• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.22 no.4
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• pp.49-54
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• 2018

In the Active Pharmaceutical Ingredient(API) manufacturing company, since the product is produced by the chemical reaction, fire and explosion are frequently occurred in the process of inputting the raw powder as the chemical reaction stage. There are not many studies on safety measures through analysis of cause of accident in the actual chemical reaction stage. In this study, we investigated the heat flow in the boron removal reaction process to investigate the risk in the chemical reaction stage. The study reaction process was performed by using the reaction calorimeter for the products synthesized at the actual raw material in pharmaceutical factory. The risk was estimated by comparing the maximum temperature of the synthesis reaction, which can generate heat due to the failure of cooling in the actual manufacturing process, and the technical temperature. These results are applied to commercial manufacturing sites and safety measures to control the risk of runaway reaction due to reaction heat are suggested.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.658-663
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• 2010

With petroleum reserves dwindling, interest has been increasing worldwide in Fischer-Tropsch synthesis (FT) as a method of producing synthetic liquid fuels and chemicals from coal, natural gas or biomass. In general, FT synthesis is operated through the gas phase fixed-bed reaction system. Recently, there are lots of study in supercritical fluid due to unique characteristics such as the quick diffusion of reactant gas, effective removal of reaction heat, and the in-situ extraction of high molecular weight hydrocarbon, such as wax. In this study, our major aim is to obtain a deeper insight into the effect of the type of support on the reaction performance over a supported cobalt catalyst in a fixed bed reactor.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.61-64
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• 1997

1. 서론 : 적절한 이산화탄소의 분리는 지구온난화의 가속현상을 늦출 수 있을 뿐만 아니라 각종 탄화수소가스의 원료로 분리 정제된 이산화탄소를 재이용할 수 있으므로 경제적으로 매우 중요하다. 이산화탄소 분리에 사용되던 기존 공정들의 단점을 보완할 수 있는 대체방안으로 최근에 개발되기 시작한 것이 소수성의 다공성 고분자 분리막(hydrophobic porous ploymeric membrane) 방법인데, 이는 모듈의 유효 막 표면적이 상대적으로 크고 기체와 액체의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있으므로 범람 등의 현상이 없으나 막 자체의 저항이 비교적 큰 단점을 가지고 있다. Qi와 Cussler는 이러한 특성을 가지는 중공사막 모듈에서의 기-액 흐름에 대한 물질전달 상관관계식을 얻었으며[1], Karoor 등은 여러 가지 중공사막 모듈을 사용하여 순수물과 diethanolamine(DEA) 등의 흡수제에 대한 이산화탄소의 물질전달 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다[3]. 또한 중공사막 접촉기의 실제적 응용에 대하여 Matsumoto 등은 화력발전소에서 발생하는 연소가스 내의 이산화탄소 흠수에 대한 연구를 수행하였다[4]. 본 연구에서는 중공사막 접촉장치를 사용하여 흡수제를 순수물과 탄산칼륨($K_2CO_3$)을 사용했을 경우의 이산화탄소의 분리 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다. 수치모델의 경우 이전까지의 연구가 반응이 없는 경우나 반응식을 간략화시킨 경우에 한정되었는데 비하여, 반으이 있는 경우 각각의 반응물질들의 거동을 고려한 반응식을 유도하여 해를 구하고자 하녔다.

• Resources Recycling
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• v.5 no.3
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• pp.65-72
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• 1996

Colloidal calcium wrbonate(diametcr 0.02-0 09 m~wja s developed to maintain the mamenl of pnriide formatio~>w ~lhoutsurlace trealment. The control factors of particle size and optimum condiliuna for compound fam*tition has not bccn studiedyet. This shldy war aimed at developing a method fur compounding colloidal calcium carbonfcte to cnl~hol cubic calciumcarbonate, and then compounding the b-o types oI precipitated calcium wrbonatc under optimum wndilrans Calc~umhydroxide was calcinated at 1, lWC far two hours, md then hydrated for 30 minutes at t i i O rprn and ambiznt temperahlle.Two-liter suspension was subjected to the contact with carbon dioxide at l5"C, 600 ipxn and C0= injection in the rate of 1 Umin Two types of dcium carbonate(cuhic calcium carbonatc(0 24.9 pm) md collnidd calcium mhnnate (0.02-0 09 pm))were compounded by "wing the concentrations of calcium oxide and ihe suspension were compounded. It was found that theoptimum concentrations of each suspensions were 5 wt % and 2.5 \I*.% respectively. ' h c key control factor af thc parlicle slzcdislribution was the concenkation al the suspension. The size of compounded particles was measured by a Zcla S k r 'fieaverage particle size of the cubic calcium carbonate aas 223.4 nm(0.223 pm), and that of thc colloidal a~lciumc arbonate was93.6 nm (0.093 km). Ihe particle sizc was evenly cantlolled on a stdblc basis in an H, O reaction system.asis in an H, O reaction system.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.5
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• pp.377-382
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• 1998

Atomic layer deposition(ALD) of amorphous TiN films on $SiO_2$ between 17$0^{\circ}C$ and 21O$^{\circ}C$ has been investigated by alternate supply of reactant sources, Ti[N($C_2,H_5,CH_3)_2]_4$ [tetrakis(ethylmethylamminoltitanium: TEMAT] and $NH_3$. Reactant sources were injected into the reactor in the order of TEMAT vapor pulse, Ar gas pulse, $NH_3$. gas pulse and Ar gas pulse. Film thickness per cycle was saturated at around 1.6 monolayer(MU per cycle with sufficient pulse times of reactant sources at 20$0^{\circ}C$. The results suggest that film thickness per cycle could be beyond 1 MLicycie in ALD, which were explained by rechemisorption mechanisms of reactant sources. The ideal linear relationship be¬tween number of cycles and film thickness is confirmed. As a results of surface limited reactions of ALD, step cover¬age was excellent. Particles caused by the gas phase reactions between TEMAT and NH3 were almost free because TEMAT was seperated from $NH_3$ by the Ar pulse. In spite of relatively low substrate temperature, carbon impurity was incorporated below 4 at%.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.204-206
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• 2014

석탄 화력발전소에는 연소가스의 질소산화물(NOx) 저감을 위한 SCR(selective catalytic reduction)설비가 운전되고 있으며, SCR은 환원제인 암모니아($NH_3$)를 이용하여 연소가스 내에 질소산화물을 물과 질소로 분해하는 역할을 한다. 그러나, 연소가스 중의 일부 삼산화황($SO_3$)과 미반응 암모니아가 결합하여 황산암모늄염(Ammonium bisulfate; $NH_4HSO_4$)을 생성하며, 이는 후단 APH(air preheater)의 열소자에 점착된 후 분진들과 함께 성장하여 막힘을 야기한다. 막힘이 발생된 APH는 연소가스의 흐름을 방해하기 때문에 차압을 증가시키며, 이는 발전효율의 감소뿐만 아니라 급전정지를 초래한다. 이를 해결하기 위하여 $CO_2$ 드라이아이스 세정 방법을 적용하였으며, pilot-scale plant에서 실험을 수행하였다. 또한, 드라이아이스 공정변수인 분사압력과 분사시간을 제어하여 pilot-scale plant의 APH 열소자 표면에 생성되어있는 오염물질들의 제거효율을 관찰한 결과 95 %의 높은 제거효율을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.161-161
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• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

• Clean Technology
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• v.19 no.2
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• pp.156-164
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• 2013

In this study, we analyzed the operational characteristics of a 0.25 MW methanation pilot plant. Isothermal reactor controled the heat released from methanation reaction by saturated water in shell side. Methanation process consisting of isothermal reactor and adiabatic reactor had advantages with no recycle compressor and more less reactors compared with methanation process with only adiabatic reactors. In case that $H_2$/CO ratio of syngas was under 3, carbon deposition occurred on catalyst in tube side of isothermal reactor and the pressure of reactors increased. In case that $H_2$/CO ratio was maintained around 3, no carbon deposition on catalyst in tube side of isothermal reactor was found by monitoring the differential pressure of reactors and by measuring the differential pressure of several of tubes filled with catalyst before and after operating. It was shown that CO conversion and $CH_4$selectivity were over 99, 97%, respectively, and the maximum $CH_4$productivity was $695ml/h{\cdot}g-cat$.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.21 no.4
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• pp.92-102
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• 2017

Fischer-Tropsch synthesis reaction converts syngas (mixture of CO and H2) to valuable hydrocarbon products. Simulation of low temperature Fischer -Tropsch Synthesis reaction and heat transfer at intensified process condition using catalyst filled single and multichannel microchannel reactor is considered. Single channel model simulation indicated potential for process intensification (higher GHSV of $30000hr^{-1}$ in presence of theoretical Cobalt based super-active catalyst) while still achieving CO conversion greater than ~65% and $C_{5+}$ selectivity greater than ~74%. Conjugate heat transfer simulation with multichannel reactor block models considering three different combinations of reactor configuration and coolant type predicted ${\Delta}T_{max}$ equal to 23 K for cross-flow configuration with wall boiling coolant, 15 K for co-current flow configuration with subcooled coolant, and 13 K for co-current flow configuration with wall boiling coolant. In the range of temperature maintained (498 - 521 K), chain growth probability calculated is desirable for low-temperature Fisher-Tropsch Synthesis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.71-71
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• 2015

반도체 및 디스플레이 소자 제조를 위한 진공 플라즈마는 다양한 공정 조건하에서 다양한 공정 가스의 물리화학적 반응에 의한 박막의 형석 및 식각 반응을 유도한다. 실 공정 하에서 기체 성분의 환경 조건에 의하여 박막층 및 식각 구조 형성에 심각한 영향이 발생할 수 있으며, 공정 조건에서 기체 압력을 완벽하게 컨트롤 하는 것은 현실상 불가능하므로 기체 부분압력이 실시간으로 반드시 모니터링 되고 이를 피드백으로 하여 압력 변수가 조정되어야 완벽하게 공정을 제어할 수 있다. 이를 위하여 현장에서 플라즈마 공정을 실시간 in-situ 모니터링 할 수 있는 다양한 진단 방법이 도입되고 있으며 접촉신 진단 방법은 플라즈마와 섭동으로 인한 교란을 유발하고, 이온에너지 측정의 한계가 존재하며 비접촉식 방법 중의 하나인 유도형광법(LIF)은 측정 물질의 제한으로 인하여 플라즈마 내에 존재하는 다양한 가스 종의 거동을 살필 수 없는 등 현실 적용 측면에서 실 공정에 적용하는데 단점이 존재한다. 공정 상태 및 RF에 의한 영향을 주고받지 않고, 민감한 공정 변화의 감지 및 혼합가스를 사용하는 실시간 공정 진단을 위하여 비접촉 광학 측정 방식인 발광 분광 분석법(optical emission spectroscopy, OES)이 각광받고 있으며, 본 강습에서는 분광학의 기본 개념 및 OES를 이용한 진공 플라즈마 진단 방법에 관한 전반적인 개요를 설명하도록 한다