본 논문에서는 국내 선박 디젤엔진의 NOx 배출 현황과 그 저감기술에 대해서 살펴보고자 하였다. 우선, 국내 선박 디젤엔진의 생산현황에 대해서 살펴보고, 다음으로 NOx 배출현황에 대해서 조사를 하였다. 마지막으로 NOx 배출 저감기술의 현황을 조사해 보았다. 본 연구를 통하여 국내에서 생산되는 선박용 디젤엔진이 IMO의 현재 NOx 배출 규제안을 만족하고 있는 것으로 파악이 되었다. 그러나 향후 더욱 엄격해질 IMO의 NOx 배출 규제안에 대응하기 위해서는 보다 더 고도화된 NOx저감기술의 개발이 필요할 것으로 예상된다.
본 논문에서는 RORO선을 이용한 연안운송에 따른 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량의 삭감 효과에 대하여 고찰한다. 먼저 국내 CO₂가스 배출량과 수출입 컨테이너화물의 물동량에 대하여 고찰한다. 다음에 RORO선의 특성, CO₂가스 배출량 기준과 NOx가스 배출량 기준에 대하여 고찰한다. 또한 경인지역과 부산항 사이의 수출입 컨테이너 화물의 운송에 있어서 도로운송을 연안운송으로 전환한 경우의 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량 삭감 효과에 대하여 계산한다. 마지막으로 RORO선의 적재율과 연안운송 분담율 변화에 따른 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량 변화에 대하여 조사한다. 본 논문의 결과를 통하여 수출입컨테이너 화물의 운송을 도로운송으로부터 RORO선을 이용한 연안운송으로 전환하는 것이 CO₂가스 배출량 삭감에는 효과적이나 NOx가스 배출량 삭감에는 큰 효과가 없는 것을 확인하였다.
시멘트 산업은 다양한 가연성 폐기물을 천연자원인 유연탄을 대체하는 연료로 사용함으로써 폐기물 처리 문제 해결에 기여하고 있다. 시멘트 제조공정에서 더 많은 폐합성수지 등 대체연료를 사용하기 위해서는 대체연료를 안정적으로 연소시키고, 특히 NOx와 같은 유해물질의 대기배출을 저감할 필요가 있다. 본 연구는 폐합성수지 등 대체연료의 사용량을 증대시키면서 NOx와 같은 대기배출 유해물질의 발생량을 저감하는 기술의 하나인 다단연소 공정에 대한 사례연구다. 실제 시멘트 제조설비에의 기술 적용 전후 연료 사용량, NOx 배출 등을 비교하여 효과를 평가한 결과, 유연탄의 사용량은 38 % 감소, 폐합성수지 사용량은 122 % 증가하면서 동시에 NOx 배출량은 17 % 저감된 것으로 평가되어 다단연소에 의한 폐합성수지 사용 증대 및 NOx 배출 저감 효과가 유효함을 확인하였다.
SOx 등과 함께 대기오염 발생에 가장 크게 관여하는 NOx를 제거 하고자 오래전부터 지금까지 많은 연구가 수행되어 왔다. NOx가 배출되는 유형에 따라 발전소, 보일러 및 산업체와 같은 고정원에서 배출되는 경우와 자동차나 선박과 같은 이동원에서 배출되는 두 가지의 경우가 있다. 고정원에서 NOx를 제거하는 가장 효율적인 방법은 암모니아에 의한 NOx의 선택적 제거법(Selective Catalytic Reduction)으로 알려져 있다. (중략)
적극적인 환경보호를 위해 그동안 상대적으로 소홀하였던 오프로드 엔진에 대한 배기가스 배출 규제가 강화되고 있다. 본 연구에서는 NOx와 PM 배출물 특성을 고려하여 오프로드 디젤 엔진의 강건 설계를 수행하였다. 이를 위하여 실험계획법에 따라 배출물 NOx와 PM의 측정 실험을 수행하고 다구찌 기법으로 망소 SN 비를 산출하고 분산 분석을 수행하였다. NOx와 PM 배출량에 영향을 미치는 제어 인잘로 인젝터 홀 수, 연료 분사 시기, EGR 율을 선택하였으며 각 제어 인자에 대하여 2 또는 3 수준을 고려하여 직교 배열표를 작성하였고, 이에 근거하여 실험을 수행하였다. 망소 SN 비를 산출하고 델타 통계량을 계산하였다. 저부하 운전 조건에서는 분사 시기가 NOx 배출량에 가장 큰 영향을 미치며, EGR 율이 PM 배출량에 가장 큰 영향을 미치는 결과를 얻었다. 제어 인자들에 대한 신뢰수준은 90% 이상이었다.
본 연구에서는 이중원추형 버너가 장착된 고압연소기를 이용하여 입구공기온도, 공기비 그리고 연소실 압력조건에 따른 NOx 배출 특성을 실험적으로 조사하였다. 배기가스 온도와 NOx 배출량은 동일한 연소실 끝단지점에서 측정되었다. NOx 배출량은 공기비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 입구공기 온도와 연소실의 압력이 높아질수록 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 입구공기 온도의 증가는 희박 영역에서 가연한계를 증가시켜 높은 단열화염 온도를 가짐에도 불고하고 저감된 NOx 배출 수준을 얻을 수 있었다. 연소실 압력이 증가할수록 Thermal NOx의 영향을 받는 영역에서의 NOx 배출은 큰 폭의 상승을 보였으나, 공기비가 1.8이상인 영역에서는 적은 연료량으로 인하여 적은 상승폭을 나타내었다.
LNG보일러는 국내에서 환경개선을 목적으로 사용이 점차적으로 증가하고 있다. LNG는 타연료 연소에 비해 아황산가스나 기타 대기오염물질을 거의 발생시키지 않지만 NOx의 경우 연소 특성상 발생될 수밖에 없다. 따라서 본 연구의 목적은 LNG보일러 중에서 국내 배출계수 연구가 미비한 가정용 가스보일러와 산업용 요ㆍ로에서의 NOx 배출계수를 국내 실정에 맞게 개발하고 배출되는 NOx 특성을 파악하여 정확한 대기오염 배출량 산출에 관한 기초를 마련하고자 하였다. (중략)
화력발전소의 보일러를 포함한 모든 연소설비의 NOx배출 규제치가 대기오염 방지를 위해 전 세계적으로 강화되고 있는 추세이다. 정부에서도 배출허용기준을 강화하여 기체연료 사용 발전설비에 대하여 기존 설비의 경우 150ppm(4% $O_2$), 신규 설비의 경우 50ppm(4% $O_2$)이 법적규제치로 설정될 전망이며, 총량규제에 따른 배출량 최소화 정책으로 법적 규제치 뿐만 아니라 배출량의 최소화도 요구되고 있다. (중략)
대기오염의 역사는 산업의 발전과 그 맥락을 같이 한다. 자동차가 대기오염의 한 Source로 주목 을 받기 시작한 것은 1940년대초 LA의 극심한 Smog발생의 원인을 찾으면서 부터이며, 1950년대 에 와서 Haagen Smit박사에 의해 Photo Smog의 Mechamism이 해석되면서 Smog를 유발하는 HC, NOx는 자동차 배출 Gas가 50% 이상을, 유해한 CO는 90%이상을 기여한다는 것이 파명되 어, 1965년 미국 California주에서 자동차에 대한 배출 Gas규제가 최초로 시작되었다. 자동차 배출 Gas로서 규제대상은 HC(타화수소), CO, NOx(질소산화물)이며, 엔진 Crankcase Emission(Blow-by Gas), Tail pipe로부터 배출되는 Exhaust Emission, 그리고 연료 Tank, 기 화기등의 연료계로부터 배출되는 Evaporative Emission에서의 HC, CO, NOx 각 상한치를 규제 하고 있다.
이 연구에서는 미국 EPA에서 개발된 NONROAD 모형을 이용하여 인천항 항만하역장비에서 배출되는 온실가스 및 유해가스 배출량을 추정한다. 인천항은 838.4톤의 NOx, 82,747톤의 CO2를 배출하였다. 이는 LA항만에서 배출되는 NOx 배출량의 2.4배, CO2 배출량의 1.3배에 해당한다. 일반하역장비의 배출량은 컨테이너하역장비 배출량의 5배로 드러났다. 인천항을 구성하는 세 항만 중 원자재를 처리하는 북항부두가 다른 항들에 비해 배출량이 많은 것으로 연구되었다. Chang et al.(2013, 2014)의 연구와 비교해 봤을 때 항만하역장비 당 CO2와 NOx 배출량은 선박 당 배출량의 10배에 달하는 것으로 드러났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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