• 산업융합연구
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• 제21권7호
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• pp.19-27
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• 2023

이차전지 시장의 확대에 따라 니켈 산화광을 로터리 킬른 및 전기로 공법을 이용하여 생산하는 공정이 전 세계적으로 확대되고 있는 상황이며 지속가능한 ESG 경영 확대에 따라 배출가스 내 질소산화물 등 대기오염물질 관리가 강화되고 있다. 건식니켈제련 공정의 주요 설비 중 하나인 로터리 킬른은 광석의 건조와 예비환원을 위한 설비이며 운전 중 질소산화물이 생성되므로 질소산화물 농도 예측 운전이 필요하다. 본 연구에서는 회귀 예측을 위한 LSTM 모델과 분류 예측을 위한 LightGBM 모델을 적용한 AutoML을 사용하여 모델을 최적화 하였다. LSTM을 적용 시 5분 후 예측 값은 상관계수 0.86, MAE 5.13ppm, 40분 후 예측 값은 상관계수 0.38, MAE 10.84ppm의 결과를 얻었다. 분류 예측을 위한 LightGBM 적용 결과 Test 정확도는 5분 후 0.75에서 40분 후 0.61로 상승하여 실제 조업에 활용할 수 있는 수준까지 상승되었고 AutoML을 통한 모델 최적화 결과 5분 후 예측 값의 정확도는 0.75에서 0.80까지, 40분 후의 예측 정확도는 0.61에서 0.70까지 향상되었다. 본 연구를 통해 로터리 킬른 질소산화물 예측 값을 실제 조업에 적용하여 대기오염물질 배출규제 준수 및 ESG 경영에 기여할 수 있다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2005년도 춘계학술발표회
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• pp.111-118
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• 2005

국제해사기구(IMO)에서 1997년 9월 선박으로부터의 대기오염방지를 위한 협약(MARPOL 부속서VI)을 채택하여 U년 5월 19일 협약 발효를 앞두고 있다. 따라서 향후 선박으로부터 배출되는 배기가스 중에 포함된 아황산가스(SOx)와 질소산화물(No%)등 대기오염 물질의 배출 규제와 항만이나 터미널에서 유조선으로부터 휘발성유기화합물(VOCs) 배출금지 등의 규제가 강화될 것으로 예상된다. 본 연구는 이에 대한 대비와 관리방안을 모색하고자 외국에서 이용되는 선박의 배출오염물질 산정 방법을 이용하여 선박에서 배출되는 SOx, NOx의 배출량을 산정하였다. 또한 울산항 특성을 감안하여 액체화물 적$\cdot$양하시 발생되는 휘발성유기화합물(VOCs)의 양을 산정하는 방법에 대해 고찰하고 그 배출량을 산정하였다.

• 산업기술연구
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• 제18권
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• pp.249-258
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• 1998

In this paper, we investigated the post-combustion removal of nitrogen oxide($NO_x$) and sulfur oxide($SO_x$) which is based on the gas to particle conversion process by the pulsed corona discharge. Under normal pressure, the pulsed corona discharge produces the energetic free electrons which dissociate gas molecules to form the active radicals. These radicals cause the chemical reactions that convert $SO_x$ and $NO_x$ into acid mists and these mists react with $NH_3$ to form solid particles. Those particles can be removed from the gas stream by conventional devices such as electrostatic precipitator or bag filter. The reactor geometry was coaxial with an inner wire discharge electrode and an outer ground electrode wrapped on a glass tube. The simulated flue gas with $SO_x$ and $NO_x$ was used in the experiment. The corona discharge reactor was more efficient in removing $SO_x$ and $NO_x$ by adding $NH_3$ and $H_2O$ in the gas stream. We also measured the removal efficiency of $SO_x$ and $NO_x$ in a cylinder type corona discharge reactor and obtained more than 90 % of removal efficiency in these experimental conditions. The effects of process variables such as the inlet concentrations of $SO_x$, $NH_3$ and $H_2O$, residence time, pulse frequencies and applied voltages were investigated.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.401-406
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• 2020

자동차에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물은 요사이 문제가 되는 미세먼지의 주요 요인 중 하나이다. 질소산화물(NOx)은 고온 조건에서 연소가 진행될 때 발생하므로 연소시 온도를 낮추는 방법으로 발생을 억제하고 있다. 자동차에서는 일반적으로 배기가스 재순환(EGR)을 사용하여 연소 온도를 낮추는 방법으로 감소시킨다. 그러나 EGR 비율이 높아질수록 NOx의 양은 저감되나 연소 안정성의 하락으로 인한 불완전연소 가능성의 증가로 일산화탄소와 미연탄화수소의 양이 증가하여 오히려 오염물질이 증가하는 문제를 발생시킬 수 있다. 여기에서는 연료 입자에 음파를 조사하여 연료 입자의 운동성을 향상시켜 연소가 원활히 진행되게 하여 연소의 안정성을 향상시키는 방안에 대하여 해석적 및 실험적 방법으로 연구하였다. 해석적 방법으로는 유동해석 소프트웨어를 사용하여 연료 입자에 다양한 주파수의 음파를 조사하여 연료 입자의 움직임 변화에 대한 연구를 진행하였다. 해석 결과, 작은 연료 입자의 조건에서는 고주파의 음파에 의해 영향을 많이 받고, 연료 입자가 큰 조건에서는 저주파의 음파에 의해 영향을 많이 받아 운동성이 증가함을 알 수 있었다. 실험적 방법으로는 연소실을 구성하여 정해진 당량비 조건에서 연소시키며 다양한 주파수의 음파를 조사하며 연소실내 압력을 측정하는 연구를 진행하였다. 측정된 압력으로부터 열방출량을 계산하면 연소의 진행 상황에 대한 정보를 얻을 수 있는데, 실험 결과 초기 연소시 상대적 저주파 조사 조건에서 열방출량이 증가한 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권1호
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• pp.93-101
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• 2006

This research makes a new attempt to apply the activated seawater by electrolysis in the development of two-stage wet scrubber system to control the exhaust gas of large marine diesel engines. First, with using only seawater that is naturally alkaline (pH typically around 8.1). the $SO_2\;and\;SO_3$ are absorbed by relatively high solubility compared to other components of exhaust pollutants, and PM (Particulate Matter) is removed through direct contact with sprayed seawater droplets. Besides, the electrolyzed alkaline seawater by electrolysis, which contains mainly NaOH together with alkali metal ions $(i.e.\;Na^+,\;Mg^{2+},\;Ca^{2+})$, is used as the absorption medium of NOx and $CO_2$. Especially, to increase NOx absorption rate into the alkaline seawater. nitric oxide (NO) is adequately oxidized to nitrogen dioxide $(NO_2)$ in the acidic seawater, which means both volume fractions are adjusted to identical proportion. The results found that the strong acidic seawater was a valid oxidizer from NO to $NO_2$ and the strong alkaline seawater was effective in $CO_2$ absorption In the scrubber test, the SOx reduction of nearly $100\%$ could be achieved and also led to a sufficientPM reduction. Hence, the author believes that applying seawater and its electrolyte would bring the marine air pollution control system to an economical measure. Additionally it is well known that NOx and SOx concentration has a considerable influence on the $N_2O$ emission of green house gas. Although the $N_2O$ concentration exhausted from diesel engines is not as high, the green house gas effect is around 300 times greater than an equivalent volume of $CO_2$. Therefore, we investigated the $N_2O$ removal efficiency with using the electrolyzed seawater too. Finally this research would also plan to treat the effluent by applying electro-dialysis and electro-flotation technique s in the future.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.88-96
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• 2008

Currently, due to the serious world-wide air pollution by substances emitted from vehicles, emission control is enforced more firmly and it is expected that the regulation requirements for emission will become more severe. A new concept combustion technology that can reduce the NOx and PM in relation to combustion is urgently required. This study used a split injection method at a 4 cylinder common-rail direct injection diesel engine in order to apply the partially premixed charge compression ignition combustion method without significantly altering engine specifications And it is investigated that the effects of the injection ratio and SCV(swirl control valve) to emission characteristics. From these tests, soot(g) and NOx(g) emission could be reduced to 40% and 92% compared to base engine performance at specified engine driving conditions(6 points with weight factors) according to application of split injection and SCV(swirl control valve).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.483-490
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• 2019

화재 발생으로 인한 피해 및 영향에 관해 국내에서의 연구는 미비한 상태이다. 따라서 화재 발생에 따른 연기 농도를 측정하기 위한 기기를 개발함으로 연기가 주변 지역으로 확산될 경우의 농도를 측정하고자 한다. 본 논문에서 제안한 공기질 측정 시스템은 기존의 측정기와는 달리 CO, CO2, NOx VOCs, NH3 등 총 5가지의 가스를 동시에 측정할 수 있고, 센서보호 알고리즘을 통해 높은 내구 수명을 갖는다. 또한, 모니터링 프로그램을 통해 실시간 가스 변화량을 측정하는 시스템을 구성하였다. 상용 가스 분석기와의 비교를 통해 가스농도 측정의 신뢰성을 확보하였으며, 실내 및 실외 화재실험을 통해 발화점 주변에 존재하는 가스농도 평가를 실시하여 신뢰성이 높은 데이터를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.237-238
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• 2014

A correlation between an air inflow velocity and $NO_x$ emission is investigated numerically. The area of a swirl premixed burner is controlled geometrically to increase or decrease an air inflow velocity. When an air velocity increases, mixedness at the burner exit is improved and NO emission at the liner exit is reduced. Although the area of an air slit is the same, NO emission shows discrepancy due to difference of air slit shapes.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권6호
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• pp.754-762
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• 1998

Exhaust emissions in diesel engine are affected by fuel properties but the reason for this is not clear. Especially the recent strong interest in using low-grade fuel demands extensibe investigation in order to clarify the exhaust emissions. Bio-Diesel oil has a great possibility to solve the pollution problem caused by the exhaust gas from diesel engine vehicles. The use of bio-oils in diesel engines has received considerable atten-tion to the forseeable depletion of world oil supplies. So bio-diesel oil has been attracted with attentions for alternative and clean energy source. The purpose of this paper is to evaluate the fea-sibility of the rice-bran oil for alternative fuel in a diesel engine with rgard to exhaust emis-sions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.610-616
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• 2020

최근 미세먼지 및 배기가스로 인한 환경문제를 해결하고자 도로구조물의 광촉매 적용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 폐수슬러지에서 제조 후 재활용된 저비용 고성능 광촉매(GST)의 혼합 및 분산방안을 검토하고, 질소산화물(NOx) 제거 성능을 최종 평가하여 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제를 개발하고자 한다. 광촉매적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성을 평가한 결과, 분산형 증점제 사용량 20 % 적용시 층분리 및 침전현상 없이 안정적인 상태를 보였다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 거푸집에 도포시켜 탈형한 시편의 NO 및 NOx 제거율은 Plain 대비 200~400 %의 우수한 효과를 나타내었다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제의 성능을 증진시키기 위해서는 나노사이즈인 광촉매의 분산성 향상 및 사용량 증가가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 도로구조물 및 노출 콘크리트에 사용하게 되면 NOx 제거효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.