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열정산 방법을 통한 사업장폐기물 소각시설의 출열분포 특성
손지환 ( Ji Hwan Son ),유하녕 ( Ha Nyoung Yoo ),강준구 ( Jun Gu Kang ),고영재 ( Young Jae Ko ),권영현 ( Young Hyun Kwon ),전태완 ( Tae Wan Jeon ),신선경 ( Sun Kyoung Shin ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
자원의 효율적 이용 및 폐기물의 자원화를 통해 천연자원의 소비를 감축하고자 환경부에서는 2018년 1월 1일부터 자원순환기본법이 시행된다. 기본원칙으로 폐기물의 발생을 최대한 억제하고 발생된 폐기물에 대해서는 재사용하고 재사용이 곤란한 경우 재생이용하고 둘 다 곤란한 경우에는 최대한 에너지를 회수·이용하여 열원(온수, 증기 등) 또는 전기 등의 에너지로 활용하고자한다. 이에 따라 소각시설에서 에너지 생산량에 기여하는 출열 분포의 중요성이 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 사업장폐기물 소각시설을 대상으로 각각의 출열인자별 양을 산정하고 출열분포 특성에 대하여 고찰하고자 한다. 본 연구는 사업장폐기물 소각시설 7개 시설(10개 호기)를 대상으로 진행하였다. 대상시설의 출열항목은 폐열 보일러의 설치형태(일체형, 분리형)에 따라 결정하였다. 소각로와 보일러가 붙은 경우를 일체형이라 하고 증기 흡수열, 배출가스 보유열, 보일러 방열손실, 소각로 방열손실, 바닥재 배출열, 미연탄소분 열손실, 블로우다운 배출열의 총 7가지 출열항목을 산정하였으며, 소각로와 보일러가 분리되어 있는 경우를 분리형이라 하여 배출가스 보유열, 소각로 방열손실, 바닥재 배출열, 미연탄소분 열손실의 총 4가지 출열항목을 산정하였다. 이를 출열분포를 산정하기 위해 계측기를 이용하여 관련한 데이터를 일별로 수집하였으며, 계측이 되지 않는 항목에 대하여는 직접 측정하여 산정하였다. 출열분포 특성을 살펴본 결과 일체형 보일러를 설치한 소각시설의 경우 증기 흡수열이 출열분포가 큰 것으로 나타났으며, 분리형 보일러를 설치한 소각시설은 배출가스 보유열이 가장 많이 차지하는 것으로 나타났다.
손지환(Ji-Hwan Son),박현우(Hyun-Woo Park),하동우(Dong-Woo Ha),이창우(Chang-U Lee),김진수(Jin-Su Kim),강성기(Seong-Ki Kang) 한국생산제조학회 2017 한국생산제조학회지 Vol.26 No.1
In a large 3D printer when the cooler, which cools the filament, acts in one direction, the area directly exposed to the cooling is cooled to the proper temperature. However, the cooling effect on the opposite area is relatively less. It was found in experiments that filaments with a thickness of over 2 mm exhibit the cooling problem in one directional cooling. Consequently, cooling was performed to prevent the flow-down and to produce firm support leading to an improvement in product quality in extrusion. Further, the lay-up of a 3D printer with five guides combined with a duct was achieved. Analysis showed that the improvement in the cooling effect enables stable extrusion and lay-up and thus, reduces fabrication time.
폐기물 소각시설의 저위발열량 및 에너지 회수효율 산정방법에 관한 연구
손지환 ( Ji-hwan Son ),권영현 ( Young-hyun Kwon ),강준구 ( Jun-gu Kang ),고영재 ( Young-jae Ko ),유하녕 ( Han-young Yoo ),장미정 ( Mi-jeong Jang ),권준화 ( Jun-hwa Kwon ),전태완 ( Tae-wan Jeon ),신선경 ( Sun-kyoung Shin ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
국내 폐기물 소각시설의 에너지 회수효율 관련 규정으로는 「폐기물관리법 시행규칙」 제3조(에너지 회수 기준 등)에 명시되어 있으며, 에너지 회수효율 기준으로는 75 % 이상(생산량 기준) 회수된 열에너지를 스스로 이용하거나 다른 사람에게 공급할 것으로 규정하고 있다. 또한, 2016년 5월 제정된 「자원순환기본법」 내 제21조에서는 폐기물을 순환이용할 수 있음에도 불구하고 소각·매립방법으로 처분하는 경우 폐기물처분부담금을 부과하도록 명시하였으며, 동법 제24조에 따르면 소각열에너지를 50 % 이상 회수하여 이용하는 경우 폐기물처분부담금을 감면할 수 있도록 규정하고 있다. 그러나 현행 에너지 회수효율 기준은 생산에너지를 기준으로 산정하고 있어 실제 유효하게 이용된 에너지의 평가가 곤란하며, 에너지원으로는 전력에너지가 반영되지 못하여 에너지 회수효율 증진을 위한 유인방안이 부족한 실정이다. 국내의 폐기물 소각시설의 저위발열량 산정방법으로는 원소분석법(Dulong, Steuer 등), 단열 열량계(Bomb Calorimeter)를 이용하여 측정·분석하고 있으나 소량의 시료 채취를 통하여 폐기물의 대표성을 확보하기에는 많은 어려움이 따른다. 또한, 소각로에 투입되는 폐기물의 특성(성상의 다양성, 계절적 영향 등) 및 시설의 특성 등을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 지역적 특성 및 소각로·보일러의 형태(stoker, Rotary Kiln, FBC )등을 고려하여 현재 운영 중인 폐기물 소각시설(생활, 사업장) 11개소(17호기)를 대상시설로 선정하여 계측기 측정데이터 및 현장측정(배출가스 조성, 바닥재 배출온도 및 강열감량, 소각로 및 보일러 방열손실)을 통하여 해당 시설의 저위발열량 및 에너지 회수효율을 산정하였다. 이와 같은 산정결과를 바탕으로 향후 에너지 회수효율 향상 제고를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
박선구 ( Sun Ku Park ),손지환 ( Ji Hwan Son ) 한국환경정책평가연구원 2006 환경정책연구 Vol.5 No.2
선진 외국에서 먹는물 중 방사성물질의 관리동향에 대한 고찰은 다음과 같다. 미국은 1974년 안전한 음용수법에 규제안을 설정한 후, 30년 이상 개정하여 현재 우라늄 MCL은 30㎍/L, 라돈 AMCL 4,000pCi/L 또는 MCL 300pCi/L, 라듐-226과 라듐-228의 합 5pCi/L로 설정하여 관리하고 있다. 캐나다는 우라늄을 20㎍/L로 잠정적으로 설정하였다. WHO는 2004년 9월 우라늄과 라돈의 가이드라인을 각각 15㎍/L과 100Bq/L로 개정하였다. 선진 외국은 먹는물 중 방사성물질에 대하여 수십년간 연구조사결과를 토대로 수질기준을 정하였고, 지속적으로 개선 및 보완을 하여 관리하고 있음을 알 수 있었다. The radionuclides in drinking water have been regulated in many countries. In USA, the regulation has been revised for over 30 years since radionuclides have been regulated under Safe Drinking Water Act(SDWA) from 1974. Today, USEPA is finalizing maximum contaminant level goal(MCLG) of zero for radionuclides, maximum contaminant level(MCL) and alternative maximum contaminant level(AMCL) of 300pCi/L and 4,000pCi/L for radon respectively, MCLs of 30㎍/L for uranium, and MCLs of 5pCi/L for combined radium 226 and 228. In Canada, Maximum Acceptable Concentration(MAC) value for uranium is 20㎍ /L. WHO revised the guideline value of uranium and radon to 15㎍/L and 100Bq/L in september 2004, respectively. On this survey, it has been found that international regulations for radionuclides in drinking water have been established and improved steadily on the knowledge basis from the past decades` studies.
임피던스 복소캐패시턴스법에 의한 PEMFC 전극 구조 분석
장종현(Jang, Jong-Hyun),손지환(Son, Ji-Hwan),김형준(Kim, Hyoung-Juhn),한종희(Han, Jong-Hee),임태훈(Lim, Tae-Hoon) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.11
PEMFC의 전기화학적 반응은 촉매, 이오노머, 기공이 만나는 삼상계면에서만 일어나므로, 전극 구조의 최적화가 성능 향상 및 장기안정성 확보에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 전극 미세구조를 실시간으로 분석하기 위해 임피던스 복소캐패시턴스법을 도입하고자 하였다. 즉, PEMFC의 양극에 질소를 공급하면 0.4 V 부근에서 전기이중층 형성 반응만이 일어나는 것을 확인하였으며, 이때 음극에는 수소를 공급하여 기준전극 및 반대전극으로 사용하였다. 측정된 임피던스를 복소캐패시턴스로 변환하고 허수부를 주파수에 대해 도시하면 피크 형태의 곡선이 얻어지는데, (1) 피크 면적은 전극/전해질의 계면면적, (2) 피크 위치는 이오노머 네트워크에 의한 수소이온 전도 특성, (3) 피크 폭은 다공성 구조의 균일도를 각각 나타내므로, 피팅 없이 직접적인 해석이 가능하다는 장점을 가진다. 반면, 기존의 Nyquist 도시법은 피팅에 의한 분석이 필요하며, 전극층의 불균일한 구조로 인해 단순한 등가회로 구성이 어려운 문제점을 가진다. 최종적으로, MEA 제작 조건 및 운전 조건을 변수로 하여 임피던스를 측정하고 복소캐패시턴스 분석을 수행하여, 퇴화 경로를 규명하고 운전 조건을 최적화하고자 하였다.
윤영욱 ( Young Wook Yoon ),손지환 ( Ji-hwan Son ),권영현 ( Young-hyun Kwon ),장미정 ( Mi-jeong Jang ),강준구 ( Jun-gu Kang ),신선경 ( Sun-kyoung Shin ),전태완 ( Tae-wan Jeon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-
국내 폐기물 발생량은 급격한 산업화와 인구 증가 등의 요인으로 인해 꾸준히 증가하고 있으며 이에 따라 다양한 폐기물 처리방법이 수행되고 있다. 폐기물 처리방법 중 하나인 고형연료제품 제작은 폐기물 발생을 최소화할 수 있고 폐기물 중 가용 자원의 재활용을 극대화 할 수 있기 때문에 신재생에너지로 간주되고 있다. 고형연료는 고체폐기물 중 폐합성수지류, 폐지류, 폐목재류 등 가연성 물질을 선별하여 파쇄, 건조 등의 처리과정을 거쳐 연료화시킨 것을 통칭하며 소각시설이나 발전시설에서 연료로 사용되고 있다. 하지만 최근 미세먼지 문제가 심각해지면서 고형연료에 대한 부정적 인식이 늘고 있으며 이를 극복하기 위해서는 고형연료가 안전한 제품으로 인식될 수 있도록 다수의 품질기준 적합성 검사가 필요하다. 고형연료 품질기준 중 중금속 함량 분석은 이러한 인식 제고에 반드시 필요한 시험 항목이기 때문에 정확성이 확보되어야 하며 현재 고형연료 품질시험방법에 따른 중금속 분석방법은 전처리 과정에서 고형연료 시료가 완전히 분해되지 않는 문제점이 발견되었다. 본 연구에서는 기존 고형연료의 중금속 함량 분석 방법을 개선하기 위해 마이크로파 전처리 조건의 산 종류, 마이크로파 전력(W), 반응시간에 변화를 주어 이에 따른 17종의 중금속(As, Cd, Pd, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, Sb, Sr, Ti, V, Zn)함량 변화를 확인하였다. 대상 시료는 인증표준물질 ERM-EC680k를 사용하였고 마이크로파 전처리를 통해 제조된 액상시료는 유도결합플라즈마 분광분석기(ICP-OES)를 통해 분석하였다.
문태영 ( Tae Young Moon ),손지환 ( Ji Hwan Son ),윤현진 ( Hyun Jin Yun ),홍희경 ( Hee Kyoung Hong ),최광호 ( Kwang Ho Choi ),김정수 ( Jung Soo Kim ),김정화 ( Joung Hwa Kim ) 한국분무공학회 2014 한국액체미립화학회지 Vol.19 No.3
In this study, characteristics of gaseous pollutants and particulate matter were investigated on the condition of DPF regeneration and normal DPF condition. THC, CO, CO2, NOx, and CH4 were analyzed by MEXA-7200H and CVS-7100 respectively. Particulate Matter (PM) was measured by difference in weight of Membrane filter. Particle Number (PN) was measured by CPC analyzer. And Sulfate, Nitrate, Organic were measured by Aerosol Mass Spectrometer (AMS). As a result, gaseous pollutants and particulate matter were detected in higher concentration during DPF regeneration than normal DPF condition. And the PN increased by 94%, the fuel consumption was reduced by 29% on DPF generation process. Sulfate, Nitrate and Organic were undetectable level during normal DPF condition. But the highest concentration of Sulfate, Nitrate and Organic were measured as 100 μg/m3, 20 μg/m3 and 15 μg/m3 respectively on DPF regeneration condition. VOCs concentrations (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene) were analyzed by using PTR-MS. Benzene and Toluene emission have little or no change depending on DPF regeneration. But the Ethylbenzene and Xylene have comparatively low emissions on DPF regeneration.