국내 도로포장에서는 겨울철 결빙으로 인한 교통사고가 자주 발생하고 있다. 특히, 최근의 기후변화에 따른 동절기 사고건수가 증가 하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 도로노면 결빙 재료 및 공법, 기술들이 개발되고 현장에 적용되고 있다. 그러나 도로 노면 결빙 및 공법 관련 기술들에 대한 성능평가가 어려운 실정이다. 따라서, 도로환경에서 발생되는 환경조건 등의 모사를 통한 도로 노면 결빙 공법 및 기술의 성능평가를 위한 실증실험시설이 필요하다. 본 연구에서는 국내 동절기 도로포장에 대한 기본적인 환경조 건을 분석하여 이를 기반으로 도로노면 결빙 관련 환경모사가 가능한 실증실험시설을 구축하였다. 도로노면 결빙에 영향을 주는 요소 는 대기온도, 노면온도, 습도, 풍속, 기압 등의 다양한 인자가 있다. 이러한 요소중에 실증실험시설 구축에서는 대기온도, 노면온도, 습 도, 풍속을 모사할 수 있도록 하였다. 도로노면 결빙에 있어 노면온도가 중요한 요소로 작용할 수 있기에 챔버내에 시편의 온도를 제 어할 수 있는 내부챔버를 추가로 구성하였다. 또한, 도로노면 결빙을 유발할 수 있는 어는비 분사장치 및 온․습도 변화에 따른 시편 의 모니터링을 위해 열화상 카메라를 이용하도록 구성하였다. 도로노면 결빙 실증실험시설이 효율적으로 운영된다면 다양하게 개발되 는 기술들에 대한 실험을 통해 성능평가가 가능할 것으로 판단되며, 향후 이를 기반으로 실증실험시설의 운영에 대한 매뉴얼 및 평가 방법 등을 마련하는 것이 필요하다.

In this paper, a tidal power conversion system (PCS) using seawater level differences was presented.. To verify the presented PCS, an actual lab-scale tidal power generation system was constructed. The operation of the lab-scale PCS was first modeled mathematically and was analyzed through dynamic simulation and experimental tests.

There is a need to develop a quantitative residual water measurement method to reduce the measurement uncertainty of the amount of residual water inside the canister after the end of vacuum drying. Therefore, a lab-scale vacuum drying apparatus was fabricated and its characteristics were evaluated by performing vacuum drying experiments based on the amount of residual water, vacuum drying experiments based on the surface area of residual water, and vacuum drying experiments based on the energy of residual water using the lab-scale vacuum drying apparatus. As a result of the vacuum drying experiments, if the surface area of water is the same, the greater the amount of water, the greater the energy of the water, so more energy is transferred to the surface of the water. Therefore, more water evaporated, and the average temperature of the remaining water was higher. The larger the surface area of the water, the more energy it takes to vaporize it, so the faster it dries and the faster the drying time. Before ice formed, energy was actively transferred by conduction heat transfer from the top, center, and bottom of the water to provide the energy needed for the water to evaporate from the surface. However, no energy was transferred from the water just before it turned into ice. When vacuum drying water, you can dry more water if you dry it slowly over a longer period of time. Therefore, by using a vacuum pump with a low flow rate, the pressure can be lowered slowly to prevent ice from freezing, thereby improving the drying quantity. It was evaluated that there was a good agreement between the energy used when water evaporated and the energy absorbed from the surroundings to within about 4%. Therefore, if the energy absorbed from the surroundings is known, it is possible to evaluate the amount of water evaporated in vacuum drying.

This study assessed the changes in the fiber properties of virgin and recovered fibers from lab-scale and pilot-scale depolymerization reactors based on the thermal air oxidation-resistance characteristics. Lab-scale and pilot-scale depolymerization reactors had different depolymerization volumes. Results showed that the lab-scale and pilot-scale peak solvent temperatures were 185 °C and 151 °C, respectively. The lab-scale had highest solvent temperature rate increase because of the small depolymerization volume and the dominant role of the cavitation volume. The structural properties of the recovered and virgin fibers were intact even after the depolymerization and after the pretreatment and oxidation-resistance test. We observed 1.213%, 1.027% and 0.842% weight loss for the recovered (lab-scale), the recovered (pilot-scale) and virgin fibers because of the removal of impurities from the surface and chemisorbed gases. Further, we observed 0.8% mass loss of the recovered fibers (lab-scale) after the oxidative-onset temperature because of the “cavitation erosion effect” from the dominant of the cavitation bubbles. The “cavitation erosion effect” was subdued because of the increased depolymerization volume in the pilot-scale reactor. Therefore, negligible impact of the pilot-scale mechanochemical recycling process on the structure and surface characteristics of the fibers and the possibility of reusing the recovered fibers recycling process were characteristic. Representative functional groups were affected by the thermal oxidation process. We conducted HPLC, HT-XRD, TGA– DSC, XPS, SEM, and AFM analysis and provided an extensive discussion of the test thereof. This study highlighted how misleading and insufficient small-lab-scale results could be in developing viable CFRP depolymerization process.

배가스의 이산화탄소 농도인 14%를 기준으로 실험실규모에서 벤치스케일로 격상하였고, 랩스케일에서는 모사가스로 진행한 반면 벤치스케일에서는 실제 보일러에서 나오는 배가스로 실험을 진행하였다. 배가스의 높지않은 압력조건을 감안하여 본 연구에서는 1단 분리막 공정실험에서는 주입부 압력 2 bar, 투과부압력 0.2 bar에서 실험을 진행 하였고, 2단 막 공정에서는 1단 분리막은 동일하게, 2단 분리막 주입부 압력 1 bar, 투과부 압력 0.05 bar에서 진행하였다. 결론적으로 랩스케일에서 벤치스케일로 격상했을 경우 같은 경향성을 볼 수 없었으며 이는 실제 발전소 및 보일러에서 연소되는 배가스를 분리막공정으로 포집하는 것은 사전연구가 더욱 필요하다는 것을 확인하였다.

Membrane-based gas separation is one of the next generations’ gas separation technology for carbon capture and storage (CCS). Membrane process has the advantages of i) low energy consumption without a phase change during the separation, ii) small footprint and easy scale-up of membrane modules, and iii) clean process without any emission of harmful byproducts. However, the requirement of CO2 separation membrane for CCS has limited the application of gas separation membranes in the industrial field. Here, we demonstrate the strategies to approach to the current limitation by developing a high flux of polymeric hollow fiber membrane. The membrane performance in this work is 900 GPU (1 GPU = 10-6 cm3/cm2‧sec‧cmHg) of CO2 permeance. The CO2 capture pilot plant using multi-stage membrane processes at KDHC has been on-site tested.

Recently, the Ministry of Industry has made efforts to expand renewable energy by 2030, and the Ministry of Environment has sought to revitalize solid fuels from livestock manure, which is a type of bio-energy source, such as reviving laws to activate solid livestock fuels. However, the operating costs of fuel-manufacturing facilities must be reduced to activate solid livestock fuels. The proper dryer must be selected to reduce the drying cost, which comprises the majority of the operating expenses. Laboratory-scale experiments were conducted to confirm the possibility of drying cow manure, the feasibility of utilizing waste heat and the existence of an adhesion solution. Some adhesion phenomena were detected from the disk-dryer results. However, this phenomenon disappeared when the water content of the cow manure was below 50%. A water content of 41% was used to confirm this adhesion phenomenon in the cow manure. Because of the high viscosity of cow manure, a recycling method had to be applied through the disk to match the water content in the dryer. A drying test with a duct rotary dryer confirmed that waste heat that is generated from power plants can be utilized to lower the moisture content of solid fuels in livestock waste to 20%.

전 세계적으로 전자･전기 제품의 개발 속도가 빨라짐에 따라 집에서 사용하는 가전제품의 교체 주기가 점차 빨라지고 있는 추세이며, 사용이 완료된 가전제품은 재사용되기도 하지만 대부분이 폐기 처리되고 있는 실정이다. 특히, 가전제품 중 냉장고 등에 포함되어 있는 폴리우레탄(Polyurethane)의 경우 단열성 및 경량화가 가능한 장점들을 가지고 있어 다양한 가전제품에 사용되고 있다. 하지만 폴리우레탄의 경우 고분자 폐기물로써 자연적으로 분해되는데 걸리는 시간이 상당히 소요된다. 따라서 본 연구에서는 낮은 밀도를 가지는 폐 우레탄의 단점을 보완하고자 고형연료화 기술을 적용시켜 펠렛화 하였으며 이를 통해 합성가스를 생산하고자 가스화 공정에 적용하였다. TG 분석 및 기초특성분석을 통해 실험 조건을 설정하였으며 그 중 equivalent ratio (ER)를 변화시킴에 따라 최적 조건을 도출하고자하였다. 특히, 가스화로의 경우 유동층에 비하여 비교적 운전이 용이한 고정층 가스화로를 적용하였다. 가스화 공정 적용 후 배출되는 합성가스에 대해서 Micro-GC를 통한 정성 분석, dry gas meter (DGM)를 통한 가스의 정량 분석 및 가스상 오염물질 중 질소 화합물인 NH3, HCN에 대하여 분석을 진행하였다. 그 결과 가스화 공정 운영에 있어 비교적 안정적인 운영이 가능하였으며 가스화 성능 지표인 냉가스 효율(CGE, cold gas efficiency)과 탄소 전환율 (CCE, carbon conversion efficiency) 결과 각각 약 60%, 50% 값을 보였다. 또한, 가스상 오염물질의 경우 HCN 약 150 ppm, NH3 약 50 ppm으로 이를 제어하기 위한 부가적인 제어시설이 필요하다고 판단된다.

화석연료의 고갈문제와 더불어 지구온난화 등의 환경문제에 대한 대응방안으로 전 세계적으로 지속가능한 에너지자원의 확보에 대한 필요성과 관심이 높아지고 있다. 중국, 인도 등의 국가에서 경제 성장을 위한 화석연료 의존도가 계속 높아지고 있다. 그러나 화석연료는 가격의 변동이 심하고, 한정된 매장량을 지니기 때문에 지나친 화석연료의 사용은 환경적으로 심각한 악영향을 미칠 수 있다. 바이오매스 및 폐자원을 활용하여 에너지를 생산하는 바이오에너지 분야는 최근 각광받는 신재생 에너지 분야 중 하나이다. 바이오에너지는 바이오매스, 폐자원으로부터 전환된 에너지 사용 시 발생되는 이산화탄소가 순환을 통하여 바이오매스의 성장에 다시 쓰이게 되므로 탄소중립적인 친환경 에너지이며 바이오매스의 경작, 재배를 통하여 지속적으로 생산 할 수 있다는 장점을 가진다. 바이오매스는 열분해, 가스화, 연소 등의 열화학적 분해공정을 통하여 더욱 가치있는 에너지의 형태로 활용 가능하며, 그 중 급속열분해 공정은 무산소 조건, 약 500℃의 반응온도, 2초 이하의 짧은 기체체류시간을 반응조건으로 하여 생산된 타르를 응축과정을 통해 액상 생성물인 바이오원유로 회수하는 공정이며 바이오원유의 회수율을 가장 높일 수 있는 공정이다. 바이오오일의 수율 및 성상은 급속열분해 운전조건에 따라 영향을 받으며 그 중 반응온도가 가장 중요한 인자이다. 따라서 본 연구에서는 낙엽송 톱밥을 원료로 하여 400 - 550℃로 반응온도를 변화시켜가며 바이오원유를 생산하고 생산된 바이오원유의 수율 및 다양한 물리화학적 분석(고위발열량, 수분함량, 점도, pH 등)을 통하여 그 특성을 파악하는 연구를 진행하였다.

In 2010, amidst nationwide foot and mouth disease (FMD) outbreak and avian flu (AI), burial sites were urgently createdfor the disposal of animal carcasses. Some of the burial sites didn't satisfy the carcass burial standard (e.g. too manycarcasses were buried in one site, or size or location were not suitable), causing secondary environmental pollutionincluding collapse of burial sites, contamination of ground water, soil and adjacent streams, and malodor. In this regard,there has been growing demand for measures to reduce the environmental impact of the burial sites and guidelines fordesigning and management of burial sites, considering domestic characteristics, to stabilize them. This study aims toacquire basic data to build pilot burial sites. To this end, we established lab scale reactors to analyze decompositioncharacteristics of buried bovine and swine carcasses and properties of leachate and malodorous substances from them.The results showed that the decomposition of the samples inflated all reactors on its fifth day. But with time, as the volumeof the samples decreased, the solum started to subside. In conclusion, at least 8 weeks was needed for the burial sitesto stabilize. Malodorous substances, unlike other types of gas, were found to have relatively high content of sulfurousgases from 43 to 355 ppb. The four types of detected sulfurous gases were all classified as specific malodorous substances,producing rotting and unpleasant smell, irritating skin, eyes and the respiratory system, and damaging the central nervoussystem. Therefore, it is considered that controling sulfurous gases will play an important role in treating malodoroussubstances from burial sites.