暖氣移流에 의한 夜間증발력 강화와 농작물피해

尹進一(Jin-Il Yun),鄭貴源(Kwi-Won Chung) 한국기상학회 1986 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.22 No.3

고온(高溫) 수증기(水蒸氣)를 이용한 석탄(石炭) 가스화

윤진한,김우현,길상인,민태전,노선아,Yun, Jin-Han,Kim, Woo-Hyun,Keel, Sang-In,Min, Tai-Jin,Roh, Seon-Ah 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.6

예로부터 중요한 에너지원인 석탄은 화석연료 중 가장 풍부하며 세계 각지에 골고루 분포되어 있다. 저급연료인 석탄을 보다 효율적으로 활용하기 위하여서 직접 연소에 의한 에너지 획득뿐 아니라 열분해 및 가스화를 통한 청정 고부가 가치의 연료로 전환기술이 개발되고 있다. 석탄 가스화를 통하여 생성된 합성가스는 전기 생산 및 화학물질의 합성 등 여러 가지 방법으로 활용이 가능하며, 공해물질 발생저감 및 에너지 이용효율 증가를 위하여 석탄 가스화 기술이 계속적으로 발전되고 있다. 석탄의 가스화는 steam, 공기, 질소 등을 agent로 이용하게 되는데, 주로 steam이 gasification agent로 이용되고 있으며, 이 때 생성가스의 특성은 가스화기의 온도, 압력 그리고 steam/carbon 비에 의해서 결정되게 된다. 본 연구에서는 초고온의 steam을 이용하여 석탄의 가스화를 수행하고 steam/carbon 비에 따라 생성된 $H_2$, $CH_4$, Co 그리고 $CO_2$ 등의 가스특성 및 tar, ammonia, cyan과 같은 부산물의 생성에 대하여 연구를 수행하였다. Coal is the most abundant energy source and deposited in every area of world. Combustion process with lower efficiency has been mainly used. Therefore, implementation of more efficient technologies, involving gasification, combined cycles and fuel cells, would be a key issue in the plans for more efficient power generation. In these technologies, gasification has been studied for decades. However, coal gasification to high value combustible gas such as hydrogen and carbon monoxide is focused again due to high oil price. The gaseous product, called syngas, can be effectively utilized in a variety of ways ranging from electricity production to chemical industry (as feedstock). In this study, coal gasification with ultra high temperature steam has been performed. The effect of steam/carbon ratio on the produced gas concentrations, gasification rate and additional products like tar, ammonia and cyan compounds has been determined.

순환유동층 연소에서 다단연소 및 연소가스재순환이 NOx 생성에 미치는 영향

윤진한 ( Jin-han Yun ),전민규 ( Min-kyu Jeon ),이정규 ( Chung-kyu Lee ),김민수 ( Min-su Kim ),길상인 ( Sang-in Keel ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

연소 반응장에서 질소산화물의 생성은 주로 분자 또는 원자 상태의 질소가 산소에 의해 산화되어 생성되는 Thermal NOx와 연료 중에 탄화수소 화합물로 결합되어 있는 질소가 고온 분위기에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx에 기인된다. 연소 반응장에서 사용될 수 있는 질소산화물 제어기술은 최적연소기법, 화염온도를 낮추고 높은 온도에서의 체류시간을 줄이는 방법, 저 과잉 공기 연소방법, 약품을 사용하는 방법 등이 있다. 연소장에서 질소산화물 생 성을 최소로 발생시킬 수 있는 조건을 만드는 것이 중요하며, 이러한 조건을 만들기 위해 최적연소기법(combustion optimization), 저과잉공기(less excess air), 다단연소(Air Staging), 연소가스재순환(FGR) 방법을 동시에 적용하여 최소발생을 유도하도록 하며, 발생된 질소산화물의 제거는 선택적비촉매환원(SNCR) 기술과 선택적촉매환원(SCR) 기술 등을 활용한다. 본 연구에서는 순환유동층 반응로에서 저과잉공기연소(LEA), 다단연소(Air Staging), 연소가스재순환(FGR) 방법을 통해 질소산화물 발생을 제어하고 선택적비촉매환원(SNCR) 기술과 선택적촉매환원(SCR) 기술 적용으로 질소산화물 배출 최적제어 연구를 수행하였다. 또한, 신재생에너지 상용화플랜트에 질소산화물 최적 제어방안에 대하여 제시하도록 한다. 순환유동층 반응기에서 질소산화물 제어특성에 대한 연구결과, 저과잉공기연소 및 다단연소를 통해 약 83% 정도 질소산화물 생성을 억제시켰으며, FGR 기술 적용을 통하여 53% 저감 효과가 나타났으며, 다단연소와 FGR 기술을 동시 적용했을 경우는 약 92%의 질소산화물 발생 저감 효과가 나타나는 것을 알 수 있었다. 이는 발생된 질소산화물을 잘 제거하는 것도 중요하지만, 발생 자체를 줄이는 것이 중요하다는 의미이다. 적게 발생되면 적은 약품량으로 제거가 가능하기 때문에 경제성과 암모니아 슬립 등 대기오염물질을 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

한국농업의 구조조정과 전자기후도의 역할

윤진일 ( Jin I. Yun ) 한국농림기상학회 2007 한국농림기상학회지 Vol.9 No.1

연소반응장에서의 질소산화물 제어 특성

윤진한(Jin Han Yun),길상인(Sang In Keel),전민규(Min Kyu Jeon),최영곤(Young Kon Choi),김민수(Min Su Kim) 한국열환경공학회 2020 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2020 No.춘계

미세먼지는 우리 생활과 건강에 밀접한 관계가 있으며, 2013년에 세계보건기구 산하 국제암연구소에서 미세먼지(PM10, PM2.5)를 1군 발암물질로 지정하였다. 미세먼지를 이루는 성분은 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성된 덩어리(황산염, 질산염 등)와 연소과정에서 발생된 탄소류와 검댕과 흙먼지 등에서 생기는 광물 등으로 구성된다. 그중에서 질소산화물과 황산화물 그리고 암모니아 등에서 발생된 대기오염물질 덩어리가 58.3%로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 본 연구에서는 연소반응장에서 발생되는 질소산화물 제어에 대한 것으로서 발생 자체를 최소화 할 수 있는 최적제어 방법들과 발생된 질소산화물의 최적 제거에 대한 방법들에 대해 조사하였다. 연소반응장에서 질소산화물의 생성은 분자 또는 원자 상태의 질소가 산소에 의해 산화되어 생성되는 Thermal NOx와 연료 중에 탄화수소 화합물로 결합되어 있는 질소가 고온 분위기에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx 그리고 연소 중에 탄화수소 라디칼과 질소의 농도에 비례하여 생성되는 Prompt NOx로 구별되는데, 폐기물 연소에서의 NOx는 주로 Fuel NOx와 Thermal NOx에 기인된다. 폐기물 연소에서 사용될 수 있는 질소산화물의 제어기술은 최적연소기법, 화염온도를 낮추고 높은 온도에서의 체류시간을 줄이는 방법, 저 과잉 공기 연소방법, 약품을 사용하는 방법 등이 있다. 연소장에서 질소산화물 생성을 최소로 발생시킬 수 있는 조건을 만드는 것이 중요하며, 이러한 조건을 만들기 위해 최적연소기법(combustion optimization), 저과잉공기(less excess air), 다단연소(Air Staging), 연소가스재순환(FGR) 방법을 동시에 적용하여 최소발생을 유도하도록 하며, 발생된 질소산화물의 제거는 선택적비촉매환원(SNCR) 기술과 선택적촉매환원(SCR) 기술 등을 활용한다. 연소반응장에서 과잉공기를 줄이고 공기배분의 최적화와 연소가스재순환 기술적용과 선택적비촉매환원(SNCR) 기술만으로도 30ppm 이내로 제어가 가능할 것으로 판단되며, 선택적촉매환원(SCR)을 추가하게 되면 한자리수의 매우 낮은 농도제어가 가능할 것이며, 최적제어에 의한 최소발생은 약품사용량과 암모니아 슬림(slip)을 최소화시킴으로서 경제성과 대기질 향상에도 기여할 것으로 판단된다.

농가맞춤형 기상서비스 시범사업

윤진일 ( Jin I Yun ),김수옥 ( Soo Ock Kim ),김진희 ( Jin Hee Kim ),김대준 ( Dae Jun Kim ) 한국농림기상학회 2013 한국농림기상학회지 Vol.15 No.4

재단법인 국가농림기상센터는 지난 3년간 기상청의 재정지원으로 기후스마트농업의 전제조건인 개별농장수준의 기상위험 관리서비스를 설계하였다. 이 서비스는 기존 기상청 관측 및 예보시스템 외에 추가적인 자원소모 없이 해당 농지에 주어진 기상조건을 재배중인 작물의 종류와 그 발육단계에 맞게 ‘기상위험지수’로 정량화하고, 이를 평년기준과 비교하여 재해발생가능성을 농민에게 일대일로 전달한다. 서비스 실용화에 필요한 기상실황 및 예보의 경관규모 추정기술, 시범 집수역 내 필지별 경과기상 및 예보에 근거한 작목 맞춤형 기상위험 산정기술을 개발하고, 이들 기술의 통합 및 시스템화를 완료하였다. 단일 집수역인 경남 하동군 악양면을 선정하여 이 시스템을 설치하고 230농가 400필지를 대상으로 시범서비스를 구현하였다. 이 과정에서 얻어진 경험을 공유함으로써 향후 농업부문의 기상이변 대응 조기경보서비스 구축에 기여하고자 한다. The National Center for AgroMeteorology (NCAM) has designed a risk management solution for individual farms threatened by the climate change and variability. The new service produces weather risk indices tailored to the crop species and phenology by using site-specific weather forecasts and analysis derived from digital products of the Korea Meteorological Administration (KMA). If the risk is high enough to cause any damage to the crops, agrometeorological warnings or watches are delivered to the growers` cellular phones with relevant countermeasures to help protect their crops against the potential damage. Core techniques such as scaling down of weather data to individual farm level and the crop specific risk assessment for operational service were developed and integrated into a cloud based service system. The system was employed and implemented in a rural catchment of 50 km2 with diverse agricultural activities and 230 volunteer farmers are participating in this project to get the user-specific weather information from and to feed their evaluations back to NCAM. The experience obtained through this project will be useful in planning and developing the nation-wide early warning service in agricultural sector exposed to the climate and weather extremes under climate change and climate variability.

표준기상자료에 의한 벼 군락내 기온, 습도 및 결로 추정

윤진일(Jin-Il Yun),조경숙(Kyung-Sook Cho),황헌(Heon Hwang),박은우(Eun-Woo Park),조성인(Seong-In Cho) 한국기상학회 1998 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.34 No.2

저 신장율 대향류 확산화염에서 화염 특성에 관한 배너 간격 효과

윤진한(Jin-Han Yun),길상인(Sang-In Keel),황동진(Dong-Jin Hwang),최윤진(Yun-Jin Choi),류정인(Jung-In Ryu),박정(Jeong Park) 한국연소학회 2008 한국연소학회지 Vol.13 No.4

Experimental study is conducted to identify the existence of a shrinking flame disk and to clarify its flame characteristics through the inspection of critical mole fraction at flame extinction and edge flame oscillation at low strain rate flames. Experiments are made as varying global strain rate, velocity ratio, and burner distance. The transition from a shrinking flame disk to a flame hole is verified through gradient measurements of maximum flame temperature. The evidence of edge flame oscillation in flame disk is also provided through numerical simulation in microgravity. It is found at low strain rate flame disks in normal gravity that buoyancy effects are importantly contributing to lateral heat loss to burner rim, and is proven through critical mole fraction at flame extinction, edge flame oscillation, and measurements of flame temperature gradient along flame disk surface.

지형이 복잡한 집수역의 소규모농장에 맞춘 기상서비스의 실현가능성

윤진일 ( Jin I. Yun ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.4

우리나라 농촌은 지형이 복잡하고 소규모 농장이 많아 농업기상서비스 개선을 위해서는 먼저 기상청 종관예보의 규모축소가 필요하다. 지형기후학에 근거한 공간정보기술을 이용하여 기상청의 기온예보자료 가운데 0600과 1500 LST자료를 선정된 집수역에 대해 30 m급의 국지규모로 상세화하고, 14개 관측소의 실측기온자료를 2013년부터 2014년까지 수집하여 비교하였다. 그 결과 0600 LST기온의 경우 집수역 가운데 고도가 낮은 곳에서, 1500 LST 기온의 경우 계곡의 서향 및 남향 사면에서 정확도가 크게 개선되는 것을 확인하였다. 상세화 한 기온실황자료를 이용하여 지역 내 소규모 농장을 대상으로 하는 시범서비스를 시작하였으며 농장 맞춤 기상정보를 제공하고 있다. 예컨대 이 서비스시스템은 기온자료를 토대로 작물의 발육단계를 추정하고, 발육단계별 최저기온에 따른 서리해 발생 관계식에 의해 내일 아침 예보기온의 서리위험 여부를 판정한다. 만약 서리위험도가 미리 설정된 기준을 넘으면 농장주의 휴대폰으로 대응지침과 함께 서리해 경보를 발송하여 피해를 예방할 수 있도록 도와준다. An adequate downscaling of synoptic forecasts is a prerequisite for improved agrometeorological service to rural areas in South Korea where complex terrains and small farms are common. In this study, geospatial schemes based on topoclimatology were used to scale down the Korea Meteorological Administration (KMA) temperature forecasts to the local scale (~30 m) across a rural catchment. Then, using these schemes, local temperatures were estimated at 14 validation sites at 0600 and 1500 LST in 2013/2014 and were compared with the observations. The estimation errors were substantially reduced for both 0600 and 1500 LST temperatures when compared against the uncorrected KMA products. The improvement was most notable at low lying locations for the 0600 temperature and at the locations on west- and south-facing slopes for the 1500 LST temperature. Using the downscaled real-time temperature data, a pilot service has started to provide the field-specific weather information tailored to meet the requirements of small-scale farms. For example, the service system makes a daily outlook on the phenology of crop species grown in a given field using the field-specific temperature data. When the temperature forecast is given for next morning, a frost risk index is calculated according to a known relationship of phenology and frost injury. If the calculated index is higher than a pre-defined threshold, a warning is issued and delivered to the grower``s cellular phone with relevant countermeasures to help protect crops against frost damage.

강좌 : 농업기상 조기경보체계: 기후변화-기상이변 대응서비스의 출발점

윤진일 ( Jin I. Yun ) 한국농림기상학회 2014 한국농림기상학회지 Vol.16 No.4

Increased frequency of climate extremes is another face of climate change confronted by humans, resulting in catastrophic losses in agriculture. While climate extremes take place on many scales, impacts are experienced locally and mitigation tools are a function of local conditions. To address this, agrometeorological early warning systems must be place and location based, incorporating the climate, crop and land attributes at the appropriate scale. Existing services often lack site-specific information on adverse weather and countermeasures relevant to farming activities. Warnings on chronic long term effects of adverse weather or combined effects of two or more weather elements are seldom provided, either. This lecture discusses a field-specific early warning system implemented on a catchment scale agrometeorological service, by which volunteer farmers are provided with face-toface disaster warnings along with relevant countermeasures. The products are based on core techniques such as scaling down of weather information to a field level and the crop specific risk assessment. Likelihood of a disaster is evaluated by the relative position of current risk on the standardized normal distribution from climatological normal year prepared for 840 catchments in South Korea. A validation study has begun with a 4-year plan for implementing an operational service in Seomjin River Basin, which accommodates over 60,000 farms and orchards. Diverse experiences obtained through this study will certainly be useful in planning and developing the nation-wide disaster early warning system for agricultural sector.