알카리금속계 전처리탈황제(GTS)의 미분탄연소 배가스 탈황 특성 연 구

위영호(Young-Ho Wi),이철(Cheol Lee),노창래(Chang-Rae Noh),한신(Shin Han),김우현(Woo-Hyun Kim),심성훈(Sung-Hoon Shim) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2

본 연구에서는 알카리 금속을 기반으로 하는 석탄 전처리 탈황제로 전처리한 인도네시아산 저열량, 저 유황 아역청탄과 원탄의 연소특성을 비교하여 실험을 한 결과 전처리 탈황제를 0.1% 처리한 석탄에서는 기 준 산소농도 6%에서 원탄대 비 이산화황을 97.lOppm에 서 18.71 ppm으로 저감하여 80. 73% 의 저감율을 나타내었으며, 전처리 탈황제를 0.3%로 처리한 석탄에서는 기 준 산소농도 6%에서 원탄 대비 이산화황농도가 97. lOppm에 서 0.27ppm으로 저감하여 저 감율이 99.70% 이었다. 결론적으로 알카리금속계 전처리 탈황제로 전처리한 저 유황 아역청탄에 대해서는 이산화황 배출량을 상당량 저감할 수 있음을 알 수 있었으며, 석탄연소시설의 후처리설비인 FGD와 조합 운전함으로써 이산화황의 대기배출을 극소화할 수 있을 것이다. 본 연구 결과를 기반으로 향후 고유황탄을 전처리하여 연소하는 경우에 대해서도 본 연구와 같은 저감율을 나타낼 수 있을지 에 대한 추가적인 연구가 필요할 것이다.

대기 건식침적 측정을 위한 물표면 매체 포집기의 성능평가

이승묵,정장표 이화여자대학교 환경문제연구소 1998 이화환경연구 Vol.2 No.-

원형 모양의 물 표면 매체 포집 기기가 대기중의 가스와 입자들의 건식 침적 유동량을 측정하기 위하여 개발되었다. 포집 기기는 날카로운 모서리와 아크릴로 만들어진 판(지름 37cm, 깊이 0.5cm)에 순환시스템을 통하여 계속해서 물이 공급되어지는 구조로 설계되어 있다. 물 표면 매체 포집 기기의 성능을 평가하기 위하여 황산염, 칼슘 그리고 납의 유동량(flux)을 일리노이주(Illinois) 시카고(Chicago)에서 측정하였다. 대기중 입자상의 건식 침적 유동량을 측정하기 위하여 날카로운 모서리를 지닌 침적판 위에 놓여진 그리스 표면 매체를 물 표면 매체와 동시에 대기중에 노출하였다. 통계학적 분석 결과에 의하면 칼슘과 납의 유동량(flux)은 두표면 매체에서의 침적량이 동일한 것으로 분석 평가되어져 물과 그리스 표면 매체는 입자상의 침적에 대해서는 동일한 특성을 지니는 것으로 판명될 수 있었다. 황산염의 건식 침적의 경우, 가스상(SO₂) 과 입자상(SO₄())의 물질이 동시에 물로 침적될 수 있기 때문에 황산염을 시험대상 화합물로 선택하였다. (이산화황은 물 속에서 빠르게 가수 분해되고 황산염으로 산화된다). 이산화황(SO₂ )의 유동량을 물 표면 매체와 그리스 표면 매체사이의 황산염 유동량의 차이에 의하여 결정하였다. 저항모델(resistance model)을 사용하여 계산한 개별 이산화황 기체상 질량전달계수(individual SO₂gas phase mass transfer coefficient)와 대기중의 이산화황 농도를 곱하여 황산염 유동량을 예측하였다. 저항 모델은 질량 전달을 일련의 저항들을 통과하는 전기 및 열적 흐름과의 유사성과 연관지어서 개발한 모델이다. 물 표면 매체 포집기기를 사용하여 직접 측정한 이산화황 유동량을 저항 모델을 사용하여 예측된 유동량들과 잘 일치하였다. 이 결과는 물 표면 매체 포집기기가 대기중에서 가스상과 입자상의 물질로 동시에 존재하는 질소 화합물, PCBs, PAHs 및 수은과 같은 화합물질들의 침적을 측정하는데도 유용하게 쓰일 수 있는 가능성을 시사하고 있다. A circular water surface sampler was developed to measure the dry deposition flux of atmospheric gases and particle. The sampler consists of a sharp edged, acrylic plate, filled with water(37cm in diameter and 0.5cm deep) that is continuously replenished from a reservoir by a pump that maintains a constant water depth. To evaluate the water surface sampler, the flux of sulfate, calcium and lead were measured in Chicago. IL. A sharp edged greased surface was exposed to the atmosphere simultaneously with the water surface to measure the dry deposition flux of atmospheric particles. Calcium and lead fluxes were found to be statistically the same indicating that the water and greased surfaces had the same particulate phase deposition characteristics. Sulfate was also selected as the test compound because it can be deposited to water as both a gas(SO₂) and particulate(SO₄()) from the atmosphere(SO₂is quickly hydrolized and oxidized to SO₄() in water). The flux of SO₂was determined from the difference in the sulfate flux between the water surface and the greased surface. For each sample the calculated SO₂ flux was calculated as the product of the individual SO₂ gas phase mass transfer coefficient calculated using a resistance model multiplied by the ambient SO₂ concentration. A resistance model was developed by analogy to electrical or heat flow through a series of resistances. The SO₂ fluxes measured directly with the water surface sampler agreed well with those predicted with the resistance model. These findings indicate this sampler will be useful for measuring the deposition of other compounds which exist in both the gas and particulate phases like nitrogen, PCBs, PAHs and Hg.

이산화황에 의한 전통직물의 손상 특성

김명남,임보아,신은정,이선명 한국문화재보존과학회 2012 보존과학회지 Vol.28 No.4

본 연구에서는 전통직물 4종(견, 면, 모시, 삼베)을 선정하고, 각 직물의 원직물을 포함한 염색별 5종으로 구분하여 이산화황 가스(SO2) 농도에 따른 손상특성을 살펴보기 위해 가스 열화실험을 실시하였으며 각 농도와 손상특성간의 정량적인 상관성을 규명하고자 하였다. 이를 위해 전통직물 시편을 대상으로 가스부식시험기를 이용하여 SO2 0.01, 0.12, 1, 10, 100, 1000, 5000ppm의 농도로 24시간 노출 실험을 하였으며 노출 전·후의 광학적, 물리적, 화학적 손상도를 평가하였다. 이 결과, 가스 농도의 증가에 따른 전통직물의 색차 증가와 변퇴색 등급 저하 등 광학적 변화를 확인한 반면 물리적 변화는 뚜렷하지 않음을 알 수 있었다. 또한 가스 농도증가에 따른 직물시편 내 잔류 황산이온 농도의 증가 및 pH 감소에 의한 직물 재질의 산성화를 통해 화학적 손상을 확인하였다. 이 같은 손상도 변화를 종합한 결과 이산화황 가스에 의한 전통직물의 손상농도는 1ppm/day임을 도출하였다.

다양한 관측네트워크에서 얻은 공간자료들을 활용한 계층모형 구축

최지은,박만식,Choi, Jieun,Park, Man Sik 한국통계학회 2013 응용통계연구 Vol.26 No.1

지리통계자료는 관측지점이 지도 상에 점으로 표현되고 그 지점에서만 자료가 관측되는 측정값이다. 이러한 지리통계자료는 매우 다양한 관측망에서부터 얻어진다. 지리통계자료를 분석하고 예측함에 있어서 하나의 자료만 이용하는 것보다는 유사한 패턴을 갖는 다른 관측망에서 얻어지는 여러 자료들을 함께 사용한다면 예측력을 향상시킬 수 있을 것이다. 본 논문에서는 서로 다른 관측망에서 얻은 두 가지의 공간자료를 이용하여 분석 및 예측하고 이를 위해 공간적 연관성을 파악할 수 있는 적절한 계층모형을 구축하였다. 그리고 선형회귀모형에 근간을 둔 크리깅 결과와 계층모형 하에서의 결과를 여러 검증방법을 통해 비교하였다. 이 논문에서는 도시대기측정망에서 측정된 이산화황과 지상기상관측망에서 측정된 풍속자료를 이용하여 계층모형을 구축하고 이산화황만을 이용한 선형모형과 비교하였다. 또한 각 모형에 의한 이산화황 예측지도를 구성하였다. Geostatistical data or point-referenced data have the information on the monitoring stations of interest where the observations are measured. Practical geostatistical data are obtained from a wide variety of observational monitoring networks that are mainly operated by the Korean government. When we analyze geostatistical data and predict the expectations at unobservable locations, we can improve the reliability of the prediction by utilizing some relevant spatial data obtained from different observational monitoring networks and blend them with the measurements of our main interest. In this paper, we consider the hierarchical spatial linear model that enables us to link spatial variables from different resources but with similar patterns and guarantee the precision of the prediction. We compare the proposed model to a classical linear regression model and simple kriging in terms of some information criteria and one-leave-out cross-validation. Real application deals with Sulfur Dioxide($SO_2$) measurements from the urban air pollution monitoring network and wind speed data from the surface observation network.

이온성액체 기반 SO₂ 흡수제 개발 동향

최지식,이상득,이현주,Choi, Ji-Shik,Johari, Suzaimi,Lee, Sang-Deuk,Lee, Hyun-Joo 한국청정기술학회 2012 청정기술 Vol.18 No.1

지구온난화에 대한 해결방향으로 배가스 중 이산화탄소를 분리 및 저장하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이산화탄소 흡수액은 주로 MEA와 같은 아민계 화합물이 사용되는데 이때 배가스에 함께 포함된 이산화황 ($SO_2$)은 $CO_2$ 흡수액의 성능을 저하시키는 원인이 되거나 공기중으로 배출될 경우 산성비의 원인이 된다. 지금까지의 $SO_2$ 흡수제로는 Ca계 고체 흡수제가 주로 사용되었는데 최근 액체 흡수액으로 이온성액체가 주목받고 있다. 이온성액체는 이온으로 이루어진 특징으로 인하여 넒은 액체 범위 및 극성가스에 대하여 높은 용해성을 갖고 있다. 본 총설에서는 최근 발표된 $SO_2$ 흡수제로 이온성액체에 대하여 그 구조 변화에 따른 $SO_2$ 흡수량 변화 그리고 흡수 메커니즘에 대하여 살펴보았다. Separation of $SO_2$ from the flue gases of fossil fuel power plants are important issue because of its strong environmental impact. Industrially, $SO_2$ is being removed with a slurry of limestone, lime or aqueous caustic soda. However, these scrubbing processes possess several drawbacks such as the generation of huge amount of wastewater and the production of metal salts. Recently, ionic liquids have gained increasing interest as an absorbent for acid gas, $CO_2$ and $SO_2$. In this review, we have introduced the recent progress of ionic liquids as a $SO_2$ absorbent.

이산화황 불순물이 이산화탄소 해양 지중저장 공정설계에 미치는 영향 평가 : 상태량 모델의 비교 분석 및 이성분 매개변수 최적화

허철(Cheol Huh),강성길(Seong-Gil Kang),조맹익(Mang-Ik Cho) 한국해양환경·에너지학회 2010 한국해양환경·에너지학회지 Vol.13 No.3

SO₂ Emission Permits Tradable under Exchange Rates : U.S. Case

블라디미르 흘라스니,Hlasny, Vladimir 한국환경경제학회 2011 자원·환경경제연구 Vol.20 No.4

본 연구에서는 다수의 교환비율을 가진 이산화황 배출허가권을 거래하기 위한 계획을 평가하였다. 이러한 비율들은 가상의 사회비용 최소화 과정 속에서 배출권자들의 한계 환경규제준수 비용에 기초하여 정해진다. 이러한 계획은 일대일 방식의 배출권거래로 알려진 현존하는 미국 환경국의 거래프로그램과 대조되어 고찰되었으며 두 정책들 모두 동일한 배출총량을 발생시키는 것으로 모형화하였다. 이산화황의 집중도와 건강피해 정도에 더하여 두 정책들 사이에서의 소비자와 생산자 잉여를 알아보기 위해 미국 환경산업에서의 부분균형을 수량화한 모형이 사용되었다. 그 결과 지역오염 수준은 두 정책에 따라 상당히 크게 변화되는 것으로 발견되었다. 다양화된 교환비율들의 구조는 단일비율하에서의 배출권거래보다 산업이익 측면에서는 22억 달러, 그리고 건강피해규모에서는 21억 달러만큼 능가하는 것으로 평가되었으나 소비자 잉여를 67억 달러만큼 감소시키는 것으로 추정되었다. 따라서 기대와는 달리 교환비율들은 25억 달러만큼 총후생을 감소시키는 것으로 추정되었다. 이러한 결과는 실증적인 문제일 수도 있지만 근본적으로는 메커니즘 디자인의 설정에 기인한다. This study evaluates a novel scheme to trade sulfur dioxide emission permits subject to non-uniform rates. These rates are based on generators' marginal costs of compliance with environmental policy in a hypothesized least social-cost solution. This scheme is compared against the existing trading program used by the U.S. Environmental Protection Agency, featuring permits tradable one for one. Both policies are modeled to yield identical aggregate emissions. A numerical partial-equilibrium model of the U.S. energy industry is used to infer sulfur dioxide concentrations and health damages, as well as producer and consumer surplus, under the two policies. Regional pollution levels are found to vary across the two policies significantly. The system of exchange rates is estimated to outperform the uniform-trading scheme by $2.2 billion in industry profits and $2.1 billion in health damages, but to reduce consumer surplus by $6.7 billion. Paradoxically, exchange rates are thus estimated to lower total welfare by $2.5 billion. This is due to conceptual mechanism-design problems, as well as empirical issues.

다수 거래비율하에서의 SO2 배출권 거래: 미국 사례

블라디미르흘라스니 ( Vladimir Hlasny ) 한국환경경제학회, 한국자원경제학회 ( 구 한국환경경제학회 ) 2011 자원·환경경제연구 Vol.20 No.4

본 연구에서는 다수의 교환비율을 가진 이산화황 배출허가권을 거래하기 위한 계획을 평가하였다. 이러한 비율들은 가상의 사회비용 최소화 과정 속에서 배출권자들의 한계 환경규제준수 비용에 기초하여 정해진다. 이러한 계획은 일대일 방식의 배출권거래로 알려진 현존하는 미국 환경국의 거래프로그램과 대조되어 고찰되었으며 두 정책들 모두 동일한 배출총량을 발생시키는 것으로 모형화하였다. 이산화황의 집중도와 건강피해 정도에 더하여 두 정책들 사이에서의 소비자와 생산자 잉여를 알아보기 위해 미국 환경산업에서의 부분균형을 수량화한 모형이 사용되었다. 그 결과 지역오염 수준은 두 정책에 따라 상당히 크게 변화되는 것으로 발견되었다. 다양화된 교환비율들의 구조는 단일비율하에서의 배출권거래보다 산업이익 측면에서는 22억 달러, 그리고 건강피해규모에서는 21억 달러만큼 능가하는 것으로 평가되었으나 소비자 잉여를 67억 달러만큼 감소시키는 것으로 추정되었다. 따라서 기대와는 달리 교환비율들은 25억 달러만큼 총후생을 감소시키는 것으로 추정되었다. 이러한 결과는 실증적인 문제일 수도 있지만 근본적으로는 메커니즘 디자인의 설정에 기인한다. This study evaluates a novel scheme to trade sulfur dioxide emission permits subject to non-uniform rates. These rates are based on generators` marginal costs of compliance with environmental policy in a hypothesized least social-cost solution. This scheme is compared against the existing trading program used by the U.S. Environmental Protection Agency, featuring permits tradable one for one. Both policies are modeled to yield identical aggregate emissions. A numerical partial-equilibrium model of the U.S. energy industry is used to infer sulfur dioxide concentrations and health damages, as well as producer and consumer surplus, under the two policies. Regional pollution levels are found to vary across the two policies significantly. The system of exchange rates is estimated to outperform the uniform-trading scheme by $2.2 billion in industry profits and $2.1 billion in health damages, but to reduce consumer surplus by $6.7 billion. Paradoxically, exchange rates are thus estimated to lower total welfare by $2.5 billion. This is due to conceptual mechanism-design problems, as well as empirical issues.

이산화황 농도에 따른 금속시편의 손상 특성

김명남,임보아,신은정,이선명 국립문화재연구원 2013 헤리티지:역사와 과학 Vol.46 No.1

A study has been carried out on metal materials in order to identify the quantitative relation between the concentration and damage characteristics after evaluation of the damage characteristics according to the SO2 concentration. The prepared metal samples, which were categorized according to the material (silver, copper, iron, lead, brass) were exposed to 0.01, 0.12, 1, 10, 100, 1,000, and 5,000ppm of SO2 for 24 hours and the optical, physical, chemical deterioration rates both before and after testing were evaluated. The results showed optical deterioration, a loss of gloss on silver specimen with SO2 100ppm, an increase of color difference on brass, iron, copper and lead specimens with SO2 5,000ppm, as well as physical changes such as an increase of thickness and corrosion rate on iron sample with SO2 5,000ppm. In the case of chemical changes such as an increase sulfate ion (SO4 2-) concentration and decrease of pH on iron and brass specimens were identified. These results suggest that SO2 100ppm caused clear optical deterioration on some metals such as silver and physicochemical and optical deterioration were identified at SO2 5,000ppm regardless of metal type. Also, It was concluded that iron and brass are the most susceptible of the metal specimens to SO2. 본 연구는 주요 금속문화재 재질 5종(은, 구리, 철, 납, 황동)을 대상으로 이산화황(SO2) 농도에 따른 손상 특성을 분석하여 농도와 손상 특성 간의 정량적인 상관성을 확립하고자 하였다. 금속시편을 대상으 로 가스부식시험기를 이용하여 SO2 0.01, 0.12, 1, 10, 100, 1,000, 5,000ppm 농도로 24시간 노출을 각각 실시한 후 노출 전·후의 광학적·물리적·화학적 손상 변화를 평가하였다. 이 결과, 금속시편의 광 학적 손상변화는 SO2 100ppm에서 은시편의 광택도 감소와 SO2 5,000ppm에서 황동, 철, 구리, 납시 편의 색차 증가가 나타났으며 물리적 손상 변화는 SO2 5,000ppm에서 철시편의 두께, 부식속도 증가가 나타났다. 또한, 화학적 손상 변화는 SO2 5,000ppm에서 철, 황동시편의 황산이온(SO4 2-) 농도 증가, pH 감소가 나타났다. 이를 통해, 금속시편의 광학적 손상 변화는 SO2 100ppm에서 나타나기 시작하였 고 물리적·화학적·광학적 손상 변화는 SO2 5,000ppm에서 모두 나타나는 것으로 확인되었다. 또한, 금속시편 중 철과 황동이 다른 재질에 비해 SO2에 민감한 것을 알 수 있었다.

정지궤도 위성을 이용한 동아시아 지역의 이산화황 탐지

이현진,김재환,박형민 한국기상학회 2019 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2019 No.05