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황화수소 자원화를 위한 선택적 산화 촉매 제조 최적화 및 실증 연구
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),고영서(Youngseo Go),김성수(Sung Su Kim),이상문(Sang Moon Lee) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
황화수소는 유황을 포함한 유기물이 분해될 때 발생되는 유독성 물질이다. 대표적인 황화수소발생 시설로 폐기물 제어 시설인 매립지가 있다. 매립지에서는 고농도의 황화수소가 배출되며, 황화수소 자체로도 악취를 유발하고 부식 특성을 가지고 있으므로 제어가 필요한 물질이다. 하지만 황화수소 분자 내의 황(S)성분을 추출하여 고부가가치로써 활용할 수 있으므로, 본 연구에서는 황화수소의선택적 산화를 통해 황(S) 성분을 추출할 수 있는 선택적 산화 촉매의 제조법을 최적화하고, 제조된촉매의 scale up을 위하여 최적 코팅방법을 검토하였다. 또한, 촉매의 내구성 향상 및 황의 효율적인 추출을 위한 재생 방법을 검토하였다. 이를 통해 황화수소의 제어 및 부가가치화 가능성을 확인하였다.
수소 활용 공정의 안전성 확보를 위한 허니컴형 수소 상온 산화 촉매 제조 조건 최적화 연구
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee ),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),고영서(Youngseo Go),김성수(Sung Su Kim),이상문(Sang Moon Lee ) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
본 연구는 수소 경제 사회에서 누출⋅농축 수소에 대한 안전성 확보를 위해 Pd/TiO2 촉매를허니컴 형태로 코팅하여 그 성능을 평가하였다. 열원에 노출되지 않는 액상환원법을 기반으로 촉매를제조하였으며, 2~4 nm의 매우 작은 활성입자로 존재함을 H2-chemisorption 분석을 통해 확인하였다. 또한 환원반응온도가 증가할수록 metal dispersion 감소 및 활성입자 크기가 증가함을 확인하였으며, 활성금속 입자 크기와 수소 산화 성능은 비례관계에 있음에 따라 수소 산화 성능 감소결과와 일치함을 확인하였다. 제조된 촉매를 실 공정에 적용할 수 있도록 허니컴 형태의 지지체에 코팅하였을 때, AS-40 바인더를 20 wt%이상 코팅하였을 때 저농도 수소 조건에서 90% 이상의 산화 성능을 관찰하였다. 이는 촉매의 부착강도를 증진시키고 촉매 탈리를 방지하여 장기적인 촉매 활성을 기대할 수있음을 SEM 분석을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 가스화 등과 같은 유기물 자원화를 통해 수소생산 및 수소 인프라 구축 사회에서 안전성을 확보할 수 있는 기초연구로, 추후 예측하지 못한 안전사고를 대응할 수 있는 시스템으로써 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
황화수소 산화 촉매의 활성금속 함량 및 온도에 따른 반응 특성 연구
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),김재헌(Jaeheon Kim),김재헌(Junghyun Kim),이상문(Sang Moon Lee),김성수(Sung Su Kim) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
대표적 악취물질인 황화수소(Hydrogen sulfide, H2S)는 주로 석유정제공정이나 다양한 화학공정에서 발생되며, 인체 접촉시 신경계 영향, 질식으로 인한 사망과 같은 영향을 미치게 된다. 이를 제어하기 위해 흡착법, 촉매산화법 등이 이용된다. 흡착법은 대부분의 산업 공정에 적용할 수 있으나 2차폐기물 발생과 황화수소를 선택적으로 제어하는 것이 아니라는 문제점이 있다. 촉매 산화는 촉매를이용하여 황화수소를 선택적으로 산화하는 방법으로 흡착법의 한계를 극복할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 황화수소를 산화하기 위해 V/TiO2 촉매를 제조하여 활성 및 특성을 평가하였다. 활성금속 함량을 달리하여 촉매를 제조하였으며 함량이 증가 할수록 활성이 증가하는 경향을 보였으나 20 wt% 이상에서 활성이 감소하는 것을 확인하였다. BET 분석 결과 바나듐 함량이 증가할수록비표면적이 감소됨을 확인하였다. 10V/TiO2 촉매에 대해 온도에 따른 산화 실험을 수행하였으며, 50 ℃이상일 경우 촉매 비활성화가 확인되었다. 활성 감소 원인을 확인하기 위해 SEM, EDS 및 XRD 분석을 수행하였다. 그 결과, EDS 분석에서 촉매 표면에 황이 생성되었고, XRD에서 peak가 감소한것을 확인하였다. 따라서 황화수소 산화촉매 제어시설에는 황을 배출할 수 있는 재생공정이 필요한것으로 판단된다.
절충의사결정방법을 이용한 선박용 3/2WAY 공압밸브의 다목적 최적설계
김준오(Jun-Oh Kim),백석흠(Seok-Heum Baek),김태우(Tae-Woo Kim),강상모(Sangmo Kang) 한국기계가공학회 2013 한국기계가공학회지 Vol.12 No.2
A study on the flow-structure characteristics of marine 3/2WAY pneumatic valve is essential for optimizing the performance of ship engines. It is important that the valve has desirable safety factor and reduced weight from safety and economic point of view. In this paper, flow-structure characteristics of pneumatic valve is obtained by being optimized based on the proper design criteria. The air with the pressure of 30 bar is the working fluid which is made to fill in the tack in short time. This time is defined as the filling time. On optimum design by considering the flow-structure characteristics, the approach is based on (1) the mathematical formulation of design decisions using the compromise decision-making method, and (2) the approximation technique of response surfaces. The methodology is demonstrated as the multi-objective optimization tool to improve the performance of marine 3/2WAY pneumatic valve.
PT FAIL 기능추가로 방향성 지락과전류계전기 동작신뢰도 향상에 대한 연구
김준오(Kim-Jun Oh),오장만(Oh-Jang Man),강상욱(Kang-Sang Uk),윤수화(Yoon-Soo Hwa) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.7
신재생에너지에 대한 필요와 관심이 높아짐에 따라 신재생에너지 확대에 대한 노력과 제도마련이 범국가적인 차원에서 이루어지고 있다. 미국은 ESG 경영(Environment, Social, Governance)의 최선두에 신재생에너지 확대를 앞세워 2050년까지 100% 청정에너지로의 전환을 목표로 하고 있으며 우리나라도 기업이 사용하는 모든 전력을 2050년까지 신재생에너지로 100% 전환하는 ‘한국형 RE100’ 캠페인을 시행 중이다. 이러한 흐름에 따라 신재생에너지 설비의 도입이 점차 증가하고 있으며 관련 전력계통이 복잡·다양화되고 있고 이에 대응하는 전력기술도 발전해야 할 것이다. 보호계전기의 측면에서 보면 신재생에너지 발전단에서 유입되는 고장전류로 인한 보호계전기의 오동작을 방지하고자 방향성 지락과전류계전기(Directional Over Current Ground Relay, 이하 ‘DOCGR’)가 도입되어 운영 중이다. 방향성 지락과전류계전기는 꾸준한 보호방식의 업그레이드를 통해 신재생에너지 설비에 대응하고 있으나 아직 개선할 사항이 많은 보호계전방식이다. 이에 본 논문에서는 방향성 지락과전류계전기(DOCGR)에 전압감시요소(PT FAIL)를 추가함으로써 동작신뢰도를 향상시키고 신재생에너지 연계계통의 안정성을 높일 수 있는 방법에 대해서 연구하고 제시한다.
VOCs 제거를 위한 제올라이트 흡착탑의 운전 온도 최적화
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee ),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),고영서(Youngseo Go),김성수(Sung Su Kim),이상문(Sang Moon Lee ) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 비등점이 낮아 대기 중으로 쉽게휘발되는 특징을 가졌다. 주로 사업장에서 배출되며 사용되는 도료 등에 따라 다양한 종류의 VOCs 가 배출된다. 대기 중에 배출된 VOCs는 화학 반응을 통해 오존과 미세먼지를 생성하는 전구체로 작용하여 인체와 환경에 전반적인 악영향을 미친다. 특히 VOCs 중 벤젠의 경우 1급 발암물질로 분류되는 등 VOCs 자체로도 인체에 유해하다. 이러한 VOCs를 제어하기 위한 방법으로 중⋅소규모 사업장의 경우 주로 흡착탑을 이용한다. 흡착제로는 주로 활성탄이 이용되며, 폭발의 위험, 마모로 인한 재생의 어려움과 같은 문제가 존재한다. 이를 방지하고자 우수한 내구성과 열적 안정성을 갖는 제올라이트를 활성탄의 대체제로써 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 10 LPM급 bench-scale에서 온도에따른 흡⋅탈착 특성을 확인하였다. 그 결과, 적절한 온도 범위에서 최적의 VOCs 흡⋅탈착 운전 효율을 확보할 수 있었으며, 산업 공정에서 활성탄을 대체한 연속 제올라이트 흡⋅탈착 시스템 운전이가능할 것으로 판단되었다.
악취 제어를 위한 활성탄 흡착탑의 최적 유동특성 선정 연구
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),김재헌(Jaeheon Kim),김정현(Junghyun Kim),이상문(Sang Moon Lee),김성수(Sung Su Kim) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
악취물질은 환경오염물질 중 감각공해물질로 불쾌감을 주는 오염물질이다. 다양한 환경 공정에서 발생하는 악취물질 및 대기오염물질은 인체에 고농도로 노출될 경우 유해한 영향을 미치게 되므로 제어가 필요하다. 대표적인 제어 방법인 흡착법은 부하에 대한 유연성과 높은 비표면적을 갖는활성탄을 주로 이용하고 있다. 그러나 탈착물을 포함한 2차 오염물의 발생과 과도한 압력손실, 높은분진 발생과 같은 문제가 있으므로 흡착탑의 효율 극대화를 위해 압력손실을 최소화하고 높은 접촉면적을 갖는 최적 운전조건을 선정해야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 슬러지 건조 과정에서 발생할수 있는 악취를 제어하기 위해 흡착탑의 유동분석을 수행하였다. 활성탄별 압력손실 특성을 분석한결과, 특정 크기와 모양을 가질 때 가장 낮은 압력 손실을 가졌으며, 원통형 조립이 각형 활성탄 대비약 28% 감소하였다. 따라서 활성탄이 2~4 mesh 크기와 불규칙한 모양을 가질 때 우수한 효율과 경제성을 갖는 흡착탑을 설계할 수 있을 것으로 판단된다.
PCB 조립검사기의 자동티칭을 위한 부품윈도우 자동추출 방법
김준오(Jun Oh Kim),박태형(Tae-Hyoung Park) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.11
We propose an image segmentation method for auto-teaching system of PCB (Printed Circuit Board) assembly inspection machines. The inspection machine acquires images of all components in PCB, and then compares each image with its standard image to find the assembly errors such as misalignment, inverse polarity, and tombstone. The component window that is the area of component to be acquired by camera, is one of the teaching data for operating the inspection machines. To reduce the teaching time of the machine, we newly develop the image processing method to extract the component window automatically from the image of PCB. The proposed method segments the component window by excluding the soldering parts as well as board background. We binarize the input image by use of HSI color model because it is difficult to discriminate the RGB colors between components and backgrounds. The linear combination of the binarized images then enhances the component window from the background. By use of the horizontal and vertical projection of histogram, we finally obtain the component widow. The experimental results are presented to verify the usefulness of the proposed method.