• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.91-97
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• 2023

오래된 디젤 엔진을 탑재하고 있는 노후화된 건설용 기계 및 차량들은 보통 수명이 길기 때문에 최신의 배기 규제와는 동떨어진 수준의 유해한 배출가스를 계속 배출하고 있다. 따라서 이러한 구형 디젤 엔진을 최신 배기 규제를 만족하는 엔진으로 대체할 수 있다면 대기질 개선에 도움이 될 것으로 기대되는데, 건설 현장에서 손쉽게 구할 수 있는 프로판 연료를 적용한 엔진이 적합한 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 6.8리터 CNG 엔진을 베이스로 프로판 전용 엔진을 개발하였으며, 가스 전용 인젝터, 배기가스재순환(EGR), 강화된 촉매 등의 기술이 적용되었다. 그 결과 동급의 디젤 엔진 출력 및 토크를 확보하는 한편 최신 배출가스 규제인 Stage-V 수준에서 질소산화물은 절반 수준에 해당하는 배출가스 성능을 달성하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.16-20
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• 2014

본 논문에서는 현재 캠핑 문화의 확산에 따라 수요가 증가하는 LGP 재충전 용기에 관한 내압성능을 실험적으로 검증하였다. 겨울철에 부탄가스는 높은 비점의 영향으로 기화가 쉽게 일어나지 않는 물적 특성을 지니고 있다. 하지만 프로판의 경우 비점이 낮아 겨울철에도 기화가 쉽게 일어나 연료로써 공급 필요성이 증가되고 있다. 하지만 프로판은 높은 증기압으로 인해 많은 안전상의 문제가 존재하며, 이를 극복하고 연로로써 유통되기 위해서는 안전한 용기의 공급이 우선시 되어야 한다. 국내외적으로 고압용 소형 재충전 용기의 보급을 시도하고 있으나, 프로판의 높은 증기압으로 인한 안전상의 문제로 제재가 되고 있다. 본 논문은 재충전 용기의 내압성능을 검증하기 위해 수압장치를 이용하여 용기의 가압 및 파열 실험을 수행하였다. 또한 고온에서 프로판의 증기압과 용기 파열시 수압과 비교하여 그 특성을 제시하였다. 수압가압 실험 및 파열 실험을 통해 토출 된 본 논문의 결과는 향후 소형 재충전 용기 개발 연구의 기초가 될 것으로 기대하며, 재충전 용기의 보급에 있어 기준 자료로 활용 될 것으로 사료된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-39
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• 2016

폭발성 가스가 존재하는 위험장소에서 사용하는 전기기기는 폭발성 가스의 점화원이 되지 않도록 설계되어야 한다. 내압방폭 구조의 설계는 전기 스파크를 발생시키는 부품을 가진 용기가 내부에서 가스나 증기의 폭발시 최대 압력에 견디고 내부 화염이 외부 가스나 증기 폭발로 전파되지 않도록 설계되어야 한다. 이 논문은 화염 틈새를 통해 외부로 분사되는 연소 생성물의 분사가 외부 가스나 증기를 점화시킬 정도의 온도나 에너지를 가질 수 없도록 하는 MESG(Maximum Experimental Safe Gap)의 중요한 물리적인 메커니즘에 대해 설명하였다. IEC 60079-20-1:2010 기준에 의해 프로판과 아세틸렌의 MESG를 실험하여 MESG 값을 측정하고 가스폭발시의 최대 폭발압력을 측정하였다. 결과로는 최소 MESG가 측정될 때 가스의 농도는 화학당량 농도보다 높고 폭발압력은 최소 MESG에서 가장 높게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.323-328
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• 2006

본 논문의 목적은 부채꼴방전(GlidArc) 플라즈마 개질을 이용하여 프로판으로부터 카본블랙의 형성이 없는 합성가스 생산을 위한 개질특성과 최적 운전조건을 연구하였다. 또한 수소 생산 및 프로판 전환율을 항상시키기 위해 반응기 내의 촉매반응 영역에 13 wt%의 니켈촉매를 충진하여 수증기 몰 비, 이산화탄소 몰 비, 입력 전력, 주입 유량 변화의 변수별 연구를 수행하였다. 그 결과, 수증기 몰 비, 이산화탄소 몰 비, 입력 전력, 주입 유량이 각각 1.86, 0.48, 1.37 kW, 14 L/min일 때 프로판 전환율이 62.6%로 최적이었다. 위의 조건에서 합성가스의 건가스 기준에 농도는 $H_2\;44.4%,\;CO\;18.2%,\;CH_4\;11.2%,\;C_2H_2\;2.0%,\;C_3H_6\;1.6%,\;C_2H_4\;0.6%,\;C_3H_4$ 0.4%이며, 이산화탄소 전환율은 29.2%, 합성가스 내의 $H_2/CO$ 농도 비는 2.4이다.

• 한국연소학회지
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• 제20권4호
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• pp.19-25
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• 2015

An experimental study was conducted to find the effect of a pilot flame on the flammability of inert-gas-diluted methane and propane. The diffusion pilot flame was formed with propane at the innermost nozzle of a concentric triple co-flow burner. The main diffusion flame was formed with nitrogen-diluted methane or propane at the outermost nozzle of the burner. An air flow was located in-between. The results showed that the existence of the pilot flame helped stabilizing the main flame even at the flammability limit concentration of nitrogen-diluted fuel. The co-flow burner generated re-circulation zones and local variation of equivalence ratio depending on the flow rates of the reactants, which are known to help flame stabilization. Hot-wire experiments confirmed that both heating of the reactants and supplying of active chemical species by the pilot flame contributed to stabilization of the main flame. The results of this study would suggest a design concept for an efficient SVRU system that minimizes the emission of unburned hydrocarbon fuel from ship fuel tanks.

• 한국가스학회지
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• 제4권3호
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• pp.46-52
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• 2000

Fireball로 인한 위험성 및 피해를 평가하기 위한 프로그램, FIRESTOR를 개발하여 Fireball로 인한 Thermal flux를 예측하였고, FIRESTOR 프로그램을 부천가스 충전소 사고를 모델로 하여, BLEVE ESTIMATOR와 상용프로그램인 Dupont 사의 SAFER와 비교 분석 하였 다. 용기압력이 일정시 Propane과 Butane의 경우 Thermal flux는 거리변화에 따라 지수함 수로 감소하였다. 거리변화에 따른 Thermal flux변화를 BLEVE ESTIMATOR, SAFER, FIRESTOR로 상호 비교한 결과 본 연구에서 연구개발한 FIRESTOR 프로그램은 SAFER 와 ESTIMATOR의 중간값으로 Dupont사의 상용프로그램인 SAFER에 근접하는 경향을 보이고 있어 우수한 프로그램으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.63-68
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• 2003

The purpose of this study was to investigate reduction of exhaust gas temperature in LPG conversion engine from diesel. A conventional diesel engine was modified to a LPG(Liquified Petroleum Gas) engine that diesel fuel injection pump was replaced by the LPG fuel system. The research was peformed with measurement of exhaust gas temperature by varying spark ignition timing, air-fuel ratio, compression ratio, EGR ratio and different compositions of butane and propane. The major conclusion of this work were followed. (i) Exhaust gas temperature was decreased and power was increased with the advanced spark ignition timing. (ii) Exhaust gas temperature was decreased with lean and rich air-fuel ratio. (iii)Exhaust gas temperature was decreased and power was increased with the higher compression ratio. (iv) Engine power and exhaust temperature were not influenced by varied butane/propane fuel compositions. (v) Finally, one of the important parameters in reduction of exhaust gas temperature is spark ignition timing among the parameters in this study.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.388-391
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• 2006

A fluidized bed reactor made of quartz with 0.055m I.D. and 1.0m in height was employed for the thermocatalytic decomposition of propane to produce $CO_2-free$ hydrogen. The fluidized bed was proposed for the continuous withdraw of product carbons from the reactor The propane decomposition rate used carbon black DCC-N330, Hi-900L as a catalyst. The propane decomposition reaction was carried out at the temperature range of $600-800^{\circ}C$, propane gas velocity of $1.0U_{mf}$ and the operating pressure of 1.0 atm. Effect of operating parameters such as reaction temperature on the reaction rates was investigated. Resulting production in our experiment were not only hydrogen but also several by products such as methane, ethylene, ethane, and propylene.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권6호
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• pp.768-775
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• 2010

제올라이트(faujasite) 흡착제가 충진된 흡착탑에서 에탄/에틸렌 혼합가스의 흡착 동특성과 탈착제로 프로판을 이용한 치환탈착 시의 동특성을 실험 및 이론적으로 연구하였다. 물질수지와 에너지수지를 고려하고 다성분 흡착평형으로 이상흡착상 모델을 적용한 전산모사는 흡탈착 파과곡선 실험 결과를 잘 예측하였다. 흡착파과 시 에탄의 롤-엎은 흡착압력이 높고, 온도가 낮을수록 증가하였다. 에탄/에틸렌 혼합가스로 포화된 흡착탑으로 탈착제인 프로판을 주입하여 치환탈착할 때 탈착단계의 일정 시간 동안에 거의 100%에 가까운 에틸렌을 얻을 수 있었다. 탈착제의 흡착세기는 에틸렌의 탈착 및 재흡착 시에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 프로판 대신 흡착세기가 강한 이소부탄을 탈착제로 사용한 경우에 탈착단계 후 재흡착에서 에틸렌 흡착용량이 많이 감소하는 현상이 관찰되었다. 전산모사를 통하여 ${(q_s{\times}b)}_{C_2H_4}/{(q_s{\times}b)}_{C_3H_s}$의 비율이 0.83일 때, 즉 탈착제와 에틸렌이 거의 유사한 정도의 흡착세기를 가질 때 치환탈착공정의 성능이 우수하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권8호
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• pp.1127-1134
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• 2002

The effects of pressure and temperature on the autoignition of propane and n-butane blends were investigated using a rapid compression machine (RCM) , which is widely used to examine the autoignition characteristics. The RCM was designed to be capable of varying the compression ratio between 5 and 20 and minimize the vortex formation on the cylinder wall using a wedge-shaped crevice. The initial temperature and pressure of the compressed gas were varied in range of 720∼900 K and 1.6∼ 1.8 MPa, respectively, by adjusting the ratio of the specific heat of the mixture by altering the ratio of the non-reactive components (N$_2$, Ar) under a constant effective equivalence ratio (ø$\_$f/= 1.0) The gas temperature after the compression stroke could be obtained from the measured time-pressure record. The results showed a two-stage ignition delay and a Negative Temperature Coefficient (NTC) behavior which were the unique characteristic of the alkane series fuels. As the propane concentration in the blend were increased from 20% and 40% propane, the autoignition delay time increased by approximately 41 % and 55% at 750 K. Numerical reduced kinetic modeling was performed using the Shell model, which introduced some important chemical ideas, represented by the generic species. Several rate coefficients were calibrated based on the experimental results to establish an autoignition model of the propane and n-butane blends. These coefficients can be used to predict the autoignition characteristics in LPG fueled Sl engines.