The domestic shipbuilding industry is building high-value-added ships such as LNG and LPG, and the demand for natural gas, a clean energy source, is continuously increasing. Climate change, such as global warming, is occurring due to rising oil prices and excessive use of fossil fuels. To protect their homes from the changing environment, 121 countries announced intensive climate target policies to reduce carbon emissions to 0% by 2050. In this study, modeling and design were performed using SUS410 and SUS304L about the operating part of the Pilot valve based on the physical properties of the aluminum alloy used in the Pilot valve, a component of the gas pressure Regulating valve for LNG ships. Numerical We want to develop the optimal Pilot valve by comparing and analyzing the results using ANSYS, an analysis simulation program.

본 연구는 해양시설의 HNS 배출허용기준 체계에 적용 가능한 사회적 영향인자 평가방법 및 절차를 도출하는데 목적이 있다. 인천광역시 소재 해양시설 71개소로 대상으로 기업규모에 따라 대기업, 중견기업, 중소기업, 소기업으로 구분하였고, 신규 기술도입비용 은 5년간 분산하여 적용하는 경우로 추산하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 산업분야 항목에서는 경영상부담정도를 나타내는 지표 중 매출액감소 1점, 영업이익률감소 평균 3.5점, 도산가능성 2.7점으로 평가되어, 평균 2.7점으로 ‘영향있다’로 평가되었다. 둘째, 지역경제 항목의 평가지표 중 주민보건비지출부담 4점, 관광수입손실액 4점, 어업생산량감소 2점 등 전체 평균 3.3점으로 ‘영향크다’로 평가되었 다. 평가결과 산업적인 면에서는 소기업, 중기업, 대기업 간에 미치는 영향편차가 큰데, 대기업은 영향이 거의 없었고, 소기업은 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 지역경제면에서는 주민보건비지출부담, 관광수입감소, 어업생산량감소 등이 지역경제에 미치는 영향은 두가 지로 구분하여 볼 수 있는데, 지역전체 GRDP에 미치는 영향은 매우적지만, 해당 종사자나 주민 개인에 미치는 영향은 영향이 큰 것으로 나타났다.

4차 산업시대를 맞이하여 많은 공학 분야에서 IoT(Internet of Things)기술의 연계는 매우 중요한 쟁점이다. 최근 조선소에서도 디지털 조선, 스마트 팩토리 등의 개념을 구체화하고 있는 추세이다. 한편 자동차, 비행기 등에서 자율주행을 구현하는 연구는 매우 활발 하고 일정 부분 상용의 형태로 나타나고 있다. 본 연구는 오픈 소스 아두파일럿 기반의 FC(Flight Controller) 및 RTK(Real Time Kinematic) GPS(Global Positioning System)를 이용하여 자율 주행 임무를 수행하는 보트의 주행성에 관한 연구로서 잔잔한 호수에서 실해역 실험을 수행하였으며 보트의 임무는 특정한 지점을 자율주행한 후 홈 위치로 스스로 돌아오는 과정에 대한 조종성 평가이다. 주어진 속도에서 기 설정된 임무 궤적과 실 운항 궤적에 따른 차이를 분석하고 시스템의 보트 적용성에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 또한 4개의 프로펠러를 가지는 OmniX 선체의 주행성을 분석하였으며 최대 48%의 주행 추적성 향상을 확인하였다.

In this study, a direct contact membrane module was manufactured to be used in a pilot scale membrane distillation process to treat 3 m3/day of the digestate produced from anaerobic digestion of livestock manure. In order to investigate the performance of the membrane module, permeate flux was measured with and without spacer inside the module under various condition of temperature difference and cross flow velocity (CFV) through the membrane surfaces. Flux recovery rate after chemical cleaning was also investigated by applying three different cleaning methods. Additionally, thermal energy consumption was theoretically simulated based on actual pilot plant operation conditions. As results, we observed flux of the module with spacer was almost similar to the theoretically predicted value because the installation of spacer reduced the channeling effect inside the module. Under the same operating condition, the permeate flux also increased with increasing temperature difference and CFV. As a result of chemical in-line cleaning using NaOCl and citric acid for the fouled membranes, the recovery rate was 83.7% compared to the initial flux when NaOCl was used alone, and 87% recovery rate was observed when only citric acid was used. However, in the case of using only citric acid, the permeate flux was decreased at a rapid rate. It seemed that a cleaning by NaOCl was more effective to recover the flux of membrane contaminated by the organic matter as compared to a cleaning by citric acid. The total heat energy consumption increased with increasing CFV and temperature difference across the membrane. Thus, further studies should be intensively conducted to obtain a high permeate flux while keeping the energy consumption to a minimum for a practical application of membrane distillation process to treat wastewater.

The carbon capture and storage (CCS) technology from industrial flue-gas has been an important environmental issue in these days. However, membrane process has a number of breakthrough-point to commercialization in scale-up. In this work, process optimization for high purity and high CO2 recovery with lower the capture cost has been investigated. Lab-made membrane pilot process using real flue gas has been also set up to derive industrial factor.

Various studies have forwarded an outstanding wastewater effluent treatment systems toward securing sustainable supply of water sources. In this paper, a broad overview of the performance of MF membrane as pretreatment option for wastewater reuse will be presented based on the literature survey and experiments conducted over the wastewater reuse pilot plant. The pilot plant was operated with a continuous data acquisition for about 300days under various chemical enhanced backwash (CEB) system with subsequent treated water quality analysis. Accordingly, assessment of the effluent revealed that the pretreated water is suitable enough to be used as an input for Reverse Osmosis (RO) unit and significant effect of CEB and concentration of NaOCl is also conceived from the analysis. Moreover, it's also observed that the application of various CEB condition over long operational hours induced a constant declination of overall performance of MF membrane.

본 연구는 LNG를 연료로 사용하는 화력발전소 보일러에서 배출되는 1,000 Nm3/day의 연소 배가스에 포함된 8 ∼10%의 CO2를 대상으로 순도 99%, 회수율 90%로 회수할 수 있는 실증규모의 다단계 막분리 공정에 관한 운전 결과이다. 이를 위해 본 연구팀에서는 가소화 안정성이 우수한 폴리이서설폰 중공사막을 개발하고 CO2/N2의 분리특성을 연구한바 있 으며[1], 소형 모듈을 이용하여 압력 및 CO2의 조성 변화에 따른 투과 특성을 실험과 향류 방식의 전산 모사를 통하여 확인 하여 막분리에 의한 CO2의 회수 가능성을 확인한 바 있다[2-4]. 이러한 선행 연구결과를 바탕으로 pilot 규모의 다단계 막분 리 plant를 설계하여 제작, 설치, 운전하였으며 그 운전 결과를 다단계 공정의 수치 모사 결과와 비교하였다. 전체 공정은 크게 배출되는 배가스 내의 수분을 전단에서 제거하기 위한 제습 공정과 후단에 재순환이 가능한 4단계 막분리 공정으로 구성되어 있다. 4단 분리막 공정에서 배출되는 최종 CO2의 농도는 운전 조건에 따라 95∼99%의 CO2가 0.15∼0.2 ton/day 의 회수율 70∼95% 회수규모로 얻어졌다. 얻어진 실험 결과는 수치 모사 결과와 비교하였을 때 매우 잘 일치 하는 것을 알 수 있었으며 운전 중 전체 공정은 안정적으로 작동하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 다단계 막분리 공정을 통한 배가스에서 CO2를 성공적으로 분리할 수 있었다.

다량으로 발생하는 하/폐수 슬러지를 처리하는 방법중 하나는 건조하여 고형연료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 파일럿 규모의 설비를 설계, 제작하여 하/폐수슬러지 탈수 및 건조특성을 연구하였다. 전처리 과정으로 슬러지 함수율을 낮추고 악취를 감소하기 위하여 염화제2철을 투입하여 탈수하였다. 건조공정은 연소실과 건조실이 통합된 최대 처리규모 40[kg/hr]인 일체형 건조기와 건조기에서 배출되는 고온, 고습의 배가스를 외부공기와 열교환하는 열교환기, 열교환기에서 가열된 외부공기를 열원으로 하는 밴드통기형건조기로 구성하였다. 슬러지는 탈수과정에서 함수율이 저감되므로 pin mill을 사용하여 분말화하여 밴드통기형건조기에 투입하였다. 밴드통기형건조기는 4단으로 구성되며 상부로부터 분말 슬러지가 공급되고 열풍은 하부로 공급되는 향류접촉방식이다. 1차 건조된 슬러지는 일체형건조기에 공급된다. 건조기 상부에 가스버너가 설치되어 발생한 열풍은 축열재를 거쳐 하부에 위치한 건조실을 지나 열교환기를 통과한 후 외부로 배출된다. 건조실내에는 4단의 paddle형 건조기가 설치되어 있으며 슬러지는 상부로부터 공급되어 차례대로 건조기를 통과한 후 로타리밸브를 거쳐 외부로 배출되고 건조용공기는 외부공기가 건조실내 pipe를 통과하면서 가열되어 각 건조기에 공급된다. 운전 데이타는 건조기가 열적평형에 도달한 기간중 취득하였다. 함수율 71.5%의 탈수슬러지를 31[kg/hr] x 8.5[hr] 공급시 배출된 건조슬러지는 72.96[kg]이었으며 이때 투입한 에너지는 203,320[Kcal]이었다. 순에너지소비율은 1,104[Kcal/kg-H2O]이었으며 함수율은 5.9%이었다. 함수율이 60.62%인 탈수슬러지를 36[kg/hr] x 4[hr]공급시 배출된 건조슬러지는 48.78[kg]이었으며 이때 투입한 에너지는 86,144[Kcal]이었다. 순에너지소비율은 1,009[Kcal/kg-H2O]이었으며 함수율은 3.96%이었다.

연안오염퇴적물에 함유된 유기물질과 PAHs의 현장정화를 위한 생물활성촉진제의 효능을 파일럿 규모의 현장실험을 통하여 1년간 평가하였다. 실험 해역의 수온은 계절적인 요인으로 인해 16.5°C에서 21°C까지 변화가 있었으나, 파일럿 반응조의 오염퇴적물의 pH는 8.4-8.5로 서 비교적 일정하였다. 파일럿 실험종료 후 바탕시험구와 초산, 황산이온, 질산이온을 함유한 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물의 화학적 산소요구량은 각각 39% 및 79%까지 감소하였으며, 휘발성고형물은 초기 약 15 g/kg에서 7 g/kg 및 2.5 g/kg까지 각각 감소하였다. PAHs는 2- ,3- ,4- ,5-ring 과 6-ring 16PAHs를 평가하였으며, 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물에서 2-ring 화합물인 나프탈렌은 실험시작 2개월 후 100%(바탕시험구의 감소율 55.6%)까지 감소되어 가장 빨랐고, 12개월 후 3-ring 및 4-ring PAHs의 감소율은 모두 100%(바탕시험구의 감 소율 46%-100%)에 달하였다. 5-ring과 6-ring PAHs의 12개월 후의 감소율은 바탕시험구와 생물활성촉진제를 투여한 오염퇴적물에서 각각 26%-87% 및 77%-100%로 평가되었다. 연안오염퇴적물에 투입한 생물활성촉진제는 유기물질 및 난분해물질인 PAHs의 제거속도를 향상시킬 수 있는 것으로 평가되었다.

폐기물로부터 에너지를 회수하고자 하는 노력은 전세계적인 추세이며, 국내에서도 가연성 폐자원의 효율적인 친환경적 처리, 에너지 회수를 위한 다양한 정책과 법규가 만들어져 진행되고 있다. 가연성 폐기물로부터 에너지를 회수하는 전통적인 방법인 소각과 비교하여 가스화 기술은 생산된 합성가스를 다양한 방법으로 활용할 수 있으며, 100톤 미만의 폐기물 처리시 소각보다 월등히 높은 효율을 보이고 있다. 따라서 사용연한이 다 되어가는 국내 중소규모 소각시설의 대체 및 플랜트의 해외 수출 등을 위해 폐기물 고형연료의 가스화 기술의 개발이 진행중이다. 본 연구에서는 이러한 폐기물 고형연료 가스화 플랜트 기술의 개발을 위해 국내 한 지자체의 생활폐기물을 대상으로 비성형 고형연료를 제조하고, 제조된 고형연료를 공기사용 고정층 가스화를 통해 합성가스를 생산하여 이를 직접 가스엔진 발전기에 도입함으로써 일정량의 전력을 생산할 수 있는 반응 특성에 대해 연구하였다. 실험 설비와는 다르게 파일럿 플랜트 이상의 실증시설은 강제로 온도를 유지할 수 없으므로, 공급하는 산화제에 의해 로내 온도가 변화되며, 최적 가스화 효율을 얻기위해 다양한 운전인자의 변화에 따른 가스화 특성에 대해 평가하였다.

국내의 구제역은 2000년대 이후 4 번 발생하였으며, 2010년 11월 경상북도 안동시에서 발생한 구제역은 5번째로 전국적으로 총 11 개 시도와 75 개 시군구로 확산되어 4,790 개소의 매몰지가 설치되었고, 347만 마리의 소와 돼지가 살처분되었다. 국내의 경우 구제역 발생시 많은 양의 가축사체를 매몰처리 하였지만 그에 따른 환경영향과 오염물질에 대한 자료가 부족하고 국외에서는 영국, 미국, 캐나다를 중심으로 가축사체 처리기술, 매몰지 환경영향평가, 매몰지 처리방법, 가축사체 분해정도, 환경 모니터링 등 관련 분야에 대한 연구가 활발히 추진되었다. 따라서 우리나라에서도 매몰지 가축사체의 유기물 분해 특성, 침출수 처리, 지하수, 토양의 환경영향, 악취물질, 발생가스, 사체 분해정도 등 신뢰성 있는 자료 확보가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 배경 및 필요성에 따라 축종비교를 위해 돼지와 소의 사체를 매몰하여 우리나라에서 가장 넓게 분포되어 있는 사양질 토양과 식양질, 사질 토성별로 파일럿 규모 가축 매몰지 5 기를 과학원 연구단지내 설치(‘12.2월)하여 약 3년(2012.2∼2015.2) 동안 매몰사체의 유기물 분해특성, 가스발생, 악취물질, 침출수 발생량, 침출수 농도 변화, 사체분해정도 등을 조사하여 가축 매몰지로 인한 환경영향 및 매몰지 환경관리지침 개선 방안을 마련하고자 연구를 추진하였다. 연구결과 CH4, H2S의 농도는 매몰을 시작한 후 6개월 뒤인 2012년 8월부터 급속하게 발생한 뒤 꾸준히 발생하였다. 특히 사양질 토양에 소를 매몰한 매몰지에서 상대적으로 높은 농도로 나타났다. As, Cd 등 대부분의 중금속은 불검출로 나타났으며, 축종 및 토양에 따른 분해정도를 비교한 결과 소의 경우가 돼지보다 빠르게 분해가 있어났고 시간이 경과함에 따라 사질 〉식양질 〉사양질 토양 순으로 분해가 이루어지는 것으로 판단된다.

석탄을 이용한 대규모 가스화 설비들은 전력생산과 연료합성에 있어서 실제 상업적으로 많이 적용되어 이용되고 있다. 그러나, 상대적으로 수급과 가격에 있어 장점이 있는 폐기물을 원료로 이용한 가스화기술의 적용과 상용화기술의 개발은 석탄가스화기술과 비교하여 적용실적 및 분야가 다소 부족한 것이 사실이다. 이러한 필요성에 의해 폐기물을 원료로 이용한 가스화기술의 개발이 국내뿐 아니라 국외에서 많은 연구와 관심의 대상이 되고 있다. 폐기물 가스화시 폐기물을 구성하는 원료 물질들은 대부분 가스상 오염물질들로 전환된다. 이런 과정을 통해 가스화기에서 생산된 합성가스는 분진, H2S, COS, HCl, NH3, HCN, 중금속등의 다양한 오염물질들을 포함하고 있다. 폐기물을 원료로 하여 개발되고 있는 에너지생산 및 화학합성 공정들은 장치의 부식방지, 촉매피독, 오염물 농도 규제치를 만족시키기 위해 엄격한 정제수준이 요구된다. 이러한 정제수준의 달성을 위해 석탄과 폐기물을 원료로 한 가스화 공정에 대하여 고온조건에서 필터와 흡착제를 활용한 정제기술들이 개발되어왔다. 본 연구는 파일럿 규모의 실험설비를 이용하여 폐기물 합성가스 내에 존재하는 오염물질들의 처리, 제거 특성을 살펴보고 기초적인 운영특성을 알아보았다. 유량, 온도, 압력등의 다양한 공정조건에서 기초적인 기능을 수행하는 고온백필터 운영을 통한 집진성능을 알아보았다. 사업장폐기물과 폐자동차에서 발생하는 ASR을 대상으로 가스화 후 발생되는 분진에 대한 집진성능을 평가하였으며 1차백과 2차백으로 구성된 2개의 필터를 이용하여 총괄 집진이 이루어졌다. 1차백에서 평균 입구농도가 36,923 mg/m³, 출구농도가 4,351 mg/m³으로 나타났으며 평균 제거효율은 90.05%로 나타났다. 2차백의 평균 입구농도는 4,351 mg/m³, 출구농도가 7.2 mg/m³으로 나타났으며 2차백의 평균 제거효율은 99.83%로 나타났다. 1차/2차백을 모두 통과한 전체 가스의 총 제거효율은 99.98%로 입구평균농도가 36,923 mg/m³인 조건에서 출구농도가 7.2 mg/m³를 나타내었다.