of controlled anaerobic digestion. These two gases are collectively called biogas. The biogas contains $60\~70\%$ methane and can be used directly as a fuel for heating or electrical power generation. Trace amounts of ammonia and hydrogen sulfide ($100\~300\;ppm$) are always present in the biogas stream. Anaerobic lagoons have found widespread application in the treatment of animal manure because of their low initial costs, ease of operation and convenience of loading by gravity flow from the animal buildings. The main disadvantage is the release of odors from the open surfaces of the lagoons, especially during the spring warm-up or if the lagoons are overloaded. However, if the lagoons are covered and gases are collected, the odor problems can be solved and the methane collected can be used as a fuel. Anaerobic digesters are air-tight, enclosed vessels and are used to digest manure in a well-controlled environment, thus resulting in higher digestion rates and smaller space requirements than anaerobic lagoons. Anaerobic digesters are usually heated and mixed to maximize treatment efficiency and biogas production. The objective of this work was to review a current anaerobic biological treatment of animal manure for effective new technologies in the future.

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이상혐기공정의 축산폐수 공공처리시설 적용 가능성에 관한 실험적 연구 (A Study on the Evaluation of Two-Phase Anaerobic Process for Public Livestock Wastewater Treatment Plant)

  • 오성모;김문호;배윤선;박철휘
    • 상하수도학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.331-339
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    • 2007
  • The purpose of this study was to investigate the biodegradability and performance of organic removal and methane production rate when treating piggery wastewater using a pilot scale two-phase anaerobic system operated up to a volumetric rate of $10m^3/day$. The pilot scale two-phase anaerobic process is consisted of a continuous-flow stirred-tank reactor (CFSTR) for the acidification phase and an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor (UASB) for the methanogenesis. The acidogenic reactor played key roles in reducing the periodically applied shock-loading and in the acidification of the influent organics. The acidogenic CFSTR was operated at organic loading rates (OLR) between 1.8 and $14.4kgCOD/m^3{\cdot}day$, and the UASB reactor was operated between 0.5 and $5.6kgCOD/m^3{\cdot}day$. A stable maximum biogas production rate was $81m^3/day$ and the methane conversion rate of the organic matter varied from 0.30 to $0.42L\;CH_4/g\;COD_{removed}$(0.40) at hydraulic retention time (HRT) above 3.5days. The methane contents ranged from 73 to 82% during the experimental period. It is known that most of the removed organic matter was converted to methane gas, and the produced biogas might be high quality for its subsequent use.

메탄/천연가스 하이드레이트의 제조 및 특성 비교 분석 (A Comparative Analysis on characteristics and Manufacture of Methane/Natural Gas Hydrates)

  • 이영철;조병학;백영순
    • 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.

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