• 제목/요약/키워드: operation efficiency

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열화학적 방법에 의한 하수 슬러지 소각재에서의 인 회수 기술 동향 (Trends of Thermochemical Technology for the Recovery of Phosphorus from Sewage Sludge Ash)

  • 전슬기;신현아;김동진
    • 청정기술
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    • 제24권2호
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    • pp.87-98
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    • 2018
  • 인은 모든 생명체 유지에 필수적이며 대체 불가능한 원소로서 비료로 많이 이용되고 있다. 그러나 인 자원은 100년 이내에 고갈될 것으로 예상되고 있다. 슬러지 소각재는 인 함량이 높아 인 회수를 위한 대체 자원으로 알려져 있다. 그러나 소각재는 중금속과 인의 낮은 생물이용 가능성으로 인해 비료로 직접 사용할 수 없다. 염소 공여체를 이용한 열화학적 처리는 소각재의 중금속 함량을 낮추고 인의 생물이용 가능성을 높인다고 알려져 있다. 본 총설은 소각재의 중금속 감소와 생물이용 가능성 향상을 위한 열화학적 처리에 의 한 최신 인 회수 기술과 향후 인 회수를 위한 연구 전략을 세우기 위한 것이다. 그 결과 $CaCl_2$$MgCl_2$가 가장 효과적인 염소 공여체이며 반응온도(< $1000^{\circ}C$) 가 중금속 감소에 가장 중요한 운전 요소였다. 중금속 제거율은 원소에 따라 다르다. 열화학적인 슬러지 처리기술은 소각재에서 인 회수를 위한 상업적 응용이 곧 가능해지리라 사료되며 인 고갈에 의한 인류의 지속가능성 위기 극복에 큰 기여를 할 것이다. 향후 비용절감과 에너지 소비를 줄이는 환경 친화적 공정 개발이 필요하다.

거대조류 바이오가스를 연료로 하는 고체산화물 연료전지를 이용한 삼중발전 (Trigeneration Based on Solid Oxide Fuel Cells Driven by Macroalgal Biogas)

  • ;유준
    • 청정기술
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    • 제26권2호
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    • pp.96-101
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    • 2020
  • 이 논문에서는 3세대 바이오매스 중 거대조류, 즉 해조류 바이오매스로부터 유래된 바이오가스를 연료로 사용하여 열, 전력 및 수소를 생산하는 삼중발전의 타당성 평가를 수행하였다. 이를 위해 3 MW급 고체산화물 연료전지와 가스터빈, 그리고 유기 랭킨 사이클로 이루어진 상용 규모의 열, 전력 및 수소 생산공정을 공정모사기를 사용하여 설계, 모사하였고, 공정모사로 부터 얻은 열 및 물질 수지를 통해 각 단위조작 장치의 가격을 추정하고 경제성을 분석하였다. 수소를 생산하기 위해 고체산화물 연료전지의 설계를 수정하였는데, 연료전지 내 애프터-버너를 제거하고 수성-가스 전환 반응기를 추가하였다. 공정모사 결과 설계된 삼중발전 공정은 시간당 3.47톤의 건조 갈조류 원료로부터 생산된 2톤의 바이오가스를 이용하여 2.3 MW의 전력과 50 kg hr-1의 수소를 37%의 효율로 생산한다. 이 결과를 토대로 가장 현실적인 시나리오에 대해 경제적으로 평가하고 BESP (breakeven electricity selling price)를 계산하였는데, ¢10.45 kWh-1로 기존의 고정 발전 대비 동등 이상의 수준으로 나타났다.

선박의 초기설계 제품정보관리를 위한 PLM 시스템 원형 개발 (Development of PLM Prototype for Conceptual Design of Marine Vessels)

  • 이찬우;이장현;이경호;이재범;김대석;서흥원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.543-553
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    • 2008
  • 최근의 제조 산업에서 제품개발 정보는 제품 수명주기 관리(PLM: Product Lifecycle Management) 시스템을 통하여 관리하고, 조달과 생산 계획에 관련된 통제는 전사적 자원관리(ERP: Enterprise Resource Planning), 생산 관리 시스템이 담당하고 있다. 특히, 효율적인 제품 개발과 시스템 구축 여부는 설계 및 생산, 원가 관리 전체에 걸쳐 영향을 미친다. 따라서 도면, 모델, 자재 정보 등 제품정보관리를 위한 PLM시스템의 역할이 매우 중요하게 여겨지고 있다. 이러한 PLM체계는 요구 사항 분석, 시스템 설계 그리고 기존 Data Migration 등 정보 시스템 개발 절차를 따라서 수행된다. PLM시스템은 전사적인 시스템 개발 과정에서 Prototype개발을 진행하여 구축 절차와 체계 설계를 검증하는 것이 효과적이다. 이 과정에서 PLM 아키텍처 및 제품 구조(Product Structure) 구성, PLM의 기능 개발을 수행한 후에 전체 시스템 설계 개발을 재 수행하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 조선 PLM구축에 필요한 절차와 체계 설계 방법을 제시하고, 이를 초기 기본 설계 단계에 적용하여 PLM구축 방법론을 제시하고자 한다. 초기 설계를 대상으로 요구사항을 도출하고, PLM의 아키텍처를 설계하였으며, 설계한 시스템을 Prototype형태로 제시하였다.

지역난방용 중온수 열원 유기랭킨사이클 성능 특성 (Performance Characteristics of Organic Rankine Cycles Using Medium Temperature District Heating Water as Heat Source)

  • 박우진;유호선
    • 플랜트 저널
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    • 제12권1호
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    • pp.29-36
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    • 2016
  • 최근 늘어가는 에너지 수요를 화석연료에만 의존 할 수 없게 되면서 대체 에너지의 중요성이 대두되고 있으며, 이러한 상황에서 유기랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, 이하 ORC)등 산업체 폐열, 태양열, 지열, 해수 온도차 등의 저등급 에너지를 효과적으로 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 지역난방 축열시 회수수를 혼합하지 않고 ORC를 이용하여 하부사이클을 구성하여 성능해석 상용프로그램으로 작동유체 및 운전특성을 예측하였다. 지역난방수 운전조건인 열원 온도 $120^{\circ}C$, 열원 유량 $163m^3/h$(회수수 유량을 고려한 값)로 하고 이 온도에 적합한 다수의 작동유체를 선정하여 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타난 R245fa의 경우 269.2kW출력과 6.37%효율을 얻을 수 있었다. 또한 ORC 시스템의 응축기 압력변화에 따라 지역난방 회수수 온도가 $57.3{\sim}85^{\circ}C$범위에 형성됨으로서 보일러 입구온도상승에 따른 연료 절감 효과가 예상되었다.

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감자 수확의 성력 기계화 (Mechanization for Labor Saving in Harvesting of Potatoes (Solamum Tuberosum L.))

  • 정동희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.297-302
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    • 1995
  • 감자 재배(栽培)에 있어서 기계(機械)를 이용(利用)하여 수확(收穫)의 생력화(省力化)로 생산비(生産費)를 절감(節減)하기 위해 본(本) 시험(試驗)을 수행(遂行)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 기계(機械)를 이용(利用)한 감자 굴취수확(掘取收穫)은 관행인력수확(慣行人力收穫)에 비해 트랙터 후부(後部)에 굴취기를 이용(利用)한 것이 94%로 생력효과(省力效果)에서 관행인력수확(慣行人力收穫)에 비해 42-45%의 노력시간(努力時間)을 절약(節約)함으로 42-45%의 작업비(作業費)를 절감(節減)했다.

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율무의 기계수확(機械收穫) 시기(時期)에 따른 수량성(收量性) (Yield Variation in Different Harvest Time of Coix lachryma L. var. Ma-yuen STAPF)

  • 이은섭;이준석;김기중;이효승
    • 한국약용작물학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.284-288
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    • 1997
  • 농가(農家)에 보급(普及)된 수도용(水稻用) 콤바인의 이용효율(利用效率)을 높이고 농가소득 증대(農家所得 增大)에 기여(寄與)하기 위해 율무의 콤바인 수확적기(收穫適期)를 구명(究明)하고자 수확시기(收穫時期)를 개화기후(開花期後) 40일, 50일, 00일, 70일에 실시(實施)하시여 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 작업효율(作業效率)은 개화기후(開花期後) 50일 이후(以後)에는 2조 수확(收穫)) 가능(可能)하였고, 작업속도(作業速度)는 개화기후(開花期後) 50일 이후(以後)에는 0.26m/s였고 이론상의 작업능력(作業能力)은 개화기후(開花期後) 60日 이후(以後)는 11.23a/hr였다. 2. 수분함량(水分含量)은 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 낮아져 경엽(莖葉)의 수분함량(水分含量)은 $69.7{\sim}55.3%$ 였고, 종실(種實)의 수분함량은 개화기후(開花期後) 60일 이후(以後)에는 34.2%정도로 안정 되었다. 3. 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 등숙립(登熟粒)은 증가(增加)하였고, 미숙립(未熟粒)과 검불은 감소(減少)하였는데, 개화기후(開花期後) 60일 이후(以後)에는 검불의 혼입율이 1.8%미만이었다. 4. 개화기후 40일부터 70일까지 10일 간격으로 조사한 결과, l 중은 수확시기(收穫時期) 가 늦어질수록 무거워졌으나, 10a당(當) 종실수량(種實收量)은 개화기후(開花期後) 60일에서 가장 무거웠다. 5. 율무의 수도용(水稻用) 콤바인을 이용한 수확적기(收穫適期)는 회귀분석(回歸分析) 결과(結果) 개화기후(開花期後) 68 일경(日頃)이었다.

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세라믹 한외여과 및 광촉매 혼성공정에 의한 고탁도 원수의 고도정수처리: 3. 질소 역세척 시 유기물의 영향 (Advanced Water Treatment of High Turbidity Source by Hybrid Process of Ceramic Ultrafiltration and Photocatalyst: 3. Effect of Organic Matters at $N_2$ Back-flushing)

  • 박진용;한지수
    • 멤브레인
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    • 제22권3호
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    • pp.171-177
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    • 2012
  • 정수처리용 세라믹 한외여과 및 광촉매의 혼성공정에서 주기적 질소 역세척 시 휴믹산 농도의 영향을 알아보고, 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$) 측면에서 물 역세척의 기존 결과와 비교 고찰하였다. 휴믹산 농도가 낮아질수록 $R_f$는 급격히 감소하고 J는 증가하여, 휴믹산 농도 2 mg/L에서 $V_T$는 가장 높았다. 휴믹산 농도가 2에서 10 mg/L로 높아졌을 때, 180분 운전 후 막오염 저항($R_{f,180}$)은 물 역세척 시 $R_{f,180}$값보다 0.8배 더 증가하였다. 따라서 물 역세척보다 질소 역세척 시 막오염이 휴믹산 농도의 영향을 더 크게 받는다는 것을 알 수 있었다. 탁도 처리효율은 휴믹산 농도와 무관하게 거의 일정하였으나, 휴믹산 처리효율은 휴믹산 2 mg/L에서 최대였다. 이것은 질소 역세척 시 휴믹산 2 mg/L에서 광촉매 구의 흡착과 광산화로 휴믹산이 가장 효과적으로 제거되지만, 4 mg/L에서는 광촉매 구만으로 역부족인 것으로 판단된다. 휴믹산 6 mg/L 이상에서는 막표면의 두꺼운 케이크 층과 심화된 내부 막오염으로, 휴믹산이 한외여과막에 의해 효과적으로 제거된 것이다.

Rhodococcus sp. CP01에 의한 페놀과 6가 크롬이온의 동시 제거 (Simultaneous Removal of Phenol and Hexavalent Chromium by Rhodococcus sp. CP01)

  • 최광현;오영숙;김병동;최성찬
    • 미생물학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.279-284
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    • 2000
  • 페놀을 유일한 탄소 및 에너지원으로 이용할 수 있는 Rhodococcus sp. CP01을 침출수로부터 분리하고 회분식 및 연속배양 체제에서 크롬(VI)을 동시에 환원시키는 능력을 추정하였다. 크롬(VI) 환원의 최적 pH 7.0과 페놀 농도 1,000 mg/L에서 최소배지에 주어진 0.25 mM의 크롬(VI)은 CP01 균주에 의해 60시간만에 완전히 환원되었으며, 이때 크롬의 환원속도는 4.17 $\mu$M/hr, 페놀의 분해속도는 38.4 mg.$L^{-1}$.$hr^{-1}$로 측정되었다. 수리학적 체류시간을 100hr으로 유지한 호기성 연속배양 체제에서 크롬(VI)의 농도를 0.0625, 0.125, 그리고 0.25 mM로, 페놀 농도를 1,000~4,000 mg/L까지 변화시키면서 46인간 운전한 결과, 크롬(VI) 0.125 mM과 페놀 3,000 mg/L일 때 유사 steady state에 이르렀으며 이때 크롬의 환원율은 거의 100%로 일정하게 유지되었다. 이 구간에서 계산된 specific reduction rate는 0.34 mg Cr(VI).g $protein^{-1}$.$hr^{-1}$로서 glucose를 생장기질로 이용한 기존의 연구 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 이상의 결과로부터 본 연구는 중금속 크롬(VI)과 방향족 화합물인 페놀을 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 생물학적 처리 가능성을 보여 주었다.

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상향류 혐기성 슬러지 블랭킷 반응조를 이용한 침출수 처리시 입상 활성탄 및 입상슬러지 첨가의 영향 (Effect of the Addition of Granular Activated Carbon and Granular Sludge on the Performance of Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors for Treating Leachate)

  • 이채영
    • 유기물자원화
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    • 제16권4호
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    • pp.91-97
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    • 2008
  • 본 연구에서는 상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 침출수 처리시 입상활성탄과 입상슬러지의 첨가가 반응조의 성능에 미치는 영향을 평가하였다. Control 반응조의 경우 식종물질로 혐기성 소화슬러지를 이용하였으며 GAC 반응조와 Granule 반응조의 경우 Control 반응조와 동일 방식으로 식종하였으며 단지 GAC와 입상슬러지를 소량 첨가하였다. Granule 반응조가 초기 운전기간 동안 가장 짧은 순응기간을 보였으며 GAC 반응조의 경우에도 운전초기에 만족할 만한 성능을 보였다. 그러나 활성탄의 흡착능이 소모됨에 따라 유출수 COD 농도가 점차 증가하는 경향을 보였다. 반응조가 안정화된 후 GAC 반응조가 다른 반응조에 비해 약간 우수한 결과를 보였으며 모든 반응조의 COD 제거율은 수리학적 체류시간 1일에서 90% 이상을 나타내었다. 특히 GAC 반응조의 경우 COD 제거율의 변화 없이 유기물 부하 $4.0{\sim}8.2kg\;COD/m^3.d$에서 95%를 유지하였다. 소량의 입상슬러지 첨가에 의해 초기 운전기간을 단축시킬 수 있었으며 처리효율은 GAC 첨가에 의해 향상되는 것으로 나타났다.

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심폐소생술 시 구조자의 간소화된 구령방법과 연속된 구령방법 간의 가슴압박 질 효과 (Effects of Chest Compression Quality between Rescuer's Simplified Verbal-Order Method and Continued Verbal-Order Method during Cardiopulmonary Resuscitation)

  • 백홍석;박상섭
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.320-330
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    • 2013
  • 본 연구는 심폐소생술 시 음성측정기를 활용하여 구조자의 간소화된 구령방법과 연속된 구령방법과의 가슴압박 질 비교를 통해 심폐소생술의 효율성을 높이고자 한다. 대상자는 C도 소재 응급구조과 재학생으로 심폐소생술 15주 교육과정을 이수한 89명(실험군 45명, 대조군 44명)을 무작위추출 하여 시행하였다. 집단 구분은 간소화된 구령집단을 실험군, 연속적 구령집단을 대조군으로 하였다. 실험측정 기간은 1차(2011년 11월 10일, 11월 28일)와 2차(2012년 9월3일-9월4일)로 진행하였다. 분석은 SPSS WIN 12.0 program을 사용하였다. 연구결과 적절한 가슴압박(회, %)은 실험군(102.86회, 67.79%)이 대조군(85.31회, 55.84%) 보다 가슴압박 질 효과가 높았다(p<.05). 반면, 약한 가슴압박(회) 시행은 실험군(35.54회) 보다 대조군(61.13회)이 높았다. 성별에 있어서는 실험군의 남자가, 체중에 있어서는 실험군의 60kg이상이 적절한 가슴압박을 보였다(p<.05).