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에너지 다소비 구조에서 CO₂ 배출감축을 위한 시스템 적용에 관한 연구
전일수(Il-Soo Chun),남성찬(Sung-Chan Nam),최수현(Soo-Hyun Chol),윤여일(Yeo-Il Yoon) 한국조명·전기설비학회 2013 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
세계적으로 온난화현상으로 지구는 심각한 예측불허의 기후변화에 직면하고 있으며, 약 100년 동안 지구의 평균온도는 0.7℃ 상승 이상기후의 원인자로 이산화탄소를 지목하고 있다. 산업발달로 에너지 대량사용 및 해상용, 항공용 에너지 사용 증감으로 인하여 CO₂ 배출도 점점 더 증가되고 있어서 공기 중의 CO₂ 분포도 높아지고 있다. 차대동력용 유류사용으로 발생하는 오염물질은 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미세먼지(PM), 이산화탄소(CO₂), 휘발성 유기화합물(VOC) 등이 순서 량대로 배출되는 것으로 보고된 바 있다. 본 논문에서는 규제대상 외로 취급하며 관심 밖의 열악한 업종인 동시에 에너지를 가장 많이 사용하는 채낚기 선박의 이동 중 Marine Engine에서 발생하는 CO₂ 배출량, 메탈할라이드燈과 엘이디燈 점등시간에 따라 발전용 디젤Engine에서 CO₂ 배출을 감소시킬 수 있는 방안을 제시하고자 집약적인 실험을 통하여 연구하였다. 채낚기 어선의 성업철에는 바다도시의 불야성을 이루며 광력이 강력한 메탈할라이드燈을 약 100여년 동안 사용하고 있으나, 메탈할라이드燈을 점등 ON할 경우는 이동용 주기엔진이 아닌 디젤발전용 보기엔진 발전기를 작동시켜 전기에너지를 생산하여 안정기를 거쳐서 점등한다. 이때 사용된 두 종류 중 메탈할라이드燈의 소비전력은 1500W이며, 엘이디 램프의 정격 소비전력은 360W 전기에너지로 발전 시 디젤연료 사용으로인하여 디젤Engine에서 발생되는 각각의 CO₂ 배출량을 처음 연구를 시도하고 실험하였다.
Dibasic Acid 에 의한 석회석 슬러리의 탈황반응성과 석고 결정화에 관한 연구
김홍수(Hogn Soo Kim),윤여일(Yeo Il Yoon),이형근(Hyung Keun Lee),김성현(Sung Hyun Kim) 한국공업화학회 2002 공업화학 Vol.13 No.5
화력발전소에서 화석 연료 연소 후 발생하는 SO_2를 제거하는 방법으로 널리 사용되고 있는 배연탈황설비는 석회석을 알칼리 흡수제로 사용하여 탈황 반응 후 부산물로 석고를 얻는 방법이다. 이와 관련된 연구는 오랫동안 지속되어왔으며 현재는 SO_2 제거효율 향상과 고순도 석고를 얻기 위한 첨가제 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 SO_2 제거 효율향상을 위하여 섞어주는 여러 가지 첨가제 중 아디프산 제조 공정에서 발생하는 부산물 (Dibasic acid, DBA)을 완충 첨가제로 선정하였고, 아디프산, 글루타르산, 말론산, 숙신산과 같은 다른 유기산과 비교실험을 수행하였다. 본 실험을 통하여, 첨가해준 DBA는 반응 생성물인 석고 결정에 영향을 주지 않으나 석회석의 용해와 SO_2흡수 계면사이의 완충 역할을 함으로써 석회석의 용해도와 SO_2제거 효율을 증가시키는 효과를 가지고 있음을 알 수 있었다. The flue gas desulfurization (FGD) systems are commonly utilized to remove sulfur dioxide from stack gases of coal-fired or diesel-fired plants. These FGD plants use a lot of limestones as alkali absorbent and produce a lot of gypsum as a byproduct. Nowadays, research and development of buffering additives have been lively studied to increase efficiency of SO_2 removal and to produce high-quality gypsum as a byproduct. In this work, DBA which is produced as byproduct from adipic acid process of Rhodia company was selected as a test additive. The SO_2 removal efficiency of the samples, glutaric acid, malonic acid, succinic acid and DBA, was compared with those of adipic acid such as buffer additives. The addition of organic acid increased CaCO_3 dissolution rate and SO_2 removal efficiency. It was found that DBA has a buffering effect in the phase boundaries between solubility of CaCO_3 and SO_2 absorption. There was no effect of crystal habit for DBA and organic acid, but the addition of DBA may increase a conversion rate of sulfite into sulfate and the SO_2 removal efficiency. DBA was identified to be a good buffer additive in this work.
Ni-페라이트 분말을 이용한 CO<SUB>2</SUB> 분해 특성
남성찬(Nam, Sung-Chan),윤여일(Yoon, Yeo-Il) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.11
본 연구의 목적은 연소 배기가스로부터 포집된 이산화탄소를 다시 일산화탄소 또는 탄소로 전환하여 산업 에 다시 활용하고자 하는 탄소순환형 기술개발이다. 이산화탄소는 화학적으로 안정한 분자로써 쉽게 분해되지 않기 때문에 낮은 온도에서 반응이 일어날 수 있는 적합한 금속계 산화물(활성화제)의 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에 서는 Ni-Fe 전이금속산화물을 사용하여 CO2를 CO나 C로 전환하고자 하였다. 시료는 고상법과 수열합성을 이용해 제조된 분말을 사용하여 각각 이산화탄소 분해특성 연구를 수행하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 관찰하기 위해 TPR/TPO와 TGA 장치를 사용하였다. TPR/TPO를 이용한 수소의 환원면적은 NiO의 함량이 15wt%일 때 높게 나타 났고, CO2에 의한 흡착분해 곡선면적은 NiO의 함량이 5wt%일 때 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 TGA를 이용한 실험결과에서는 고상법에 의해 제조된 시료 중 NiO의 함량이 2.5wt%일 때 수소에 의한 흡착환원이 28.47wt% 발생 하였고, CO2에 의한 산화량의 경우 26.95wt%로 가장 높게 나타났다. 그리고 이산화탄소의 분해효율이 94.66%로 우 수한 산화·환원 특성을 나타내었다. The objective of this study is the development of carbon-recycle technology, that converts carbon dioxide captured from flue gas to carbon monoxide or carbon for reuse in industrial fields. It is difficult to decompose CO2 because CO2 is very stable molecule. And then metal oxide was used as an activation agent or catalyst for the decomposition of CO2 at low temperature. Metal oxides, which converts CO2 to CO or C, were prepared using Ni-ferrite by solid state method and hydrothermal synthesis in this study. TPR/TPO and TGA were used as an analysis method to analyze the decomposition characteristics of CO2. As the results, the reduction area of H<sub>2</sub> was high value at 15 wt% of NiO and the decomposition area of CO2 was superior capacity at 5 wt% of NiO. However, TGA data showed contrary results that reduction area of H<sub>2</sub> was 28.47wt% and oxidation area by CO2 was 26.95wt% at 2.5 wt% of NiO, one of the Ni-ferrite powders synthesized using solid state method. CO2 decomposition efficiency was 94.66% and it is excellent results in comparison with previous studies.
Potassium L-lysine을 이용한 연소 후 이산화탄소 포집
임진아(Lim, Jin Ah),윤여일(Yoon, Yeo-Il),남성찬(Nam, Sung-Chan),정순관(Jeon, Soon-Kwan) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.9
지구온난화 주요 원인 중에 하나인 이산화탄소의 효율적 저감을 위해 새로운 흡수제인 아미노산염 흡수제를 개발하여 이산화탄소 연속공정을 연구하였다. 이산화탄소 포집 및 저장에 소요되는 비용 중 약 70%는 이산화탄소 포 집비용이며, 이산화탄소 포집 공정 중에서 이산화탄소 흡수, 재생, 열화 등 흡수제에 의한 공정유지 비용이 대부분을 차지한다. 따라서 연속공정을 통한 흡수제의 특성 평가는 새로운 흡수제 개발에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서 는 potassium L-lysine 흡수제의 이산화탄소 흡수·재생 연속공정을 평가하여 공정 스케일업에 필요한 엔지니어링 자료 를 도출하고자 하였다. 흡수제와 이산화탄소 농도 변화 등 다양한 조건에서 아미노산염 흡수제의 최적 조건을 평가하 였다. 동일한 조건에서 L/G가 커질수록 이산화탄소 제거율이 높게 나타났으며, L/G 3.5에서 흡수탑과 재생탑 공정이 안정하게 유지되었다. 또한 아미노산염 흡수제는 유량 1.5 Nm<sup>3</sup>/h인 상태에서 L/G 3.5, 이산화탄소 농도 10.5 vol%의 공정 조건일 때 가장 높은 이산화탄소 제거효율이 나타내었다. Carbon dioxide is one of the main causes of global warming. In order to develop a novel absorbent, the characteristics of amino acid salts solution as a solvent for CO₂ capture in continuous process were investigated. The cost of CO₂ capture is almost 70% of total cost of CCS (carbon dioxide capture and storage). In the carbon dioxide capture process, process maintenance costs consist of the absorbent including the absorption, regeneration, degradation, and etc. It is very important to study the characteristics of absorbent in continuous process. In this study, we have investigated the properties of potassium L-lysine (PL) for getting scale-up factors in continuous process. To obtain optimum condition for removal efficiency of CO₂ in continuous process by varying liquid-gas (L/G) ratio, concentration of CO₂ and absorbent (PL) were tested. The stable condition of absorber and regenerator (L/G) ratio is 3.5. In addition, PL system reveals the highest removal efficiency of CO₂ with 3.5 of L/G and 10.5 vol% CO₂ (1.5Nm<sup>3</sup>/hr).