• 자원리싸이클링
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• 제7권4호
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• pp.64-75
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• 1998

본 연구의 목적은 분무배소법에 의해 조성과 입도분포가 매우 균일하고 고순도인 Fe 산화물과 Mn 산화물의 복합산화물 또는 Mn 페라이트 분말을 제조하는데 있다. 본 연구에서는 우선 염산 용액에$SiO_2$, P, Al, Ca, Na 등의 불순물들을 다량 함유하고 있는 Fe와 Mn 성분을 정해진 조성으로 용해시킴으로써 분무배소의 원료용액을 제조하였다. Na와 Ca를 제외한 대부분의 불순물들은 원료 산 용액의 pH를 약 3이상으로 유지시킴으로써 공침현상에 의해 효과적으로 제거되었으며 Na와 Ca 성분은 분말제조 후 수세에 의해 제거가 가능하였다. 반면 PVA, resin amine 등의 고분자 응집제들은 불순물 제거에 거의 효과가 없는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 불순물들이 효과적으로 제거된 정제된 산 용액을 노즐을 이용하여 고온의 배소로 내로 분무시킴으로써 Fe 산화물과 Mn 산화물의 복합 산화물 또는 Mn 페라이트 분말을 제조하였다. 이때 생성된 분말들은 매우 균일하게 혼합되어 있었으며, 배소로 내에서의 반응온도가 증가할수록 생성된 분말의 입도는 증가하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.49-54
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• 2003

Scale is formed when hard water is heated or cooled in heat transfer equipments such as heat exchangers, condensers, evaporators, cooling towers, boilers, and pipe walls. When scale deposits in a heat exchanging surface, it is traditionally called fouling. The objective of the present study was to compare the fouling characteristics of river and tap water in a heat exchanging model. FromtheSEM analyses for tap water the $calciteformofCaCO3_{3}$ was formed. For river water, however, the $aragoniteCaCO_{3}$ wasformed.In order to investigate velocity effects on the fouling characteristics in the heat exchanging model, the inlet velocity was varied with 0.5, 1.0 and 1.5 m/s, respectively. The fouling characteristics of river water were quite different from those of tap water. For the case of the 'velocity of 1.5m/s', the overall heat transfer coefficient was reduced up to 26% than that of the 'velocity of 0.5m/s'

• 한국표면공학회지
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• 제37권5호
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• pp.253-262
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• 2004

Calcareous deposits are the consequence of pH increase of the electrolyte adjacent to metal surface affected by cathodic current in seawater. It obviously has several advantages over conventional coatings, since the calcareous deposit coating is formed from coating (Mg$^{2+}$, $Ca^{2+}$) naturally existing in seawater. In consideration of this respect, environment friendly calcareous deposit films were formed by an electro deposition technique on steel substrates submerged in 48$^{\circ}C$ natural seawater. And the influence of current density, coating time and attachment of steel mesh on composition ratio, structure and morphology of the electrodeposited films were investigated by Scanning Electron Microscopy(SEM), Energy Dispersive Spectroscopy(EDS) and X-Ray Diffractor(XRD), respectively. Accordingly, this study provides a better understanding of the composition between the growth of $Mg(OH)_2$ and $CaCO_3$ during the formation of electro deposit films on steel substrate under cathodically electrodeposition in $48^{\circ}C$ natural seawater. The Mg compositions, in general, are getting decreased regardless of current density but Ca compositions are getting increased as electrodeposition time runs. That is, $Mg(OH)_2$ compounds of brucite structure shaped as flat type is formed at the initial stage of electrodeposition, but CaCO$_3$ compounds of aragonite structure shaped as flower type is formed in large scale. Besides, $Mg(OH)_2$ compounds were much formed at 5 A/$\m^2$ environment condition compared to the 3 A/$\m^2$ and 4 A/$\m^2$ environment conditions. This is because that OH- which was comparatively largely generated at the metal surface is preferably combined with $Mg^{2+}$TEX>.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권12호
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• pp.27-33
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• 2012

지하수에 의하여 터널 내로 유입된 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 이산화탄소($CO_2$) 등과 반응하여 그 반응물이 터널의 배수공내에 침전되어 배수공 클로깅 현상이 발생하였다. 대부분의 반응물은 화학분석 결과 칼사이트의 탄산칼슘($CaCO_3$)인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 기존 실내시험을 통하여 개발한 요소기술인 퀀텀스틱을 실제 현장에 적용하여 터널 내 배수관 막힘현상을 억제 또는 제거할 수 있는지 규명하였다. 각 터널 마다 완성된 시기가 다르고 배수시스템이 다르므로 지하철터널 2곳을 적용하여 요소기술의 현장 적용성 검토를 실시하였다. 적용대상 대표터널 중 비교적 유량이 많은 5호선과 7호선 중 1곳 씩 선정하여 실험을 약 평균 1년여 동안 진행하였다. 그 결과 요소기술인 퀀텀스틱의 현장 적용 후 스케일 형성에 있어서 억제기능을 정량, 정성적 분석에 의해 검증하였다. 따라서 기존의 터널 배수관에 퀀텀스틱을 적용하였을 경우 터널 내의 클로깅 현상을 어느 정도 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제44권2호
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• pp.123-133
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• 2011

이산화탄소 지중저장지에서 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$)-광물-염수 반응에 의한 광물의 지화학적 변화를 규명하는 실내 실험을 실시하였다. 초임계$CO_2$로 존재하는 지중저장 온도/압력조건(100 bar와 $50^{\circ}C$)을 재현한 스테인레스 셀(용량 110 ml) 내부에 100 ml의 염수를 주입하였다. 염수는 부산 해안가 지하 800 m 깊이 지하수 채수정에서 채수한 염수를 사용하였으며, 실험 대상 광물로는 $CO_2$와 반응이 잘 일어나는 것으로 보고된 Ca, Fe, Mg 성분이 풍부한 Ca-사장석, 각섬석, 감람석 시료를 사용하였다. 각 광물 시료를 슬랩($10\;mm{\times}10\;mm$)으로 제작하여 표면을 폴리싱한 후 염수가 담긴 고압셀 내부 하부에 고정시키고 초임계 $CO_2$를 주입한 후 30일 동안 반응시켰다. 실험 전 광물 표면을 반사현미경과 SPM을 사용하여 영상화하였으며, 표면 당 3 지점을 임의로 선택하여 주변 면적 ($20\;{\mu}m{\times}20\;{\mu}m$)의 표면거칠기값(SRV: surface roughness value)을 구하였다. 반응 후 일정 시간 간격으로 고압셀 내 광물 표면에 대하여 SPM 분석과 표면거칠기값 계산을 반복하여 초임계 $CO_2$-광물-염수 반응에 의해 변화된 광물 표변을 정량화 하였으며, 염수에 용해된 양이온 종류와 농도를 분석하고, 광물 표면에 형성된 2차 광물 분석을 위해 SEM/EDS 분석을 실시하였다. Ca-사장석의 경우 초임계 $CO_2$가 용해된 염수와 반응하여 광물 표면의 평균 SRV는 30일 동안 2.77 nm에서 20.87 nm로 증가하여 지화학반응에 의하여 상당한 광물 표면 풍화가 발생하였음을 알 수 있었다. 각성석과 감람석의 경우에는 평균 SRV가 2.54 nm와 0.77 nm에서 각각 8.31 nm와 11.03 nm로 증가하였다. 반응에 의해 염수에 용해된 이온은 Ca-사장석의 경우 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $Fe^{2+}$, $Si^{4+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 순이었으며, 각섬석의 경우에는 $Si^{4+}$, $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$ 순으로 나타났다. 각섬석과 감람석 광물 표면에는 만상에 의해 철(또는 마그네슘)-(수)산화물이 2차 광물로 형성됨을 SEM/EDS 분석결과로 알 수 있었다. 실험 결과로부터 $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$이 풍부한 광물의 경우 $CO_2$ 지중저장 시 초임계 $CO_2$-광물-염수 반응에 의해 짧은 시간 내에 심한 풍화작용을 일으켜 광물의 물성 변화를 일으킬 수 있음을 입증하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.892-898
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• 2017

본 연구에서는 자원내 포함된 역청의 경질화 과정에서 배출 및 회수되는 가스상 물질 및 고체상 물질을 활용하기 위한 기초 성상이 조사되었다. 이를 위하여 열분해 온도 별 역청성 오일의 전환에 대한 열분해반응 기초특성이 조사되었다. 또한 실험실 규모의 고정층 반응기를 이용하여 반응온도에 따른 가스 및 고체상 분산물의 특성을 조사하였다. 그 결과 $550^{\circ}C$에서 약 17%의 오일 수율을 얻었으며, 부산물로는 $CH_4$, $CaCO_3$ 및 CaO를 회수할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.5-15
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• 2013

노후화된 터널에서 배수공의 막힘현상은 중요한 문제점으로 대두되며, 장기적으로는 배수시스템에 폐색현상을 일으킨다. 배수시스템에서의 침전물 방지를 위한 요소기술 검증을 위해 본 연구에서는 도로터널의 토사층 및 라이닝을 모사하여 배수공의 유출수에서의 침전현상을 살펴보았다. 또한 기존의 배수공들은 대부분$5^{\circ}$ 이하로 설치되었기 때문에 배수공의 기울기를 변화시켜가며 시험하였다. 배수공의 기울기를 $2^{\circ}$로 한 경우에는 퀀텀스틱은 스케일의 생성을 방지하는 데 효과가 있었으나 자화장치는 효과가 없는 것으로 나타났다. 배수공의 기울기를 $5^{\circ}$로 한 경우에는 퀀텀스틱과 자화장치 모두 배수공내 스케일의 생성을 방지하는 데 효과가 있었으나, 특히 퀀텀스틱이 자화장치보다 더욱 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권9호
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• pp.1149-1156
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• 2001

The objective of the present study is to investigate the performance of electronic scale mitigation unit(ESMU), which reduces the amount of scale in a heat exchanger. The circular tube with diameter of 19mm and plate-and-frame heat exchangers with 20 thermal plates were used for the tests. In order to accelerate the rate of scale in a laboratory test, artificial hard water of 1000ppm(as CaCO$_3$) was recirculated at a flow rate of 5 lpm, 7 lpm, and 9 lpm throughout the tests. The effect of ESMU on the scale thickness and overall heat transfer coefficients was examined. The test results showed that the ESMU could reduce the scale deposits even in the acceleated test.

• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.258-266
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• 2011

수중 경도물질에 의해 유발된 스케일은 수질 저해는 물론 배관의 기능에 막대한 손실을 초래할 수 있어 관리가 필요하다. 특히 온수시스템의 경우, 온도에 의해 스케일화작용이 가속화되므로 관리가 필요한 시설 중 하나이다. 현재까지는 화학약품이나 에너지가 소모되는 화학적, 물리적, 전자기적 방법과는 다른 무전원방식의 Frequency Driver (FD)를 이용하여 스케일 생성 방지 효과를 확인하고자 하였다. 500 mg/L의 경수에 33일간 3종류의 관 시편을 침지시켜 관 재질별 스케일 형성도를 비교하기 위해 XRD와 SEM을 이용하여 표면을 분석하였다. 주철관에서는 경도에서 유발된 스케일인 calcite ($CaCO_3$)가 형성되었고, 구리나 스테인리스관에 비해 부식율이 높았다. 온수순환장치를 제작하여 경도 300 mg/L로 $50^{\circ}C$의 조건에서 FD 설치 유무에 따른 주철관의 스케일 형성도와 수질 변화를 비교하였다. XRD 결과에서 FD를 설치하였을 경우 calcite의 생성은 비교적 적은 반면, 좋은 부식생성물인 magnetite ($Fe_3O_4$)의 생성을 확인할 수 있었으며, SEM 사진에서도 FD의 스케일 저감 효과를 확인할 수 있었다. 관 내부의 스케일 양의 경우, FD를 설치하지 않은 경우에 비해 FD를 설치하였을 경우 관 연결부분에서는 16%, 관 전체길이에서는 14%, 열교환기에서는 42%의 적은 스케일이 형성되어 FD의 스케일 저감효과를 확인할 수 있었다. 또한 FD 설치 유무에 따른 수질분석 결과를 토대로 FD가 수질의 화학적 변화 없이 경도물질의 결정화를 방지하는 것으로 나타나 환경적으로도 안전함을 확인하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.16-21
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• 2008

A non-phosphorous program employing an alkyl epoxy carboxylate (AEC) has been successfully applied to petrochemical and other large industrial open recirculating cooling water systems. AEC is a patented non-phosphorous calcium carbonate scale inhibitor that has demonstrated better scale inhibition abilities than traditional organic phosphonates. In addition to its antiscalant properties, AEC inhibits carbon steel corrosion when used at high dosages. AEC can be combined with zinc to form a non-phosphorous program with very low levels of phosphate to provide an environmentally acceptable program. In actual applications, the total phosphate developed in the cooling system from cycling the makeup is below 1 ppm as $PO_4$. This level has complied with the highest standards of wastewater discharge limitations. The performance of two AEC/Zinc applications is reviewed. In both cases excellent corrosion and scale control were achieved with AEC/Zinc programs. One case history details the performance with a low hardness water (100 ppm calcium, as $CaCO_3$) operating at 8-10 cycles of concentration. The corrosive nature of the water and the long retention time of the system stressed both the corrosion and scale control capabilities of the program. The second case history demonstrates the performance of the program with a moderate hardness water (400-600 ppm calcium, as $CaCO_3$), but under harsh conditions of high temperature and low flow. The AEC/zinc combination has been found to be highly effective in controlling the corrosion of ferrous metals. AEC can provide good corrosion inhibition at high concentrations, while zinc is known to be an excellent cathodic inhibitor. The combination of the two inhibitors not only provides a synergistic blend that is effective over a wide range of operating conditions, but also is environmentally friendly.