• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.76-82
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• 2012

Biomass and coal are great potential energy sources for gasification process. These solids can be gasified to produce syngas and bio-oil which can be upgraded further to transportation fuel. Two biomass and three coals have been gasified with steam in a thermobalance reactor under atmospheric pressure in order to evaluate their kinetic rate information The effects of gasification temperature ($600{\sim}850^{\circ}C$) and partial pressure of steam (30~90 kPa) on the gasification rate have been investigated. The three different types of gas-solids reaction models have been applied to the experimental data to compare their predictions of reaction behavior. The modified volumetric reaction model predicts the conversion data well, thus that model was used to evaluate kinetic parameters in this study. The gasification reactivity of five solids has been compared. The obtained activation energy of coal and biomass gasification were well in the reasonable range. The expression of apparent reaction rates for steam gasification of five solids have been proposed as basic information for the design of coal gasification processes.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.47-47
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• 2018

단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 우수한 물리적 화학적 특성을 갖고 있어 나노전자소자, 투명전도막, 에너지소자, 센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 열화학기상증착(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)법은 SWNTs의 합성 공정이 간단하고 공정변수의 제어가 용이하다는 장점이 있어 SWNT 합성 연구에 가장 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 금속 촉매의 박막이 증착된 합성 기판은 온도가 가장 높고 비교적 균일성이 보장되는 TCVD 반응기의 중심부에 위치시키고 공정변수를 변화해가며 연구를 진행해 왔다. 본 실험실에서는 수평형 반응기 전역에 합성 기판을 설치하여 SWNTs를 합성한 결과, 반응기의 중심보다 뒤의 영역에서 SWNTs의 합성 수율이 상당히 증가하는 것을 초기실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 SWNTs 합성 시 가스 유량과 합성 온도를 변화시켰을 때 기판 위치에 따른 SWNTs의 수율 및 물성변화를 구체적으로 조사하였다. 합성가스와 촉매로는 메탄가스와 철 박막을 사용하였으며, 합성 수율의 변화는 고분해능 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 그리고 합성된 SWNTs의 형태 및 결정성은 라만분광법과 원자간힘현미경을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 진행하였던 모든 합성 조건에서 반응기 중심보다 뒤의 영역에서 더 고수율의 SWNTs가 합성되었으며, 최적 합성 조건의 SWNTs 면밀도는 99% 이상이었다. 본 연구의 결과는 CVD 공정을 이용하는 다양한 저차원 나노 소재의 합성에도 적용될 수 있을 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.253-253
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• 2013

본 실험에서는 전구체(Precursor)로 TMA (Tris methyl Aluminum)를 사용한 ALD (Atomic Layer Deposition)와 PEALD (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition) 공정 중 발생하는 입자(particle)를 ISPM (In-Situ Particle Mornitor)로 관찰하였다. ALD과 PEALD 공정에서 Al2O3 박막을 형성하기 위해서 반응가스(Reactant)로 각 각 H2O와 O2 plasma를 사용하였다. 이러한 차이로 인해서 진공 챔버(Vacuum Chamber) 안에서의 각기 다른 매커니즘에 의해서 Al2O3의 박막이 형성된다. 또한 공정 중 발생할 수 있는 파티클(Particle) 생성 매커니즘의 차이점을 가진다. ALD의 경우 전구체와 반응가스 사이에 충분한 purge가 이루어지지 않거나 dead zone이 존재할 경우 라인과 챔버 상에 잔류한 전구체와 반응가스에 의해서 불완전한 반응물로 파티클이 생성될 수 있다. 반면 PEALD 경우는 반응가스(Reactant)로 O2 plasma를 극부(localization)적으로 형성하여 박막을 형성하므로 반응가스의 잔류의 영향은 없으나 고에너지의 플라즈마에 의해서 물리적 영향에 의한 파티클이 생성될 수 있다. 공정 중 발생하는 입자(Particle)은 수율 감소와 박막의 물성에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 두 공정 중 발생하는 파티클을 ISPM으로 관찰하였고, 각 공정에서 형성된 박막의 두께 균일도, 표면의 형상(morphology), 화학적 조성 및 전기적 특성을 측정하였다. 이를 통해서 ALD와 PEALD의 파티클과 박막특성을 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.151-152
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• 2003

대기중에는 토양입자나 해양입자와 같이 직접적으로 방출되는 입자상 물질 이외에 자연적으로 생성되거나 인간의 활동에 의하여 배출되는 유황, 질소산화물 및 유기물의 가스상 물질이 대기 화학 반응에 의하여 입자상 물질로 변환된 이차입자가 혼재되어 있다. 이러한 입자상물질은 $K^{＋}$, $Na^{＋}$, $Mg^{2+}$, NH$_4$$^{+}$, $Ca^{2+}$ 등의 양이온과 Cl$^{-}$, NO$_3$$^{-}$, SO$_4$$^{2-}$ 등의 음이온 성분으로 구성되어 있다. (중략)

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.05b
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• pp.43-44
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• 2003

스모그 챔버는 대기화학 반응을 물리적 변수를 제어할 수 있는 공간 내에서 재현하여 스모그 현상을 체계적으로 규명하기 위해 가장 많이 사용되는 방법이다(Dodge, 2000). 대기화학 반응을 통해 생성된 입자상 물질(secondary particles) 또는 초미세 입자(ultrafine particle, 〈0.1 $\mu\textrm{m}$)는 연속된 물리화학 반응을 통해 accumulation mode(0.1~l.0 $\mu\textrm{m}$) 입자로 성장한다. 특히, 대도시의 시정(visibility)은 accumulation mode 입자의 산란(scattering)과 흡수(adsorption)가 주요한 원인이기 때문에 이러한 물질의 생성에 영향을 주는 가스상 물질의 전화(gas-to-particle conversion) 반응과 초미세 입자의 성장 현상을 규명하는 것은 매우 중요하다. (중략)

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.197-198
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• 2001

대기 중 인위적 자연적 발생원에 기인하는 SO$_2$, NOx 및 HCs는 균일반응(homogeneous reaction)과 불균일반응(heterogenous reaction)을 통해서 산화되어 산성가스와 에어로졸을 형성한다. 대부분의 산성물질은 대기 중 구름, 안개, 에어로졸 액적중에서 균일반응을 통해 생성되며, 입자표면에서 가스상 물질의 불균일반응은 에어로졸농도가 높은 배출원 근처에서 국한된다. 이와 같은 반응을 통해 생성된 산성오염물질 및 전구물질은 건성 및 습성침적(dry and wet deposition)을 통해 지표면에 침강되어 생태계에 직ㆍ간접적인 영향을 줄 뿐만 아니라 산성우 및 동식물의 호흡기질환에 중요한 영향을 미친다.(Petros et al., 1989) (중략)

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.253-254
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• 2002

대기중 인위적 및 자연적 발생원에 기인하는 SO$_2$, NOx 및 HCs는 균일반응과 불균일반응을 통해서 산화되어 산성가스와 에어로졸을 형성한다 대부분의 산성물질은 대기중 구름, 안개, 에어로졸 액적중에서 균일반응을 통해 생성되며, 입자표면에서 가스상 물질의 불균일반응은 에어로졸 농도가 높은 배출원근처에서 국한된다. 이와 같은 반응을 통해 생성된 산성오염물질 및 전구물질은 건성 및 습성침적 (dry and wet deposition)을 통해 지표면에 침강되어 생태계에 직ㆍ간접적인 영향을 줄뿐만 아니라 산성우 및 동식물의 호흡기 질환에 중요한 영향을 미친다. (중략)

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.8 no.3 s.24
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• pp.52-56
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• 2004

Pd catalyst have been used in hydrogenation, oxidation, and low temperature combustion reaction. Recently, it is candidated as a possible reagents in the partial oxidation of methanol reformers of the fuel cell. Pd catalysts, even though it is very precious and expensive, catalytic functioning is good, but it still need to be improved in the matter of durability and low catalytic activity after calcination. In this study, we synthesize the improved Pd catalyst and study their chemical functioning.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.274-276
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• 2005

본 논문에서는 유동층 화학기상증착법(FB CVB; Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition)으로 광촉매가 박막증착된 비드를 제조하였고 제조된 광촉매코팅비드의 광반응성을 연속식 반응기에서 아세트알데히드의 분해능력을 측정하여 분석하였다. 광촉매가 박막증착된 비드의 FE-SEM 분석 결과 글라스 비드 위의 티타니아는 비교적 매끄럽게 증착되었고, 실리카 위의 티타니아는 입자의 형태로 증착되었으며 알루미나 위의 티타니아는 결정상을 이루며 증착됨을 확인 할 수 있었다. Acetaldehyde 기체의 광촉매에 의한 분해 실험을 진행하기 위해 연속식 반응기를 설계 제작하였고, 이 반응기를 사용하여 제조된 광촉매 코팅입자의 광반응성을 살펴보았다. 반응기는 가스 주입구와 출구를 갖고 있으며, 중심부에 UV 램프가 설치되었다. 반응기는 내열유리(pyrex)로 제작하였으며, 체적은 100 ml이다. 반응기 내부의 중심부에 UV 램프가 설치되고 UV 램프와 반응기 외부사이에 유동층 화학기상증착법에 의해 티타니아가 박막증착된 광촉매입자가 위치하여 광반응성을 평가하였다. 유량변화에 따른 광반응성을 측정하였으며, 알루미나에 광촉매를 증착시킨 제품의 경우 가스유량 100cc/min에서는 acetaldehyde가 $100\%$ 분해되고, 가스유량 500cc/min에서는 $50\%$정도 분해되는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.21 no.3
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• pp.1-8
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• 2017

The purpose of this study is to suggest the rupture disk design(size) and application at the two phase(gas-liquid) flow by runaway reaction at batch reactor. The definition of runaway reaction is abnormally exothermic reaction by the uncontrolled cooling water or deviated operating condition. As a result, the temperature of reactor is rapidly increasing. The causes of runaway reaction are either self-heating reaction or sleeper reaction. General methods of rupture disk size or safety valve are not suitable in the runaway reaction, because of temperature and pressure increasing rapidly in the reactor and the phases of relieving fluid is 2-phase flow. This study case of the reactor incident, the depressurization system such as safety valve and vent installed, however, the system did not relieved the pressure of reactor suitably. The orifice size of the safety valve were designed too small because the size had not been considered the phenomena and character of reaction. The batch reactor design should be considered by referring to the possibility of runaway reaction proposed in this study and the size of rupture disk design method considering 2-phase flow.