플라즈마를 이용한 메탄의 연속적 전환 공정

김영채,김병일 한양대학교 에너지 ·환경기술연구소 1995 에너지·環境技術論文集 Vol.2 No.-

Plasma를 이용한 연속적인 저 에너지 메탄 촉매공정으로 고부가의 탄화수소의 제조를 10∼50torr의 압력범위에서 실험하였다. 메탄은 Plasma의 출력, 유량, 촉매의 특성, 반응계의 압력등 다양한 요인에 의해 각각 에탄, 에틸렌, 아세틸렌으로 선택적으로 전환된다. 현재는 원료 메탄의 52%까지 변환이 이루어지고 있다. Coking은 촉매와 유량의 적절한 선택에 의해서 최소화 할 수 있다. 라디칼은 촉매표면에서의 라디칼 결합에 의해 중요한 변환의 요소가 된다. 이 반응의 반응속도, 에너지 수지, 반응 메카니즘을 기술해 본다.

천연가스의 반응성 연구

김병일,조원일,백영순,김영채 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1997 에너지·環境技術論文集 Vol.3 No.-

플라즈마를 이용하여 천연가스를 활용하는 기술을 개발하기 위하여 연속적인 공정으로 플라즈마를 발생시켜 메탄올 에틸렌으로 변환하는 실험을 수행하였다. 원료 메탄의 유량, 마이크로웨이브의 출력, 반응 압력, 촉매의 유무를 변화시켜 실험한 결과 메탄은 플라즈마에 의하여 에틸렌, 에탄, 아세틸렌으로 변환되어지고 메탄의 전환율과 에틸렌의 선택도는 원료의 유량, 마이크로 웨이브의 출력, 반응 압력, 촉매의 영향을 받고 있음을 확인할 수 있었다. 실험 결과 최고의 메탄 전환율은 촉매를 사용하지 않았을 때의 33.35%이며, 100w 이내의 저출력 조건에서 최고의 에틸렌 선택도는 촉매를 사용했을 때의 28.58%였다. 이 반응의 메카니즘 및 메탄 전환율과 에틸렌 선택도에 영향을 주는 각 임계요인의 영향에 대해 기술해 본다.

소각시설 폐열의 이용 효율을 이용한 침출수 처리에 관한 연구

공성호,배성렬,김철현,조창우,김용수 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1999 에너지·環境技術論文集 Vol.5 No.-

우리나라의 연평균 쓰레기량은 약 2천만톤에 달하고 있다. 현재 쓰레기는 매립, 소각, 재활용으로 각각 처리되고 있으며 소각시설 폐열은 CHP의 배관망과 연계되어 소비자들에게 제공된다. 우리가 소각에 의해 발생하는 폐열을 이용하면 원유수입을 줄일 수 있고 대기오염물을 감소시킬 수 있다. 그러나, 소각시설 사용효율의 감소로 인해 좀더 과학적인 분석과 추가적인 이용방법들의 필요성이 점차적으로 증대되고 있다. 이 보고서는 국내 10개 소각장의 운영실적 결과로부터 소각시 부피의 감소효과는 대부분의 소각로에서 일정한 비율로 분석되었다. 또한 많은 소각시설들의 건설에 따라 경제성 뿐 아니라, 낮은 오염도 역시 고려되어야 한다. 쓰레기 에너지 활용효율의 향상을 위해 소각로 설계 및 설치시 폐열회수 보일러의 설계,최적조건, 과도 상황에서의 적절한 운전조건 설정에 대한 연구 및 기술개발과 소각로와 발전기 설치여부 및 여열이용 방법등에 대한 종합적인 검토를 거쳐야 할 것이다. 결국 이것이 환경을 보호하고 폐기물 처리 문제를 해결할 수 있는 최선의 방법이라 판단된다. It is estimated that wastes is about 20million ton/year in Korea. At present, wastes are treated by landfilling, incinerating and recycling respectively. waste-heat from incinerator is connected to the pipelines of CHP and supplied to the consumers. When we utilize wastes heat generating by incinerating, we can save oil and reduce air-pollu-tant. However, it is needed increasingly that scientific analysis and additional use method should be expanded because of reduction of incinerator use efficiency. In this report, reduction effect of volume in incinerating is analyzed at invariable ratio in 10 incinerators. With constructing many incinerators, low-pollution should be considered as well as economics. For the improvement of wastes energy utilization efficiency, we should investigate the design of waste-heat return boiler, optimal condition, appropriate operating condition at transitional situation, installation of incinerator generator and free-heat utilization method. Finally, it is the best method to protect the environment and solve wastes treatment matters.

R/O 정수기 저장용기내의 미생물 검정

현병용,최용운,박홍우,이상환 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1998 에너지·環境技術論文集 Vol.4 No.-

도시화, 산업화로 환경오염이 갈수록 심화되고 있다. 그리고, 환경에 대한 국민의 관심이 커지고 있고, 그에 따른 법이 더욱더 강화되고 있은 추세이다. 깨끗하고, 안전한 먹는 물에 대한 요구가 커지고 있으며, 많은 가정에서 정수기를 사용하고 있다. 정수기를 이용한 먹는 물에 관한 특별한 기준안이 없는 상태에서, 정수된 물을 다량 보관하는 역삼투압식 정수기의 미생물학적인 측면의 안전성을 알아보고자 하였다. 정수기 저장용기내에서 성장하는 미생물들의 종류와 성장특성, 유해성을 검토하였다. 실험한 결과, 정수기내의 미생물에는 병원성 미생물이 발견되지 않았으나, mL당 100개 이상의 일반세균수가 발견되었다. 발견된 미생물들은 미량의 유기물에도 잘 성장하였다. 또한, 미생물을 균주동정한 결과 알려진 병원균은 나타나지 않았다. 노란색을 나타내는 Sphingomonas capsulatus, 크림색을 나타내는 Burkholderia solanacearum가 우점종임이 밝혀졌다. 그러므로, 역삼투압식 정수기에서 생산된 물은 미생물학적인 면에서 음용하는데 비교적 안전한 것임을 알았다. A consequence of the current public awareness of the environment is the widespread use of water purification systems for providing drinking water. In this research, a safety-related investigation of the growth and possible hazards of microorganisms in commercial reverse osmosis water purification systems was conducted. The experiments showed that the resevoirs of the purification systems provide a favorable environment for microbial growth, even though there are only trace amounts of organics. The number of non-hazardous microbes was found to exceed standards, with Sphingomonas capsulatus and Burkholderia solanacearum being the dominating species. Since none of the identified strains is known to be pathogenic, it is concluded that drinking water from R/O water purifiers is relatively safe at least with respect to microbial pathogenicity.

중·소형 소각로의 대기 배출 허용 기준과 방지 기술의 효율에 관한 연구

권태원,배성렬,공성호,김용수 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1999 에너지·環境技術論文集 Vol.5 No.-

본 연구는 기설치되어 가동되고 있는 소형소각로 4기와 중형소각로 4기등 총 8기를 임의 선정하여 투입폐기물 소각시 대기중으로 배출되는 오염물질의 농도, 배출허용기준과 방지시설효율을 파악코자 97년 1월부터 97년 12월까지 1연에 걸쳐 STACK SAMPLER 및 GAS SAMPLER등으로 측정 분석하였다. 연구결과 中·소형 소각로의 측정농도는 모두 대기배출허용기준 이하로 양호한 상태였으나, 방지시설의 효율은 각 성능에 비하여 최적의 상태는 아닌 것으로 나타났다. 또한 현장조사로 나타난 문제점은 소형소각로의 경우 투입 폐기물이 가스상 오염물질을 발생하는 폐기물을 소각하는 경우도 있었으나, 가스상 오염물질을 저감할 수 있는 방지시설을 대부분 설치하지 않았으며, 따라서 주변환경오염 및 소각로 자체의 부식 등이 우려되었다. 소형소각로를 설치한 4개업소의 분석결과는 먼지 28.5∼88.5mg/S㎥, CO 85.8∼290.9ppm, SOx 불검출∼18.2ppm, NOx 10.05∼22.4ppm, HCl 1.66∼28.5ppm로 나타나 배출 허용기준을 초과하지 않는 양호한 상태를 보였고, 100㎏/hr이상의 중형소각로를 설치한 4개 업소의 분석결과도 먼지 27.7∼77.55mg/S㎥, CO 109.3∼346.2ppm, SOx 30∼41ppm, NOx 11.1∼41.5ppm, HCl 4.0∼12.4ppm로 나타나 배출허용기준을 초과하지 않는 양호한 상태를 보였다. 중·소형 소각로의 최저치와 최고치에 따른 농도비교를 한 결과 CO, SOx, NOx 등 가스유의 농도는 소형보다 중형에서 다소 높은 상태를 보이고 있었으며, HCl과 먼지는 소형보다 중형에서 다소 저감된 상태를 보이고 있어, 이를 통하여 볼 때 가스유를 저감하기위해 설치된 중형소각로에서의 효율은 HCl에서 저감효과를 나타낼뿐 CO, SOx, NOx 가스는 별다른 저감효과를 보이지 않는 것으로 분석되었다. 먼지의 경우 방지시설 효율면에서 볼 때 소형보다는 방지시설이 1,2,3차로 설계된 중형에서 그 저감폭이 높게 나타났다. 반면 CO의 경우 폐기물 투입량이 많은 중형소각로에서 농도가 더 높게 나왔으며, 중·소형 모두 방지시설 효율과는 무관하였다. In this research four of small incinerator, four of middle incinerator were chosen to investigate concentration of gas which was eminated and pollution control facilities from Janury to December, 1997, with Stack Sampler and Gas Sampler. Both of incinerator were operated below the Permissible Discharge Standards. But efficiency of Pollution Control Facilities were not in best condition. The problems which were found during the field test were these small incinerator usually don't have control facilities of polluted gas even though they incinerate solid wastes which contain gaseous pollution substances. So it will cause the corruption of incinerator itself and contaminate around of it. Small incinerators (capacity below 100kg/hr) just had cyclone(efficiency 50^) and middle incinerators(capacity above 100kg/hr) usually had three steps facility(Cyclone-Semo-dry/dry Scrubber-Bag Filter/E·P). The analysis result of four companys which use small incinerator was Dust 28.5∼88.5mg/S㎥, CO 85.5∼290.9ppm, SOx 0∼18.2ppm, NOx 10.05∼22.4ppm, HCl 1.66∼28.5ppm. These analysis result of four company which use middle incinerator was Dust 27.7∼77.55mg/S㎥, CO 109.3∼346.2ppm, SOx 30∼41ppm, NOx 11.1∼41.5ppm, HCl 4.0∼12.4ppm. Also these data were all below the Permissible Discharge Standards So all small-middle incinerator were operated adequately. Compare small incinerators with middle incinerators, concentration of CO, SOx, NOx was lower than that of middle incinerators but HCl, Dust was higher than that of middle incinerator. It means facilities which were established in middle incinerator to reduce gas just work in HCl, but not in CO, SOx, NOx. In case of Dust middle incinerator's decrease efficiency was better than small incinerator but CO's decrease efficiency was worse than small incinerator. Both of incinerators were not concern with efficiency of Pollution Control Facilities. The analysis result of middle incinerator-6 which use Cyclone, Scrubber, Bag Filter and incinerator-8 which use Cyclone, Scrubber, E·P during one year by month show that the concentration of Dust, SOx, NOx was stable. So it's easy to get Permissible Discharge Standard but concentration of CO was changeable. In case of efficiency of Pollution Control Facilities, middle incinerator-8 which use Cyclone, Scrubber, E·P was better than middle incinerator-6 which use Cyclone, Scrubber, Bag Filter. Middle incinerator-8's NOx concentration was 121.7ppm in October, it seems control condition was changed. So it need the countermeasure of rational control and management.

최근 에너지와 환경에서 촉매의 역할

하백현 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1994 에너지·環境技術論文集 Vol.1 No.-

폐플라스틱의 재자원화 방안에 관한 연구

최진호,이주성,공성호,김영채,배성렬 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1997 에너지·環境技術論文集 Vol.3 No.-

세계적으로도 '92년 리우 환경회담 이후 점차적으로 환경에 대한 규제가 엄격해지고 있고, 선진국에서는 recycling과 연계되어 모든 분야의 과학발전이 이루어지고 있다. 더구나 최근 EC의 유럽회의에서 가까운 시기에 역내에서 사용되는 포장용기의 90%이상을 재생사용토록 의무화하는 새로운 리사이클링 규정안을 통과시켰으며 국내에서도 쓰레기 종량제가 전국적으로 실시되어 폐플라스틱의 수거, 처리 방안이 문제시 되고 있다. 이러한 상황에서 적절한 대비책으로 폐플라스틱의 수급현황, 자원화전망 그리고 개발중인 여러 가지의 처리 방안을 제시하였다. 그리고 지금까지는 아무리 우수한 기술이 있어도 경제성이 없으면 상업화가 이루어지지 않았으나, 향후의 리사이클 방향은 조금씩 바뀔 것으로 생각되며 이는 우선 플라스틱의 발생 및 사용량의 절약에서 시작하여 재생이용을 추진하고 최종적으로 소각에 의한 열이용의 순서로 이루어져야 할 것이다.

폐자동차의 효율적 회수 및 재활용 확대방안에 관한 연구

공성호,배성렬,김장회,강정호,김용수 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1999 에너지·環境技術論文集 Vol.5 No.-

경제성장과 국민소득 향상에 따른 자동차 보유대수의 증가와 함께 대량으로 발생되는 폐자동차의 효율적 회수와 합리적인 처리는 사회·경제 ·환경적인 면에서 매우 중요한 해결과제로 부상하였다. 따라서 본연구는 우리나라 폐차시스템 전반을 검토하고 폐차 회수·처리체계 구축과 재활용 확대방안 강구에 중점을 두고 연구한 결과 다음과 같이 제안한다. 효율적인 폐자동차의 회수를 위햐여 승용차는 압류·저당등록이 되어 있음에도 불구하고 폐차가 가능하도록 제도개선이 이루어져야 하며 자동차소유자의 폐차의뢰에 신속히 대처하기 위하여 방문견인실시등 폐차접수 서비스를 강화화여야 한다. 또한 폐자동차의 재활용 활성화를 위하여 첫째, 홍보강화로 폐기물 자원화 의식을 고취하여 중고부품 사용에 대한 부정적 이미지를 불식시켜야 한다. 둘째, 폐기물 발생량 감소를 위하여 자동차 제작사로 하여금 분리·회수된 프라스틱을 의무적으로 회수하도록 하여야 한다. 셋째, 제품의 설계단계에서부터 재활용이 용이한 설계·재질개선이 이루어질 수 있도록 제도적으로 감시하고 권고하여야 한다. 넷째, 중고부품의 재사용을 금지하는 모든 규제를 철폐해야 한다. 다섯째, 환경친화적인 폐차업이 되기 위하여 환경오염 방지시설등 폐차업의 환경시설기준을 강화하여야 한다. With the increase of income per capita and the growth of the automobile a efficient recovery and treatment of End-of-Life Vehicles which generating massivety raised urgent solutions of the society, economics and environment as a whole. Therefore this study present a policy and a system on the recycling recovery methods and the ELVs recovery system. The first, for the purpose of an efficient collection of the ELVs. 1. The mortgage and attachment of the auto mobile should be abolished 2. In order to meet ELV owners, justly the dismantler should provide one with fully troction services. The second. In order to recyce the ELVs. 1. Efforts should be made to make wastes resource senses, A negative impression for the used parts should be rid. 2. The car maunfactures should recover a collected plastic in duty to reduce the waste. 3. The government make car manufacturers improve materiality of ELV materiality of ELV along with a easy design for the recycling from the automobile design step in early. 4. All restrictions that prohibit reuse of the used parts should be abolished. 5. A facility of the enviromentally sound business should be reinforced in a standpoint of the environmental conservation.

페타이어의 재자원화 방안에 관한 연구

김용수,이주성,김영채,공성호,배성렬 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1997 에너지·環境技術論文集 Vol.3 No.-

자동차 산업의 부산물로 발생되는 각종 폐고무류와 폐타이어 그리고 일반 제화공업이나 공산품의 제조공정에서 필연적으로 발생되는 합성 천연고무 폐기물은 국내에서만도 년간 16만톤이 발생되는 것으로 추정되고 있어 이로 인한 환경 및 사회적인 문제가 이미 심각한 상황에 도달해 있는 실정이다. 이러한 상황은 자동차 산업의 선진국인 미국의 경우에서 뿐만아니라 국토가 비좁은 구주의 경우도 폐타이어등 폐고무류에 의한 문제가 사회적으로 점차 심각하게 대두되고 있어 이의 처리에 대한 당위성은 이미 오래전부터 제기되어 왔다. 따라서 국내에서만도 년간 1200만개 이상 발생되는 폐타이어로 인한 환경문제를 해결하고 아울러 이를 에너지로 또는 유용한 자원으로 재환원하여 사용함으로써 국가에 크게 이바지할 수 있는 기술에 대한 실용화 연구는 꼭 필요하다.

이온교환법에 의한 고분자 전해질형 연료전지용 전극 제작과 특성 평가

심중표,조상필,이주성,오태영 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1997 에너지·環境技術論文集 Vol.3 No.-

The platinum catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell was prepared by ion exchange method. In the case of increasing loading content of catalyst by repeating ion-exchange of platinum, previously Nafion content was fixed as 10 wt% for the preparation of catalyst powder. When the platinum loading amount on carbon were 5, 10, and 20 wt%, the particle sizes of platinum were 75, 85, and 113Å, respectively. The performance of 20 wt% platinum-loaded electrode was better than other cases. As the loading amount of catalyst was increased, the particle size of platinum was enlarged and the surface area was decreased. Then mass activity was gradually decreased. And as the more and more higher pressure was taken, mass activity was also gradually increased.