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박일건,홍민선,김범석,강호근,Park, Il-Gun,Hong, Min-Sun,Kim, Beom-Seok,Kang, Ho-Geun 한국터널지하공간학회 2012 한국터널지하공간학회논문집 Vol.14 No.6
The need for management of tunnel air quality is imminent considering the rapid increase of number and span of tunnels in Korea. To investigate spatial distribution of $CO_2$ within tunnels, $CO_2$ were measured and model simulations were performed in Namsan 1 tunnel. Results show that $CO_2$ concentrations were 250 ppm to 400 ppm higher in the exit than tunnel entrance. Also, $CO_2$ concentrations were 200 ppm to 300 ppm lower inside no ventilating vehicle than in the tunnel. Both experimental and model simulation results show that spatial distribution and concentration gradient of air pollutant inside tunnel are highly dependent on traffic density. 지속적인 터널 건설의 증가는 터널 내 대기질 관리에 대한 필요성을 점증시키고 있어 측정 및 모델 모사를 통한 터널 내 대기질 거동에 대한 연구를 수행하였다. 남산1호 터널 입구와 출구의 $CO_2$ 농도차는 250 ppm~400 ppm으로 출구쪽이 높았으며 환기를 안 하는 차량 내부의 농도는 외부에 비해 200 ppm~300 ppm 낮게 측정되었다. 교통량이 적을 시 터널 내 유속은 빨라지며 일정한 농도 구배를 나타내고, 교통량이 증가하면 일정치 않은 농도 구배를 나타내는 것으로 나타났다.
활성탄소섬유를 이용한 CO<sub>2</sub> 흡착에 관한 연구
박일건,홍민선,김범석,강호근,김흥래 한국에너지기후변화학회 2012 에너지기후변화학회지 Vol.7 No.2
<P>Atmospheric CO<SUB>2</SUB> increase invoked as a significant contributor to global climate change. To reduce atmospheric CO<SUB>2</SUB>, most research works are focused on CO<SUB>2</SUB> capture from point sources such as power plant and steel industry. In this work, attempts were made to capture ambient CO<SUB>2</SUB> using carbon fiber filters. Results show that breakthrough times decrease from 8.5hrs to 7.5hrs as CO<SUB>2</SUB> concentrations increase from 0.5% to 0.8%. Also, CO<SUB>2</SUB> reduction were 275ppm for 12mm filter and 230ppm for 9mm filter, respectively.</P>
박일건,홍민선,김범석,강호근,김홍래 한국도로학회 2013 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2013 No.09
화석 연료의 사용 증가로 인한 이산화탄소 배출의 증가로 급속한 지구의 온난화가 초래되었으며, 전 세 계적으로 기후변화에 따른 피해는 앞으로 더욱 심각해질 것으로 전망하고 있다. 국제에너지기구 (International Energy Ageny, IEA)는 전 세계가 신재생에너지를 주 에너지원으로 사용한다고 가정해도 2050년 이후 대기 중 이산화탄소 농도가 우려할 만한 수준으로 높아진다고 보고하고 있다. 이처럼 지구 온난화와 기후변화는 인류의 미래에 지대한 영향을 미칠 것이며 이에 대한 대비책으로 대기 중 이산화탄소 농도를 혁신적으로 저감할 수 있는 기술 개발이 시급히 요구되고 있다. 현재 지구상 평균 CO2 농도는 390ppm 로 매년 2ppm씩 증가하는 추세이며, 특히, 비점오염원에서 배출되는 CO2가 전체 50%에 육박하는 실정이다. 발전소와 같이 대규모의 점오염원에서 배출되는 고농도 CO2 포집기술은 많은 연구자들에 의해 연구가 진행되어 왔으나 비점오염원에서 배출되는 저농도의 CO2를 제거하는 기술은 미비한 실정으로 대기 중 CO2를 효율적으로 제거하는 기술(Direct Air Capture technology; DAC)이 미국, 캐나다에서 제안되었으며 이에 대한 경제성 및 타당성 평가를 미국 물리학회에서 2년간 수행하였다. 이에 본 연구에서는 알카놀아민 계열의 흡수제와 흡착제를 이용하여 도로변 대기 중 저농도 CO2 저감 을 위한 적용 가능성을 도출하고자 실험실 규모에서 저농도 CO2 저감 성능을 평가하였다. 그 결과, 단일흡수제의 경우 MEA 농도 1, 2, 3 wt%에서 CO2 흡수량은 0.34 mol-CO2/mol-absorbent, 0.32 mol-CO2/mol-absorbent 그리고 0.3 mol-CO2/mol-absorbent로 나타났고, AMP의 농도 1, 2, 3 wt% 에서는 0.32 mol-CO2/mol-absorbent, 0.30 mol-CO2/mol-absorbent, 0.28 mol-CO2/mol-absorbent로 나타나 MEA가 DEA, MDEA, AMP보다 흡수성능이 우수하였다. 혼합흡수제의 경우 MEA 0.5wt%에 AMP 0.5wt%를 혼합한 흡수제가 0.52mol-CO2/mol-absorbent로 흡수 성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 흡착제를 이용한 흡착과 열재생을 반복하는 실험을 수행한 결과 제올라이트 5A, 13X, 활성탄소섬유(ACF) 그리 고 활성탄의 CO2 흡착량은 21 mg-CO2/g-adsorbent, 12 mg-CO2/g-adsorbent, 18 mg-CO2/g-adsorbent 그리고 6 mg-CO2/g-adsorbent으로 나타났으며, 열재생 반복실험 결과에서 제올라이트 5A가 가장 우수한 흡착 성능을 보여주었다.
30kW 급 합성가스 열병합 시스템 개발 및 효율 성능평가
박일건,김상태,노귀성 한국응용과학기술학회 2019 한국응용과학기술학회지 Vol.36 No.4
본 연구에서는 합성가스의 에너지화를 위한 가스엔진 성능 평가를 수행하였다. 회전수 1800 rpm 조건에서 공기과잉률이 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 증가에 따른 엔진출력(kW m )과 열효율(%)을 평가한 결과, 공기과잉률 λ 1.4에서 엔진출력 34 kW m 를 나타냈으며, 공기과잉률이 증가할수록 엔진 열효율은 전반적으로 감소하는 경향을 보였다. 엔진출력 34 kW m 조건에서 공기과잉률이 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 증가시 열효율이 34.2%, 36.9%, 37.2%, 37.4%, 38.1%로 증가하였고, 발전출력을 통한 종합효율은 발전출력 30 kWe 부하조건에서 38.7 kg/h의 연료를 소모하여 32.1%의 발전효율과 냉각수와 배기가스에서의 열회수를 통해 57.3 kW의 폐열을 회수하여 53.8%의 열을 회수하여 총 85.8%의 종합효율을 보이는 것으로 나타났다. In this paper, Gas engine was tested for the energy of synthesis gas. As excess air ratio increase 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 in 1800 rpm and synthesis gas, thermal efficiency generally decrease and power generation was 34 kWm at λ 1.4. And excess air ratio increase 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 in power generation 34 kWm, thermal efficiency generally increase 34.2%, 36.9%, 37.2%, 37.4%, 38.1%. Total efficiency through power generation consumes 38.7 kg/h of fuel at 30 kWe load and recovers 57.3% of waste heat by recovering 57.3 kW of waste heat through 32.1% power generation efficiency and heat recovery from cooling water and exhaust gas. The total efficiency was 85.8%.