• 제목/요약/키워드: Synthetic Gas

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석탄 합성가스를 이용한 온도 및 압력변화에 대한 메탄화 반응 특성 (Methanation of syngas on Ni-based catalyst with various reaction conditions)

  • 김수현;유영돈;류재홍;변창대;임효준;김형택
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.129.1-129.1
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    • 2010
  • 석탄가스화로부터 얻어진 합성가스는 CO, $H_2$가 주성분으로, 그 자체를 연료로 사용하여 발전을 하거나 또는 적절한 정제, 분리 및 합성을 통해 다양한 원료물질을 생산할 수 있다. 이러한 석탄의 청정 사용 기술은 최근의 에너지 분야에서 많은 관심을 불러일으키고 있는 고유가 현상 및 석유자원 고갈에 대비할 수 있는 현실적인 방법의 하나로 여겨지고 있다. 석유를 대체할 에너지원으로서 석탄을 이용하는 다양한 응용 방법 중의 하나로 가스화 반응을 통해 발생하는 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정을 들 수 있는데, 이는 석탄 등의 고체 시료를 이용하여 메탄이 주성분인 연료가스를 생산하는 것이다. SNG(Synthesis Natural Gas 또는Substitute Natural Gas)는 합성천연가스 또는 대체천연가스로 불리어지는데 주로 석탄의 가스화를 통해 얻어진 합성가스(syngas 또는 synthesis gas)인 CO, $H_2$를 촉매에 의한 합성반응을 통해 얻을 수 있다. SNG 합성 반응(메탄화 반응)은 보통 수성가스 전환 공정과 가스 정제 공정을 거친 합성가스를 $CH_4$로 전환하는 것으로 석탄을 이용한 SNG 제조 공정에서 가장 핵심 공정인 메탄화 반응은 높은 발열반응으로 주로 니켈 촉매를 사용하며 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 반응이 이루어진다. SNG 합성 반응은 공급되는 합성가스의 조성($H_2$/CO 비), 공급되는 합성가스의 유량과 반응기에 충진된 촉매의 부피와의 관계를 나타낸 공간속도, 반응온도 등의 조건에 따라 반응 특성이 달라질 수 있다. 가스화 반응을 통해 생성되는 합성가스를 이용한 SNG 합성반응(메탄화 반응)의 특성을 파악하기 위하여 Lab-scale 규모의 고정층 반응기를 이용하여 Ni 함량이 다른 2종류의 촉매를 대상으로 반응온도 및 압력에 따른 CO 전환율, $CH_4$ 선택도, $CH_4$ 생산성 변화를 파악하였다. 실험 결과 반응기의 온도가 350도 이상의 조건에서 CO 전환율은 99.8%이상, $CH_4$ 선택도는 90.7%이상으로 나타났으며, 공간속도가 2,000 1/h 이상의 조건에서는 $CH_4$ 생산성이 500 ml/g-cat, h을 만족하였다.

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GC/MS를 이용한 뇨 중 환경 에스트로겐들의 동시 프로필 (Profiling of Urinary Environmental Estrogens by Gas Chromatography/Mass Spectrometry)

  • 양윤정;이선화;정봉철
    • 분석과학
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    • 제12권4호
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    • pp.265-272
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    • 1999
  • 에스트로겐처럼 행동하여 호르몬 수용체와 결합하거나 세포의 신호전달 과정에 영향을 미침으로서 내분비계를 교란시킬 수 있는 환경 에스트로겐 19종 (phytoestrogen: 12종, mycoestrogen: 5종, synthetic estrogen: 2종)의 동시 프로필 분석을 시도하였다. Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS)의 selected ion monitoring (SIM) 방법을 기본으로 하였으며, 액체-고체 추출, 효소 기수분해, 액체-액체 추출 그리고 trimethylsilyl (TMS)-ether 형태의 유도체화를 거치는 비교적 간편한 전처리 방법으로 47.6~99.5%의 회수율과 0.66~9.33%, 1.66~16.14%의 within-a-day 및 day-to-day 분석의 RSD 값을 얻었다. 이 방법을 적용하여 정상 성인 여성과 남성의 뇨 시료에 존재하는 대상 물질들의 농도범위를 결정함으로서 환경 에스트로겐의 영향을 평가하는데 기준이 될 수 있는 한국인 정상인 참고치를 설정하였다.

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The developments of heavy hydrocarbon reformer for SOFC

  • 배중면
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.58.2-58.2
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    • 2012
  • Heavy hydrocarbon reforming is a core technology for "Dirty energy smart". Heavy hydrocarbons are components of fossil fuels, biomass, coke oven gas and etc. Heavy hydrocarbon reforming converts the fuels into $H_2$-rich syngas. And then $H_2$-rich syngas is used for the production of electricity, synthetic fuels and petrochemicals. Energy can be used efficiently and obtained from various sources by using $H_2$-rich syngas from heavy hydrocarbon reforming. Especially, the key point of "Dirty energy smart" is using "dirty fuel" which is wasted in an inefficient way. New energy conversion laboratory of KAIST has been researched diesel reforming for solid oxide fuel cell (SOFC) as a part of "Dirty energy smart". Diesel is heavy hydrocarbon fuels which has higher carbon number than natural gas, kerosene and gasoline. Diesel reforming has difficulties due to the evaporation of fuels and coke formation. Nevertheless, diesel reforming technology is directly applied to "Dirty fuel" because diesel has the similar chemical properties with "Dirty fuel". On the other hand, SOFC has advantages on high efficiency and wasted heat recovery. Nippon oil Co. of Japan recently commercializes 700We class SOFC system using city gas. Considering the market situation, the development of diesel reformer has a great ripple effect. SOFC system can be applied to auxiliary power unit and distributed power generation. In addition, "Dirty energy smart" can be realized by applying diesel reforming technology to "Dirty fuel". As well as material developments, multidirectional approaches are required to reform heavy hydrocarbon fuels and use $H_2$-rich gas in SOFC. Gd doped ceria (CGO, $Ce_{1-x}Gd_xO_{2-y}$) has been researched for not only electrolyte materials but also catalysts supports. In addition, catalysts infiltrated electrode over porous $La_{0.8}Sr_{0.2}Ga_{0.8}Mg_{0.2}O_3-{\delta}$ and catalyst deposition at three phase boundary are being investigated to improve the performance of SOFC. On the other hand, nozzle for diesel atomization and post-reforming for light-hydrocarbons removal are examples of solving material problems in multidirectional approaches. Likewise, multidirectional approaches are necessary to realize "Dirty energy smart" like reforming "Dirty fuel" for SOFC.

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직접 접촉식막증발을 이용한 셰일가스 발생수의 처리에서 스케일 형성에 의한 막오염 경향 분석 (Analysis of Fouling Propensity due to Scale Formation in the Treatment of Shale Gas Produced Water Using Direct Contact Membrane Distillation (DCMD))

  • 신용현;고영훈;최용준;이상호;손진식
    • 상하수도학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.511-519
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    • 2016
  • Shale gas has become increasingly important as a viable alternative to conventional gas resources. However, one of the critical issues in the development of shale gas is the generation of produced water, which contains high concentration of ionic compounds (> TDS of 100,000 mg/L). Accordingly, membrane distillation (MD) was considered to treat such produced water. Experiments were carried out using a laboratory-scale direct contact MD (DCMD). Synthetic produced water was prepared to examine its fouling propensity in MD process. Antiscalants and in-line filtration were applied to control fouling by scale formation. Fouling rates (-dJ/dt) were calculated for in-depth analysis of fouling behaviors. Results showed that severe fouling occurred during the treatment of high range produced water (TDS of 308 g/L). Application of antiscalant was not effective to retard scale formation. On the other hand, in-line filtration increased the induction time and reduced fouling.

메탄화 반응을 위한 Ni-Co 이원 금속 촉매의 제조와 특성 분석 (Preparation and Characterization of Ni-Co Bimetallic Catalyst for Methanation)

  • 이종협;강미영;김우영;조원준
    • 한국가스학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.33-38
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    • 2009
  • 일산화탄소, 수소와 같은 친환경 연료용 가스를 이용하여 메탄화 반응을 거쳐 합성 가스를 생성하였다. 이를 위한 촉매로 상용 알루미나에 담지된 Ni-Co 이원 금속을 증착침전법을 사용하여 제조하였으며 제조된 촉매의 촉매 활성 비교를 위하여 Ni, Co 단일 금속 촉매를 동일한 방법으로 제조하였다. 제조한 촉매를 TEM, XRD, TPR 분석을 실시하여 각각의 촉매 특성을 확인하였고 메탄화 반응을 진행하여 합성 가스 전환율을 측정하였다. 증착침전법으로 제조한 촉매의 경우, 금속 입자가 작은 크기로 분산된 것을 확인하였다. Ni, Co 두 금속이 담지된 이원 촉매는 Ni, Co가 각각 담지된 단일 금속 촉매에 비해 더욱 높은 활성을 나타내었으며 TPR 분석 결과, 이는 두 금속의 공존으로 인한 상호 작용을 통해 활성 수소를 보다 증가시켰기 때문으로 나타났다.

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가스 및 초임계반응하에서 합성가스로부터 탄화수소 제조를 위한 피서트롭스 반응에 관한 연구 (A Study on the Fischer-Tropsch Synthesis for Production of Hydrocarbon from Syngas under Gas Phase and Supercritical Phase)

  • 김철웅;정순용;정광은;채호정;김태완;박현주;이상봉;김정현;한정식;정병훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.15-21
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    • 2011
  • 석유자원의 고갈에 따라 전 세계적으로 석유대체자원인 석탄, 천연가스 및 바이오매스로부터 합성연료 및 화학물질을 제조하기 위한 피셔트롭스 반응에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 이러한 피셔트롭스 반응은 주로 스케일 업이 비교적 용이한 고정층 반응기를 사용한 기상반응이 적용되고 있으나, 촉매 기공에서의 확산제어 및 왁스의 생성에 따른 촉매의 비활성화 등의 문제점에 기인하여 최근 들어 초임계 유체를 이용한 반응이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 피셔트롭스 반응에 관한 담지 촉매 및 반응매체에 관한 좀 더 심도 있는 영향을 고찰하기 위해 다양한 담지촉매를 제조하여 피셔트롭스 반응에 관한 기상반응과 초임계 반응을 비교, 검토하였다.

탄성파 탐사자료와 전자탐사자료를 이용한 저류층 물성 동시복합역산 (Petrophysical Joint Inversion of Seismic and Electromagnetic Data)

  • 유정민;변중무;설순지
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제21권1호
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    • pp.15-25
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    • 2018
  • 탄성파 역산은 유가스 집적이 가능한 구조의 탐지에 고해상도의 분해능을 가지는 반면, 인공송신원을 이용한 해양전자탐사 역산은 유가스의 직접적인 탐지가 가능하다. 이런 이종의 물리탐사자료를 함께 이용한 복합역산은 단일 역산의 불확실성을 줄일 수 있고, 각각의 탐사자료가 가지는 장점 또한 함께 이용할 수 있다. 이 연구에서는 암석물리모델을 이용하여 탄성파탐사자료와 전자탐사자료가 동시에 최적화 될 때의 저류층의 물성값을 추출할 수 있는 동시복합역산 알고리듬을 개발하였다. 상호구배(cross-gradient) 방법을 적용하여 구조적인 해상도를 향상시켰으며, 최대우도추정법을 이용한 상대 가중치를 적용하여 자료간의 균형을 조절하였다. 개발된 알고리듬을 단순한 고립 가스층 모델에 적용한 결과, 동시복합역산으로 고해상도의 저류층 물성 추출이 가능함을 확인하였다. 하지만 오일 저류층을 모사한 배사구조의 모델에서는 적용된 모델 가중 행렬에 따라 전혀 다른 결과를 획득할 수 있었다. 따라서, 기존의 알고리듬을 각각의 모델 변수에 적합한 모델 가중 행렬을 사용하도록 수정하여, 평활화 기법과 감쇠항 기법을 수포화율과 공극률에 각각 적용하였다. 개선된 알고리듬을 오일 저류층 모델에 다시 적용한 결과, 저류층의 공극률과 수포화율을 성공적으로 추출할 수 있었다. 개발한 복합역산 알고리듬을 이용하여 획득한 결과는 유가스전 저류층의 매장량 계산에 직접적인 정보로 사용될 수 있을 것이다.

Acetate-assisted Synthesis of Chromium(III) Terephthalate and Its Gas Adsorption Properties

  • Zhou, Jing-Jing;Liu, Kai-Yu;Kong, Chun-Long;Chen, Liang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권6호
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    • pp.1625-1631
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    • 2013
  • We report a facile synthetic approach of high-quality chromium(III) terephthalate [MIL-101(Cr)] by acetate-assisted method in the absence of toxic HF. Results indicate that the morphology and surface area of the MIL-101(Cr) can be tuned by modifying the molar ratio of acetate/$Cr(NO_3)_3$. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of MIL-101(Cr) synthesized at the optimized condition can exceed 3300 $m^2/g$. It is confirmed that acetate could promote the dissolution of di-carboxylic linker and accelerate the nucleation ratio. So the pure and small size of MIL-101(Cr) with clean pores can be obtained. $CO_2$, $CH_4$ and $N_2$ adsorption isotherms of the samples are studied at 298 K and 313 K. Compared with the traditional method, MIL-101(Cr) synthesized by acetate-assisted method possess enhanced $CO_2$ selective adsorption capacity. At 1.0 bar 298 K, it exhibits 47% enhanced $CO_2$ adsorption capacity. This may be attributed to the high surface area together with clean pores of MIL-101(Cr).

탄성파 반사 신호 향상 (Enhancing seismic reflection signal)

  • 도안 후이 히엔;장성형;김영완;서상용
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.606-609
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    • 2008
  • Deconvolution is one of the most used techniques for processing seismic reflection data. It is applied to improve temporal resolution by wavelet shaping and removal of short period reverberations. Several deconvolution algorithms such as predicted, spike, minimum entropy deconvolution and so on has been proposed to obtain such above purposes. Among of them, $\iota_1$ norm proposed by Taylor et al., (1979) and used to compared to minimum entropy deconvolution by Sacchi et al., (1994) has given some advantages on time computing and high efficiency. Theoritically, the deconvolution can be considered as inversion technique to invert the single seismic trace to the reflectivity, but it has not been successfully adopted due to noisy signals of the real data set and unknown source wavelet. After stacking, the seismic traces are moved to zero offset, thus each seismic traces now can be a single trace that is created by convolving the seismic source wavelet and reflectivity. In this paper, the fundamental of $\iota_1$ norm deconvolution method will be introduced. The method will be tested by synthetic data and applied to improve the stacked section of gas hydrate.

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직렬-복합소호형 모델 가스차단기의 차단성능평가 (Estimation of Interruption Capability of a Serial-Hybrid Type Model Gas Circuit Breaker)

  • 송기동;정진교;박경엽
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제53권9호
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    • pp.538-544
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    • 2004
  • This paper presents the interruption capability of serial-hybrid type GCB (gas circuit breaker) compared with that of puffer type. First a puffer type model interrupter which has the stroke length of 80 mm has been designed and manufactured. And also, a serial-hybrid type interrupter which has the same design parameters as the puffer type interrupter except the serially arranged thermal-expansion chamber and puffer cylinder has been fabricated. Using a simplified synthetic test facility, the critical interruption capabilities of the two GCBs have been estimated. The critical di/dt, the critical dV/dt of ITRV (initial transient recovery voltage) and the minimum arcing time of the puffer type model GCB were 10.7 A/${\mu}\textrm{s}$, 5.5 kV/${\mu}\textrm{s}$, and 15.0 ms respectively. In the case of serial-hybrid type model GCB, each of the values was 16.6A/${\mu}\textrm{s}$, 11.5 kV/${\mu}\textrm{s}$ and 13.0 ms. As a conclusion of this work, it has been quantitatively confirmed that the hybrid type interrupter can obtain the sufficient interruption capability at the operating force which is so low that puffer type interrupter has not the interruption capability.