중온 배기열을 이용한 유기랭킨사이클 작동유체별 성능특성

권동욱,허기무,윤성훈,문윤재,유호선,이재헌,Kwon, Dong-Uk,Heo, Ki-Moo,Yoon, Sung-Hoon,Moon, Yoon-Jae,Yoo, Ho-Sun,Lee, Jae-Heon 한국플랜트학회 2014 플랜트 저널 Vol.10 No.2

2012년부터 신재생에너지 의무공급제도가 국내에 도입되고, 전 세계적인 에너지 절약과 환경보존 측면에서 미활용 및 신재생에너지원에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 특히, 중저온 열원의 활용방안에 대하여 많은 관심과 연구가 활발하게 진행되면서 고부가가치의 전력생산이 가능한 유기랭킨사이클이 그 대안으로 떠오르고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기랭킨사이클 발전시스템을 하수 처리장 1,500 kW 바이오가스엔진 배기열을 열원으로 하부 사이클을 구성하여 성능해석 상용 프로그램으로 성능특성을 예측하였다. 바이오가스엔진 배열의 실제 운전조건은 $460^{\circ}C$의 온도와 매 초당 2.7 kg의 유량으로 운전되고 있었다. 이러한 열원 온도에 적합한 작동유체를 다수 선정하여 작동유체 종류별 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타나는 이소펜탄의 경우 163.1 kW의 발전출력과 13.66%의 효율을 얻을 수 있었다. Renewable Portfolio Standards was introduced into the system in Korea in 2012. Interest in the unutilized and renewable energy sources is increasing. and these being actively investigated. An organic rankine cycle has emerged as an alternative in order to take advantage of bio-gas engine heat of sewage treatment plants whose capacity is 1500 kW. The organic rankine cycle power system was simulated by a simulator which is a commercial program of power plant design and performance analysis. The biogas engine is operated by $460^{\circ}C$ and 2.7 kg/s flow rate in the sewage treatment plant. Working fluids(R-601a, R-123, R-245fa) are selected to use in ORC power system in this temperature range. It was the isopentane that is the best performance among three working fluids. It could be obtained net power of 163.1 kW and efficiency of 13.66% from isopentane in the simulation.

V₂O₅/TiO₂ 촉매의 Ball Milling에 따른 산소 거동 특성 연구

권동욱,박광희,이상문,장두훈,홍성창,Kwon, Dong Wook,Park, Kwang Hee,Lee, Sang Moon,Jang, Du Hun,Hong, Sung Chang 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6

Ball milling을 이용하여 제조한 $NH_3-SCR$용 $V_2O_5/TiO_2$ 촉매의 산소 거동 특성을 연구하였다. Ball milling으로 인한 촉매 $TiO_2$의 결정구조, 비표면적 변화는 없지만 $H_2-TPR$분석에서는 최대 환원온도가 저온으로 이동한다. 산소농도를 달리한 반응성 실험에서 모든 촉매는 산소가 없을 때 매우 낮은 NOx 전환율을 보이고, 산소 농도에 따라 BMC (Ball Milling Catalyst)의 활성이 더 우수한 경향을 나타낸다. 이는 격자산소와 기상산소의 반응참여 정도가 NMC (No Milling Catalyst) 보다 더 크기 때문이다. We study on the oxygen behavior of $V_2O_5/TiO_2$ catalysts in the $NH_3$-selective catalytic reduction (SCR) prepared by the ball milling processing. There are not any changes in crystal structure and surface area of the $TiO_2$ catalyst by ball milling, but the maximal reduction temperature decreased in $H_2$-temperature programmed reduction (TPR) analysis. Experimental observations with various concentrations of oxygen indicate that all catalysts showed a very low NOx conversion rate in the absence of oxygen and the reactivity of ball milled catalyst higher depending on the oxygen. It is occurred because the degree of participation of atmospheric oxygen and lattice oxygen is great than that of the not-milled catalyst.

나노선 어레이 기반 박테리아 세포의 수력적 포획을 위한 미세유체소자

권동욱(Donguk Kwon),김정(Jung Kim),정수찬(Soochan Chung),박인규(Inkyu Park) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12

드론의 로봇팔(RAD)을 이용한 청소 로봇의 기울어진 태양광 패널위의 랜딩 실험연구

권동욱(Dong-Wook Kwon),정슬(Seul Jung) 대한전기학회 2021 전기학회논문지 Vol.70 No.4

In this paper, the landing experiment of the Solar Panel Cleaning Robot(Dr.SPC) by a drone is presented. The robot arm for a drone (RAD) is designed to have two degrees-of-freedom to carry the cleaning mobile robot. The end-effector of the arm is equipped with an electromagnet to hold and release the robot electrically. The end-effector of the robot arm also has two ultrasonic sensors to measure the slanted angle of the panel and a camera to see the panel closely. Measuring the slanted angle of a solar panel is used for the arm to tilt the cleaning robot in parallel with the panel to minimize the contact force measured by a force sensor mounted on the first link. A drone is replaced with an x-y table for the planar motion of the arm. Actual landing experiments of Dr. SPC on the panel are conducted to test the feasibility.

태양광 패널 청소용 로봇의 설계, 구현 및 실험

권동욱(Dong-Wook Kwon),정슬(Seul Jung) 대한전기학회 2021 전기학회논문지 Vol.70 No.2

This paper presents the design and implementation of a solar panel cleaning robot, which is a tracked wheel mobile robot to move on the solar panel. In order for the robot to stick on the solar panel without sliding down, suction mechanism has been designed and implemented. The suction pad is designed to press the panel by controlling air pressure in the vacuum chamber. Since the robot has to move around on the solar panel, not only pressure control but also position control is required. To change the moving direction, body turning mechanism is employed to change the heading direction since tracked wheels have a difficulty of turning. For the heading angle control, sliding mode control is used while position is controlled by PD control. Experimental studies for the robot to move up and down on the solar panel are conducted to demonstrate the functionality of the robot.

다양한 상용 TiO2 담체의 물리화학적 특성과 Ce/Ti 촉매의 SCR 반응활성과의 상관성 연구

권동욱 ( Dong Wook Kwon ),홍성창 ( Sung Chang Hong ) 한국공업화학회 2015 공업화학 Vol.26 No.2

Ceria supported on various commercial TiO2 catalysts were prepared by wet-impregnation method. We confirmed that the correlation between physicochemical properties of TiO2 supports and SCR activities. Physicochemical properties of the various TiO2 were evaluated using X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and pH analysis. Ce/Ti catalyst exhibited different SCR activities with respect to physicochemical properties of TiO2. An excellent activity was obtained as the surface area of TiO2 increased. In the case of CeOx surface density, the excellent activity in a range of 2.5∼14.5 CeOx/nm2 was achieved and the activity tended to decrease above 14.5 CeOx/nm2. The O/Ti mole ratio of TiO2 in the range of 1.32 to 1.79 showed an excellent SCR activity. It was also confirmed that the pH of the TiO2 has no effects on the SCR activity. In order to achieve excellent SCR activities, ceria oxide should be supported on TiO2 possessing a high specific surface area and certain O/Ti mole ratio. In addition, the catalyst with the low CeOx surface density resulted from the high dispersed ceria oxide should be prepared.

슬라이딩 모드 제어기를 이용한 태양광 패널 청소로봇 헤딩 제어

권동욱(Dong wook Kwon),정슬(Seul Jung) 대한전기학회 2020 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2020 No.10

V2O5/TiO2 촉매의 Ball Milling에 따른 산소 거동 특성 연구

권동욱 ( Dong Wook Kwon ),박광희 ( Kwang Hee Park ),이상문 ( Sang Moon Lee ),장두훈 ( Du Hun Jang ),홍성창 ( Sung Chang Hong ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6

Ball milling을 이용하여 제조한 NH3-SCR용 V2O5/TiO2 촉매의 산소 거동 특성을 연구하였다. Ball milling으로 인한 촉매 TiO2의 결정구조, 비표면적 변화는 없지만 H2-TPR분석에서는 최대 환원온도가 저온으로 이동한다. 산소농도를 달리한 반응성 실험에서 모든 촉매는 산소가 없을 때 매우 낮은 NOx 전환율을 보이고, 산소 농도에 따라 BMC (Ball Milling Catalyst)의 활성이 더 우수한 경향을 나타낸다. 이는 격자산소와 기상산소의 반응참여 정도가 NMC (No Milling Catalyst) 보다 더 크기 때문이다. We study on the oxygen behavior of V2O5/TiO2 catalysts in the NH3-selective catalytic reduction (SCR) prepared by the ball milling processing. There are not any changes in crystal structure and surface area of the TiO2 catalyst by ball milling, but the maximal reduction temperature decreased in H2-temperature programmed reduction (TPR) analysis. Experimental observations with various concentrations of oxygen indicate that all catalysts showed a very low NOx conversion rate in the absence of oxygen and the reactivity of ball milled catalyst higher depending on the oxygen. It is occurred because the degree of participation of atmospheric oxygen and lattice oxygen is great than that of the not-milled catalyst.

가위 쌍 구조 CMG 시스템 동적 해석 연구

권동욱(DongWook Kwon),정슬(Seul Jung) 대한전기학회 2018 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2018 No.10

배기가스 질소산화물 제거를 위한 선택적촉매환원법(SCR) 기술동향

권동욱 ( Dong Wook Kwon ),홍성창 ( Sung Chang Hong ) 한국공업화학회 2016 공업화학전망 Vol.19 No.5

전 세계적으로 환경문제 해결 및 환경규제 강화에 발맞추어 질소산화물(NOx)을 저감하기 위한 다양한 기술 개발 역시 가속화될 것으로 판단된다. 이 가운데 선택적촉매환원법(Selective Catalytic Reduction; SCR)은 대기오염물질의 하나인 NOx의 제거를 위해 암모니아를 환원제로 이용하여 무해한 N₂ 및 H₂O로 전환하는 기술로서 높은 탈질효율을 나타내고, 운전 및 유지보수 용이 등 여러 장점으로 인해 현재까지 개발된 기술 중 NOx를 저감시키는 가장 대표적인 기술로서 세계적으로 이미 상용화되어 다양한 플랜트에 가동 중에 있다. 최근 전 세계적으로 강화된 NOx 배출 규제로 인해 SCR 기술은 주목받고 있다. NH₃-SCR에 사용되는 촉매는 바나듐 및 텅스텐산화물뿐만 아니라 망간 및 세륨산화물과 제올라이트 계열 촉매들이 대표적이다. 한편, 촉매 비활성화 문제에 있어, 배기가스 중의 SO₃는 NH₃와 반응하여 황산암모늄염(NH₄HSO₃)을 형성시켜 이는 촉매 비활성화의 원인이 되며, SCR 설비 후단 열교환기 등에 침적되어 부식현상으로 이어진다. 황성분에 의한 촉매의 비활성화를 억제하기 위해서는 SO₂의 SO₃로의 산화율을 억제 시키고 촉매 표면에 SO₂의 흡착에 대한 반응을 제어해야 한다. SO₂에 의한 비활성화 이외에도 고온 노출에 의한 열과 배기가스에 포함된 알칼리 금속에 의한 활성저하가 있다. 이러한 SCR 촉매의 비활성화는 최적 공정 조합 설계 기술 및 경제성을 고려한 촉매 재생 기술을 적용해야 한다. 따라서, NOx 배출에 있어 강화되는 법규에 만족하기 위해서는 NOx를 저감하기 위한 촉매기술의 개발이 필요하다.