보문 : 공정시스템·공정설계·이동현상·화학고정안전·플랜트엔지니어링 ; 무회분 석탄 생산을 위한 온순조건 용매추출 공정의 경제성 분석

최호경 ( Ho Kyung Choi ),김상도 ( Sang Do Kim ),유지호 ( Ji Ho Yoo ),전동혁 ( Dong Hyuk Chun ),임정환 ( Jeong Hwan Lim ),임영준 ( Young Joon Rhim ),이사훈 ( Si Hyun Lee ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.3

본 연구에서는 석탄의 연화온도보다 낮은 온도에서의 무회분 석탄 제조공정인 온순조건 용매추출 공정의 경제성을 분석하였다. 이를 위해 인도네시아 석탄 산지에 6,000 톤/일 규모의 온순조건 용매추출 플랜트를 건설하는 것으로 가 정하였으며, 이 설비에 대하여 $96백만의 투자비용과, 내용년수 15년에 대한 IRR, B/C ratio, NPV, DPP를 계산하였다. 계산 결과 이 플랜트의 IRR은 31%, NPV는 $87백만, B/C ratio는 1.08, DPP는 3.9년인 것으로 계산되었으며, 이를 통해 석탄의 온순조건 용매추출 플랜트는 충분한 경제성이 있는 것으로 판단하였다. 민감도 분석 결과 무회분 석탄의 판매가 격보다는 원료탄의 구입가격과 고품위 잔탄의 판매가격이 온순조건 용매추출 플랜트의 경제성을 크게 좌우하였다. Economic feasibility of the process for a coal extraction under mild condition, which will produce ash-free coal at a temperature lower than that of coal softening, was analyzed. To this end, the plant of 6000 t/d in capacity was assumed to be constructed near a coal mine in Indonesia, and the IRR, NPV, B/C ratio, and DPP of the plant were calculated based on $96 million investment cost and 15 years service life. The IRR, NPV, B/C ratio, and DPP of the plant were calculated to be 31%, $87 million, 1.08, and 3.9 years, respectively, and which satisfied the evaluation criteria of investment. The economic feasibility of the plant was mainly dependent on the price of the coal initially fed and the residue coal remaining after the extraction, according to sensitivity analysis.

감압건조, 희석침전, 분무건조 방식으로 제조된 무회분석탄의 특성

권호중 ( Ho Jung Kwon ),최호경 ( Ho Kyung Choi ),조완택 ( Wan Taek Jo ),김상도 ( Sang Do Kim ),유지호 ( Ji Ho Yoo ),전동혁 ( Dong Hyuk Chun ),임영준 ( Young Joon Rhim ),임정환 ( Jeong Hwan Lim ),이시훈 ( Si Hyun Lee ),이영우 ( You 한국화학공학회 2016 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.54 No.2

본 연구에서는 용매추출 공정 중 최종 건조 과정에서 회수방식을 달리하여 무회분석탄을 제조한 후 물리적 특성과 화학적 구조를 비교하였다. 무회분석탄 제조에는 아역청탄 등급의 Kideco coal과 극성용매인 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)를 사용하였으며, 회수방식으로는 감압건조, 희석침전, 분무건조 방식을 사용하였다. 제조된 무회분석탄의 물성변화를 확인하기 위해 공업분석, 원소분석, 발열량분석을 실시하였고, 화학적 구조를 알아보고자 FT-IR, NMR 분석을 하였다. 공업분석을 통해 무회분석탄의 회분함량이 원탄에 비해 줄어든 것을 확인하였다. FT-IR 분석 결과 감압건조로 회수한 샘플은 추출용매의 피크가 나타나는 반면 희석침전방식으로 제조한 무회분석탄에는 추출용매 피크가 사라지는것을 확인하였다. 희석침전방식을 사용할 경우 다른 회수방식에 비해 저온공정이 가능하였고, 추출용매로부터 무회분석탄을 보다 확실하게 분리할 수 있었다. Solid ash-free coal (AFC) samples recovered from solvent-extracted solution by vacuum drying, dilution precipitation and spray drying methods were compared in terms of physical properties and chemical structure. AFC was prepared by using Kideco coal (Indonesian sub-bituminous coal) and polar N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent as raw materials. The physical properties of the AFCs were characterized with proximate, ultimate, and calorific value analysis. In analyzing the chemical structure, FTIR and NMR were used. the proximate analysis showed much reduced ash in the AFCs compared to parent raw coal. The FTIR result showed that the extraction solvent was not fully removed from the AFC prepared by vacuum drying. However, the solvent was not detected in the AFC recovered by using dilution precipitation. Dilution precipitation has advantages over the other two methods, since it can be done at relatively low temperature and separate ash-free coal from extraction solvent more effectively.

용매추출법으로 제조된 무회분석탄의 물성 및 열적특성 비교

권호중(Ho Jung Kwon),최호경(Ho kyung Choi),조완택(Wan Taek Jo),김상도(Sang Do Kim),유지호(Ji Ho Yoo),전동혁(Dong Hyuk Chun),임영준(Young Joon Rhim),임정환(Jeong Hwan Lim),이시훈(Si Hyun Lee),이영우(Young Woo Rhee) 한국연소학회 2015 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.2015 No.12

민감도 해석을 통한 무회분 석탄의 가스화 최적 운전조건 도출

박성호(Sung-Ho Park),전동환(Dong-Hwan Jeon),윤성필(Sung-Phil Yun),정석우(Seok-Woo Chung),최호경(Ho-Kyung Choi),이시훈(Si-Hyun Lee) 한국청정기술학회 2014 청정기술 Vol.20 No.3

석탄에 포함되어 있는 회분은 환경오염을 유발시킬 수 있으며, 고온에서 운전되는 발전 설비에 융착되어 열전달 효율을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 알칼리나 산, 또는 유기 용매를 이용하여 석탄 내의 회분을 제거하기 위한 연구와 함께 무회분 석탄을 이용한 석탄화력 발전 및 석탄가스화 복합발전에 대한 타당성 연구가 활발히 진행 중이다. 따라서 본 연구에서는 200 ppm급 무회분 석탄을 석탄가스화 발전에 이용하기 위해서 필요한 가스화기 운전조건을 ASPEN Plus<SUP>ⓡ</SUP> 공정모사의 민감도 해석을 바탕으로 도출하였다. 특히 석탄가스화 공정은 열분해, 휘발분 연소, 촤 가스화 공정으로 나누어 해석을 진행하였으며, 1.5 톤일급 비용융(non-slagging) 가스화기의 크기 및 운전 조건을 반영하여 모델링 하였다. Ash included in coal can cause environmental pollution and it can decrease efficiency of mass and heat transfer by getting scorched and stick in the facilities operated at high temperature. To solve this problem, a feasibility study on pulverized coal fired power plant and integrated gasification combined cycle (IGCC) using the AFC (Ash-Free Coal) as well as the development to remove the ash from the coal was conducted. In this research, optimization of operating condition was proposed by using sensitivity analysis of ASPEN Plus<SUP>ⓡ</SUP> to apply the coal containing under the 200 ppm ash for integrated gasification combined cycle. Particularly, the coal gasification process was classified as three parts : pyrolysis process, volatile matter combustion process and char gasification process. The dimension and operating condition of 1.5 ton/day class non-slagging gasifier are reflected in the coal gasification process model.

2013년 한국체육대학교 부속 의원에서 시행한 스포츠 손상 및 내과적 질환에 대한 역학 연구

김은국 ( Eun Kuk Kim ),최호경 ( Ho Kyung Choi ) 한국체육대학교 체육과학연구소 2014 스포츠사이언스 Vol.31 No.2

본 연구는 2013년 동안 한국체육대학교 부속 의원을 방문한 학생과 교직원을 대상으로 스포츠 손상 및 내과적 질환에 대해 전향적으로 시행한 역학 조사이다· 2013년 3월 4일부터 11월 30일까지 총 1,231건의 진료가 있었으며, 이들 중 스포츠 손상은 1,095건(89·0%)이었고, 내과적 질환은 136건(11·0%)이었다· 소속 학과별 부속의원 방문은 엘리트 선수들이 주로 재학 중인 체육학과(45·6%)에서 가장 많았고, 체육학과내 종목별 방문은 역도(10·3%), 하키(9·2%), 투척(8·1%) 등의 순이었다· 본교 학생들의 전체 스포츠 손상들 중 발목 및 발(20·6%) 부위에서 가장 높은 빈도로 스포츠 손상이 발생하였고, 특히, 이 부위에서의 급성 발목인대 염좌(32·7%)는 가장 많이 발생한 스포츠 손상이었다· 신체 부위에 따른 스포츠 손상은 하지에서 인대의 손상이 가장 많았고(33·8%), 상지에서는 관절의 손상이 가장 많았다(29·8%)· 내과적 질환은 표재성 손상(54·4%)과 감기(31·6%)가 대부분을 차지하였다· 향후 본 연구를 지속하면서 본교 재학생 및 구성원들의 스포츠 손상과 질환에 대한 역학 조사 결과들을 잘 활용한다면, 각각의 종목에 따라 흔히 발생하는 여러 스포츠 손상 및 내과적 질환들을 보다 효과적으로 예방하데 도움이 되는 프로그램을 만들어 활용하는데 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다· The purpose of this study was to do the surveillance study of sports injuries and medical illnesses which were suffered to members of Korea National Sport University(KNSU) during 2013· A physician of the sports medicine clinic in KNSU made clinical diagnoses of the injury and illness· A total of 1,231 diagnoses were reported and 89·0% of them was sports injuries· Athletes of the Department of Physical Education suffered sports injuries most frequently(45·6%), and amongst them, the sports injuries was highest in lifting(10·3%), hockey(9·2%) and throws(8·1%)· The most frequent sports injury in ankle and foot were acute ankle ligament sprain(32·7%)· Ligament injuries(33·8%) of lower extremity and joint injuries(29·8%) of upper extremity were the most frequent injuries· The superficial injuries(54·4%) and common cold(31·6%) were most prevalent illnesses· These results could provide relevant information for sports injury prevention programs customized to the injury profile of the respective sport in KNSU·

연구 논문 : 온순조건과 고온조건에서 용매 추출한 석탄의 특성 비교

박근용 ( Keun Yong Park ),최호경 ( Ho Kyung Choi ),김상도 ( Sang Do Kim ),유지호 ( Ji Ho Yoo ),전동혁 ( Dong Hyuk Chun ),임영준 ( Young Joon Rhim ),임정환 ( Jeong Han Lim ),이시훈 ( Si Hyun Lee ),나병기 ( Byung Ki Na ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.6

본 연구에서는 온순조건에서 용매 추출된 석탄의 물성과 추출특성을 고온조건에서 추출된 석탄의 것과 비교하였다. 석탄의 용매 추출 특성을 알아보기 위해 추출실험에는 아역청탄(Kideco 탄)과 극성 용매인 N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP)을 사용하였다. 온순조건과 고온조건에서 석탄의 용매 추출 특성을 알아보기 위해 추출온도 변화, 용매 재사용에 따른 추출 특성 변화에 대한 실험을 하였다. 실험결과 추출온도가 증가할수록 추출수율과 추출탄의 발열량은 증가하였고, 회분농도는 감소하였다. FT-IR 분석 결과 고온조건(350 ℃)에서 추출한 추출탄의 표면에 C=O 아미드 결합, 방향족 에테르, 그리고 지방족 에테르 그룹들이 온순조건(150∼300 ℃)에서 추출한 것에 비해 증가하는 것으로 나타났다. MALDI-TOF/MS 분석 결과 온순조건에서는 300∼500 m/z 범위 이하의 작은 분자들이 주로 추출되었고, 고온조건에서는 500∼1500 m/z 범위에 걸쳐 상대적으로 큰 분자들까지 추출됨을 확인하였다. In this study, we compare various physicochemical properties of solvent extracted coals obtained at both mild and high temperature conditions. In order to characterize the extraction behavior, experiments were performed using a sub-bituminous coal (Kideco) and a polar solvent (N-methyl-2-pyrrolidinone, NMP), where the extraction temperature and the effect of solvent recycling were evaluated. As the extraction temperature increased up to 350 ℃, an extraction yield and a calorific value of the extracted coal increased, while an ash content of the extracted coal decreased. FT-IR results revealed that the surface of the coal extracted at 350 ℃ was found to contain more amide, aromatic ester, and aliphatic ether groups than that at the lower temperatures. The result of MALDI-TOF/MS analysis confirmed that the smaller molecules with 300∼500 m/z were extracted at a mild condition, while the bigger molecules in the range of 500∼1500 m/z were extracted at the high temperature.

무회분석탄을 촉매 지지체로 활용한 니켈 촉매의 탄화수소 수증기 개질 연구

유지호(Yoo Ji Ho),Lia Priscilla,김수현(Kim Soo Hyun),Paul Victor,전동혁(Chun Dong Hyuk),최호경(Choi Ho Kyung),김상도(Kim Sang Do),임정환(Lim Jeong Hwan),임영준(Rhim Young Joon),이시훈(Lee Si Hyun) 한국에너지기후변화학회 2015 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2015 No.11

엘리트 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수들의 스포츠 손상에 대한 역학 연구

김은국(Kim, Eun-Kuk),최호경(Choi, Ho-Kyung) 한국체육과학회 2017 한국체육과학회지 Vol.26 No.2

The purpose of this study was to investigate sports injuries which were developed by Korean elite short track speed skaters. Seventeen elite skaters who belonged to S-City Team were enrolled in this study. The epidemiologic data were collected by an interviewer-administered questionnaire based on injury report form of the International Olympic Committee. A total of 53 injuries were reported, and 25 injuries and 28 injuries were developed in adolescents and adult skaters, respectively. In adolescent skaters, incidence rate (IR) of all injuries was 3.28 injuries/1000 athlete exposures (AEs), and the IR of the knee injuries was the highest (3.64 injuries/10000AEs). Injuries during training comprised 96% of all injuries and contact injuries were 48%. Serious injuries that needed to be absent from trains or competitions more than one day were 40% and 44% of all injures were still inducing pain with exercise. In adult skaters, total IR was 4.59 injuries/1000AEs and the highest IR was 4.13 injuries/1000AEs in knee joint. Injuries during training comprised 82.1% of all injuries and contact injuries were 53.6%. Serious injuries were 28.6% and 28.6% were still inducing pain with exercise. In conclusion, the results of this study demonstrated IRs and characteristics of sports injuries, which could be helpful to provide useful information for preparing preventive measures against the sports injuries in elite short track speed skaters.

상온에서의 용매 처리를 통한 저등급 석탄의 표면물성 및 자연발화 특성 변화

조완택 ( Wan Taek Jo ),최호경 ( Ho Kyung Choi ),김상도 ( Sang Do Kim ),유지호 ( Ji Ho Yoo ),전동혁 ( Dong Hyuk Chun ),임영준 ( Young Joon Rhim ),임정환 ( Jeong Hwan Lim ),이시훈 ( Si Hyun Lee ) 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.5

본 연구에서는 유기용매를 이용하여 표면처리한 저등급 석탄의 물성과 자연발화성 변화를 알아보았다. 석탄은 인도네시아 갈탄인 KBB탄과 SM탄 그리고 아역청탄인 Roto탄을 사용하였으며, 비극성 유기용매인 1-methyl naphthalene (1 MN)과 혼합한 후 단순 회전 임펠러 또는 초음파를 이용하여 일정 시간동안 교반하였다. 1MN 처리탄의 물성 변화는 공업 분석, 발열량 분석, FT-IR 분석, XPS 분석, 그리고 수분 재흡착 실험을 통해 알아보았으며, 자연 발화성 변화는 Crossing-Point Temperature 분석과, 산화에 의해 발생되는 CO, CO2 가스 분석을 통해 확인하였다. FT-IR 분석 결과 처리탄들의 수소와 산소를 포함한 결합기들이 줄었다. XPS분석 결과 원탄들에 비해 처리탄들의 C-O, C=O 그리고 COO- 피크는 감소하고 C-C 피크는 상대적으로 증가하였다. 그리고 수분 재흡착성 측정 결과 처리탄들 표면의 소수성이 증가함을 확인하였다. CPT 측정 결과 원탄들에 비해 처리탄들의 CPT 값이 20 oC이상 증가하였는데, 단순 기계적 교반보다 초음파 교반 방식으로 처리한 석탄의 CPT 값이 높았다. 이때 배출되는 가스의 분석에서도 처리탄들이 원탄들에 비해 CO와 CO2 가스 발생량이 적고 발생 시점이 늦어져 자연발화성이 억제되는 것으로 나타났다. 이는 석탄을 유기용매로 처리함으로써 미리 산화반응에 참여하는 표면의 기능기들이 제거되어 자연발화성이 억제되는 것이며, 이에 단순 기계적 교반 방식보다는 초음파 교반 방식이 보다 효과적임을 확인하였다. This study investigated the spontaneous combustion behavior of solvent-treated low rank coals. Indonesian lignite (a KBB and SM coal) and sub-bituminous (a Roto coal) were mixed with non-polar 1-methyl naphthalene (1MN) either by mechanical agitation or ultrasonication. The property change associated with 1MN treatment was then analyzed using proximate analysis, calorific value analysis, Fourier transform infrared (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy and moisture re-adsorption test. Susceptibility to spontaneous combustion was evaluated using crossingpoint temperature (CPT) measurement along with gas analysis by GC. A FT-IR profile showed that oxygen functional groups and C-H bonding became weaker when treated by 1 MN. XPS results also indicated a decrease of the oxygen groups (C-O-, C=O and COO-). Increased hydrophobicity was found in the 1MN treated coals during moisture readsorption test. A CPT of the treated coals was ~20 oC higher than that of the corresponding raw coals and the ultrasonication was more effective way to enhance the stability against spontaneous combustion than the agitation. In the gas analysis less CO and CO2 were emitted from 1MN treated coals, also indicating inhibition of pyrophoric behavior. The surface functional groups participating in the oxidation reaction seemed to be removed by the ultrasonication more effectively than by the simple mechanical agitation.

한국체육대학교 학생들의 도핑에 대한 지식, 믿음 및 성향

김은국 ( Eun-kuk Kim ),최호경 ( Ho-kyung Choi ) 한국체육대학교 체육과학연구소 2015 스포츠사이언스 Vol.32 No.2

반도핑 전략에 있어서, 도핑에 대한 관대함이 금지약물을 사용하게 되는 것과 같이 도핑에 대한 사고방식과 믿음이 도핑을 행하는 행동의 지표로 간주된다. 본 연구의 목적은 체육대학교의 입시 준비를 한 학생들을 대상으로 도핑에 대한 지식과 믿음, 성향을 정량적으로 측정하고 그 특성을 분석하여, 효율적인 반도핑 프로그램에 유용한 자료로 제공하고자 하는 것이다. 한국체육대학교에 재학 중인 일반학과(비체육학과) 학생들 중 190명 대학생들의 도핑에 대한 사고방식 및 성향을 정량적으로 측정하기 위해 Performance Enhancement Attitude Scale(PEAS)을 한국어로 번역한 설문지를 사용하였다. 그 결과, 연구대상자의 PEAS 점수는 41.11±13.82로 선행연구의 엘리트 운동선수들의 PEAS 점수(39.87±13.41)보다 약간 높게 나타났으나, 성별간에는 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 87% 정도가 금지약물에 대해 알지 못했다. 몇몇의 남학생은 고의 또는 부주의로 과거에 약물은 복용한 적이 있었고, 5명의 학생은 금지약물을 복용한 적이 있거나 현재 복용하고 있는 학생 또는 선수를 알고 있다고 하였으며, 이들의 PEAS 점수가 평균점수보다 높게 나타났다. 대부분의 학생들은 17개의 설문지 문항 중 14개의 문항에 있어서 부정적으로 응답하였다. 본 연구의 결과는 체육대학교에 재학 중인 학생들에게 효율적인 반도핑 프로그램에 유용한 자료로 제공될 것이다. In the strategy for the doping control, attitudes and beliefs are considered an index of doping behaviour, relating the use of banned substances to greater leniency towards doping. The aim of this study was to quantitatively measure the doping related attitudes, beliefs and knowledge among non-elite students attending Korea National Sport University. Data were collected by questionnaires among the students (n=190). Outcome measures included doping knowledge, behavior and attitude (Performance Enhancement Attitude Scale; PEAS). PEAS scores were 41.11±13.82, in which there was no significant difference between sexes. About eighty-seven percent of students were unaware of banned substances. A few male students admitted the past use of doping knowingly or inadvertently and 5 students reported that they knew others doping, and they demonstrated higher PEAS scores. Most students demonstrated negative attitudes toward doping in 14 items among 17 PEAS questionnaires. This study may provide Sport University students with educational strategy for effective anti-doping program.