혼합비료를 유도용액으로 사용한 정삼투의 성능 평가

현준혁,김승건,목영선,이호원 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1

반투막을 사이에 두고 염수와 염수보다 삼투압이 높은 용액(유도용액)을 각각 유입시켜 두 용액간의 삼투압 차에 염수 중의 순수를 유도용액으로 이동하는 공정을 정삼투 공정이라 하며, 정삼투 공정은 염수로부터 담수를 계속적으로 생산하기 위해서는 유도용액에서 유도물질을 분리 및 회수하는 공정이 필요하다. 그러나 비료성분을 유도용액으로 사용한 정삼투 공정은 고농도의 비료용액을 유도용액으로 사용하므로 희석된 유도용액을 별도의 분리공정 없이 액비로 바로 사용할 수 있는 기술이다. 최근에는 이러한 비료성분을 유도용액으로 사용한 정삼투 공정을 이용하는 해수담수화 기술 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 유도물질로 NH₄NO₃, NH₄H₂PO₄, (NH₄)²HPO₄, KCl, K₂HPO₄, KNO₃, KHCO₃ 및 Ca(NO₃)²등의 비료성분을 사용하여 일정한 비로 혼합비료를 제조하였다. 제조한 혼합비료에 대하여 수투과선속, Performance ratio, 역용질선속 및 비역용질 선속을 측정하여 각 유도용액에 대한 정삼투의 성능을 평가하였다.

막오염 제어가 가능한 막반응기의 하수처리 특성

현준혁,김승건,이호원 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0

막결합형 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)는 교차흐름 방식과 침지형방식으로 나누어져 있으며, 침지형 방식은 교차 흐름 방식에 비해 분리막의 교환주기가 길고, 순환펌프가 필요하지 않아서 전력소모를 줄일 수 있고, 기계적 전단력에 의한 미생물 활성의 감소를 방지할 수 있고, 분리막 밑에 설치된 산기관에서 발생되는 공기방물에 의해 분리막 표면에 형성된 케이크 층을 교란하여 막오염을 완화시킬수 있는 장점이 있으나, MBR 공정에서 분리막 오염은 극복해야 할 요소이다. 본연구에서는 평막결합형 연속회분식 생물반응기(flat membrane-coupled sequencingbatch reactor)에 유동메디아를 첨가하고, 이 유동메디아가 폭기에 의해 유동할 때 막오염 물질의 제거 정도를 정량적으로 측정하는 방법을 제시하엿다. 또한 유동메디아에 의한 막오염 제어 효과를 측정하여 대조군과 비교하여 유동메디아에 의한 막오염 제어 방법을 제시하였다. 이 발표는 제주대학교 스마트그리드와 청정에너지 융복합산업 인력양성사업단(CK-1)의 지원을 받아 수행되었습니다.

FDFO에서 유도용액에 따른 해수 담수화 특성

현준혁,김승건,정남조,김동국,이호원 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1

해수담수화 기술은 크게 증발법과 역삼투법로 구분된다. 역삼투법은 증발법에 비하여 에너지 소모량이 적고 공정이 간단하지만 고압이 필요하고 막오염 등의 문제점이 있어 이를 대체할 수 있는 해수담수화 기술이 필요하다. 역삼투법을 대체할 수 있는 기술로 정삼투(forward osmosis) 공정이 대두되고 있다. 정삼투 공정은 반투막 양쪽에 해수와 유도용액을 흐르게 하고, 삼투압이 높은 용액을 유도용액으로 사용하여 삼투압 차에 의해 담수를 얻는 기술이나, 유도용액의 회수 및 재사용을 위한 분리공정이 추가적으로 필요하다. 반면에 FDFO (fertilizer-drawn forward osmosis)는 고농도 비료 농축액을 유도용액으로 사용하여 담수화하는 기술로서 희석된 비료용액은 직접 농업에 활용할 수 있어 유도용액의 회수 및 재사용을 위한 분리공정이 불필요하다. 본 연구에서는 8개의 단일 비료를 유도물질로 각각 사용하여 유도용액의 운전조건 변화에 따른 각 비료성분에 대한 FDFO의 성능을 조사하였다.

스테레오 카메라와 레이더의 센서 융합을 이용한 제안 영역 생성 방법

현준혁,이수현,우수한,성홍제,김은태 제어로봇시스템학회 2018 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.2018 No.5

FDFO를 이용한 염지하수 담수화의 성능평가

현준혁,김승건,이호원 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0

비료 성분을 유도용액으로 사용한 정삼투 공정(fertilizer-driven forward osmosis,FDFO)은 희석된 유도용액을 별도의 분리공정 없이 액비(액체비료)로 사용이 가능한 기술이다. 육지나 섬의 해안지역에서는 해수가 지하수로 침투하여 지하수를 농업용수로 더 이상 사용하지 못하는 경우가 발생한다. 본 연구에서는 FDFO를 사용하여 염지하수를 담수화하고, 아를 농업용수로 활용하기 위한 방법을 제시하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 혼합비료를 유도용액으로 사용하여 FDFO 셀 깊이에 따른 수투과선속과 역용질선속을 측정하여 염지하수 담수화에 대한 성능평가 를 실시하였다. 이때 유도용액은 TN:P2O5:K2O의 중량비(wt%)를 21:17:17로 혼합한 혼합비료를 사용하였다. 실험결과 수투과선속은 FDFO 셀의 깊이가 낮을수록 크게 나타났으며, 셀의 깊이에 관계없이 공급용액과 유도용액의 흐름 방향이 병류일 때 향류일 때보다 수투과선속은 높게 나타났다. 또한 질소, 인 및 칼륨의 역용질선속은 FDFO 셀의 깊이에 관계없이 질소 > 칼륨 > 인의 순서로 크게 나타났다. 이 발표는 제주대학교 스마트그리드와 청정에너지 융복합산업 인력양성사업단(CK-1)의 지원을 받아 수행되었습니다.

FDFO를 이용한 용암해수의 담수화

현준혁,이진희,김승건,정남조,김동국,이호원 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1

제주 지역에 다량으로 존재하는 용암해수는 40만~69만년전 화산활동에 의해 해안지대가 형성되면서 바닷물이 지하에 남아있거나 화산암에 의해 바닷물이 여과되면서 만들어진 염지하수이다. 용암해수의 미네랄 성분은 해수와 유사하나 미생물과 오염물이 해수에 비해 거의 없는 청정한 고 미네랄 함유 해수이다. 따라서 용암 해수로부터 담수를 얻고, 용암해수 농축수를 활용하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 용암해수에 FDFO (fertilizer-drawn forward osmosis)를 적용하여 담수화하기 위한 연구이다. 세계 담수 공급량의 약 70%는 농업용수로 사용하고 있다. FDFO에서는 유도용액으로 농업용 비료성분을 이용하고, 희석된 유도용액은 농업용 관개용수로 바로 이용이 가능하므로 에너지 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 담수화 기술이다. 본 연구에서는 NH₄NO₃, (NH₄)₂HPO₄ 및 KCl로 구성된 액체 혼합비료를 유도용액으로 사용하여 용암해수를 대상으로 담수화 성능을 고찰하였다.

듀플렉스 스테인리스강(ASTM A240 UNS S31803)의 FCA 용접부 특성에 대한 연구

현준혁(Jun Hyeok Hyun),신태우(Tae Woo Shin),김상호(Sang Ho Kim),고진현(Jin Hyun Koh) 대한용접·접합학회 2017 대한용접·접합학회지 Vol.35 No.4

Characteristics of duplex stainless steel(DSS) weld metals made with FCAW were evaluated in terms of microstructure, ferrite content, EDS and XRD analysis, hardness, tensile strength, impact toughness and pitting corrosion resistance. Three heat inputs of 7.6, 12.5, 18.0kJ/cm were employed to make joints of DSS with E2209T1-1/4 wire. Microstructure in root zone of weld metals showed primary austenite, secondary austenite and δ-ferrite, and the content of Cr, Mo in secondary austenite was lower than that in primary austenite. Microstructures in cap zone consisted of δ-ferrite and primary austenite. Acicular austenite in heat input 7.6kJ/cm was formed whereas allotriomorphic austenite in heat input 18.0kJ/cm was formed. FN (Ferrite Number) values by WRC-1992 diagram using Creq and Nieq was between 40 and 50. Hardness of weld metals was higher than that of base metal in all heat inputs. Hardness of weld metals in heat input 18.0kJ/cm was generally lower than that of HAZ. Impact absorbed energy of weld metals of heat input 18.0kJ/cm at 0℃ and -40℃ was the highest. In pitting corrosion test, the least amount of pitting corrosion occurred in heat input 12.5kJ/cm. Critical pitting corrosion temperature(CPT) in heat inputs of 7.6, 12.5kJ/cm was 25℃, and that in heat input of 18.0kJ/cm was 20℃ because secondary austenite was largely formed in heat input of 18.0kJ/cm.

결정 트리의 에이다 부스트를 이용한 신호 인식 시스템

현준혁(Jun-Hyuk Hyun),백정현(Jeong-Hyun Baek),김지수(Ji-Su Kim),이수현(Su-Hyeon Lee),김은태(Eun-Tai Kim) 대한전자공학회 2017 대한전자공학회 학술대회 Vol.2017 No.6

듀플렉스 스테인리스강(ASTM A240 UNS S31803)의 FCA 용접 후 열처리가 용접부 특성에 미치는 영향

현준혁(Jun-Hyeok Hyun),신태우(Tae-Woo Shin),장복수(Bok-Su Jang),김상호(Sang-Ho Kim),고진현(Jin-Hyun Koh) 대한용접·접합학회 2017 대한용접·접합학회지 Vol.35 No.6

The effect of post-weld heat treatment(PWHT) on microstructure, mechanical properties and pitting corrosion resistance of UNS S31803, duplex stainless steel(DSS), weld metals was investigated. Three heat inputs of 7.6, 12.5, 18.0kJ/cm were employed to make joints of DSS with E2209T1-1/4 wire and PWHT was conducted in three temperatures of 1070, 1100, 1130℃. Microstructure in weld metals after PWHT consisted of allotriomorphic rather than needle-shaped austenite. Secondary austenite was scarcely formed and intermetallic compounds were not formed. Ferrite content was increased with increasing PWHT temperatures because δ-ferrite was stable phase and ferrite can not be sufficiently transformed to austenite due to rapid cooling. The difference of Cr, Mo and Ni contents between δ-ferrite and austenite after PWHT increased compared to that before PWHT. Hardness of weld metals became lower than that of base metal after PWHT. Also, hardness of weld metals was increased while impact absorbed energy was decreased with increasing PWHT temperature because of increase of δ-ferrite content. In pitting corrosion test, the critical pitting corrosion temperature(CPT) after PWHT increased by approximately 10℃, and CPT of weld metals was between 35 and 40℃. Heat-treated specimens in 1070℃ was corroded in base metal because ferrite content of base metal was quite high over 60%.

알루미늄 합금 AA6061-T6와 Silafont-36의 이종금속 레이저 용접부 특성에 관한 연구

현준혁(Jun-Hyeok Hyun),신태우(Tae-Woo Shin),장복수(Bok-Su Jang),김상호(Sang-Ho Kim),고건호(Gun-Ho Go),김태영(Tae-Young Kim),고진현(Jin-Hyun Koh) 대한용접·접합학회 2017 대한용접·접합학회지 Vol.35 No.5

The characteristics of dissimilar weld metals between AA6061-T6 and Silafont-36 by laser welding were evaluated in terms of bead shape, microstructure, EDS analysis, hardness, and tensile strength. Laser power of 3.0, 3.5, 4.0kW and incident angle of 15, 20° were employed to make dissimilar weld metals. Bead shape of weld metal with 3.5kW, 15° was most stable. Microstructure of dissimilar weld metals consisted of columnar dendrite in area adjacent to fusion line and equiaxed dendrite in center of weld metal. Also, Mg2Si and α-AlFeMnSi were precipitated in weld metal. Microstructure in HAZ of Silafont-36 consisted of eutectic Al-Si, Mg2Si, and β-Al5FeSi. Si contents of weld metal made with 4.0kW, 15° were very high. And Mg contents of weld metals were relatively low because of vaporation of Mg. Hardness of weld metal made with 4.0kW, 15° was very high because Si contents of that were high. In tensile test, Specimens were fractured in Silafont-36 or weld metals. The fracture in base metals was due to low tensile strength of Silafont-36, and the fracture in weld metals was due to undercut or porosity.