• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.113.2-113.2
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• 2010

세라믹 필터는 여러 종류의 분진제거 시스템에서 연소 배가스 정제를 위한 가장 적절한 소재로 알려져 있다. 현재까지 다양한 형태의 세라믹 필터가 개발되고 있는데, 캔들 타입(candle type), 튜브 타입(tubular type), 평판 타입(parallel flow type) 등이 그 예이다. 통상적으로 세라믹 캔들 필터는 가압유동층복합발전(PFBC, Pressurize Fluidized-Bed Combustion), 석탄가스화복합발전(IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle), 석탄가스화연료전지복합발전(IGFC, Integrated coal Gasification Fuel cell Combined cycle)에서 고온 배가스 정제용으로 사용되고 있다. 일반적으로 IGCC나 CTL 합성가스 정제시스템의 경우에는 높은 고압(약 25기압)과 미세분진이 함유되어 있는 분위기에서 운전된다. 그러므로 이때 사용되는 초청정용 세라믹 집진필터는 고온, 고압 및 부식 환경에서 50 MPa 이상을 갖는 높은 강도와 내식성을 갖도록 개발되어야 하기 때문에 SiC(Silicon Carbide)가 가장 적절한 캔들 필터 소재로 적용되고 있다. 이에 따라 집진용 SiC 세라믹 캔들 필터를 개발하기 위해서는 고온에서 내산화성이 우수하고, 부피팽창에 의한 균열이 발생하지 않는 무기결합재의 선정 및 이를 통한 소재의 특성 최적화가 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 연구에서는 래밍성형 공정을 적용하여 1m급 탄화규소 세라믹 캔들 필터 시작품을 제조하였으며, 래밍성형 공정 이외에 정수압가압성형, 진공압출성형으로 제조되고 있는 세라믹 캔들 필터의 국내외 시장 및 그 전망을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.109.2-109.2
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• 2010

세라믹 필터는 여러 종류의 분진제거 시스템에서 연소 배가스 정제를 위한 가장 적절한 소재로 알려져 있다. 현재까지 다양한 형태의 세라믹 필터가 개발되고 있는데, 캔들 타입(candle type), 튜브 타입(tubular type), 평판 타입(parallel flow type) 등이 그 예이다. 통상적으로 세라믹 캔들 필터는 가압유동층복합발전(PFBC, Pressurize Fluidized-Bed Combustion), 석탄가스화복합발전(IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle), 석탄가스화연료전지복합발전(IGFC, Integrated coal Gasification Fuel cell Combined cycle)에서 고온 배가스 정제용으로 사용되고 있다. 일반적으로 IGCC나 CTL 합성가스 정제시스템의 경우에는 높은 고압(약 25기압)과 미세분진이 함유되어 있는 분위기에서 운전된다. 그러므로 이때 사용되는 초청정용 세라믹 집진필터는 고온, 고압 및 부식 환경에서 50 MPa 이상을 갖는 높은 강도와 내식성을 갖도록 개발되어야 하기 때문에 SiC(Silicon Carbide)가 가장 적절한 캔들 필터 소재로 적용되고 있다. 이에 따라 집진용 SiC 세라믹 캔들 필터를 개발하기 위해서는 고온에서 내산화성이 우수하고, 부피팽창에 의한 균열이 발생하지 않는 무기결합재의 선정 및 이를 통한 소재의 특성 최적화가 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 연구에서는 IGCC나 CTL 공정에 적용하기 위한 SiC 캔들 필터 소재 개발을 위해 래밍성형 공정으로 1m급의 탄화규소 캔들 필터 시작품을 제작하여 SiC 출발입자 크기와 무기계 결합재인 스트론튬 카보네이트의 첨가량 변화에 따른 필터 소재의 특성 평가를 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.844-847
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• 2009

진공압출성형 공정을 이용하여 한쪽 끝단이 막힌 다공질 탄화규소 캔들 필터를 단일공정으로 제조하는 기술을 확립하였다. 캔들 필터 지지층의 특성 최적화를 위해 탄화규소 출발입자와 무기바인더의 첨가량 변화를 통해 기계적 특성과 기공크기 등의 분석을 수행하여 상용 캔들 필터의 수준에 대응할 수 있는 조합을 도출하였다. Mullite와 clay를 소결조제로 사용하고, $30{\mu}m$ 입도의 탄화규소 입자로 지지층을 제조한 경우, 30% 이상의 기공율을 보유하면서 50 MPa 이상의 상온 3점 굽힘강도를 나타낼 수 있는 조건이 확립됨에 따라 $125{\mu}m$ 입도의 탄화규소와 bi-modal로 사용할 경우, 상용제품의 특성을 상회하는 탄화규소 캔들 필터가 제조될 수 있음을 확인하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제5권4호
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• pp.189-197
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• 2009

Wet-type particulate removal system is employed in most of ironmaking processes. These de-dusting systems require additional downstream aggregates for treatment of water and for drying of the collected slurry. Thus dried slurry can be pressed in shape of briquettes and recycled in the steelmaking process. Different from the wet-type, the dry-type particulate removal systems generate no slurry. A high-temperature, high-pressure de-dusting system with inertial inlet was developed. The target application of this system was to remove particulate matter generated from the novel ironmaking process and other steelmaking processes. In this study we conducted tests with this newly developed system to evaluate the performance of the silica-carbide (SiC) ceramic filters. In addition, for purpose of comparison, we also conducted tests with a unit which has conventional direct inlet. Fe-Particles collected from the novel ironmaking process were used in our tests as test dusts. The temperature and the pressure were kept constant at their respective values $800^{\circ}C$ and $3kg_f/cm^2$.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.187-191
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• 2002

현재 석탄의 액화 및 가스화에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 경제성과 환경문제에 우수한 성능을 보이는 석탄가스화 복합발전 시스템(PFBC, Pressurized Fluidized-Bed Combustion)이 부각되고 있다. 가압유동층 복합발전 시스템은 약 6~10기압 및 석탄 연소열에 의한 750~90$0^{\circ}C$의 고온고압의 연소기체를 가스터빈에 사용하여 증기터빈과 함께 복합발전을 한다.(중략)

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권3호
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• pp.201-209
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• 2004

파일럿 규모의 유리화플랜트에서 일련의 시험을 통해 고온 세라믹 캔들 필터 시스템의 주요 운전 변수 및 성능을 평가하였다. 실증 시험결과 매 시험초기에는 필터 표면 먼지층(Dust cake)의 생성으로 인해 필터 매질에 걸리는 차압이 급격히 상승하였다. 그런 다음 차압은 곧 일정한 범위에서 안정되었고, 표면유속(Face velocity)에 비례하여 계속적으로 변화하였다. 이와 반대로, 필터 투과율(Permeability)은 매시험 초기에 급격히 감소하였다. 필터표면 먼지의 역세정은 공기압 3～5 bar범위 일때 효율적이었다. 필터 입구 및 출구에서 동시에 등속으로 채취한 먼지농도를 바탕으로 필터의 먼지 포집율(Dust collection efficiency)을 평가한 결과 필터 성능은 설계값인 99.9%과 같은 것으로 나타났다. 100시간의 장기시험을 포함한 일련의 실증시험을 수행하는 동안 고온 필터 시스템의 성능에 영향을 주는 특별한 문제점은 발견되지 않았다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.391-392
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• 2003

한전 원자력 환경기술원에서는 중ㆍ저준위 방사성폐기물 유리화 기술의 상용화 가능성을 입증하기 위한 유리화 실증설비를 건설하여 시험 중에 있으며 이 유리화 기술은 유도 가열식 저온로(Cold Crucible Melter, CCM)에 폐기물을 투입하는 기술로서 폐기물의 부피 축소 효과와 더불어 최종 고화물로 생성되는 폐기물의 침출율이 매우 낮은 장점을 지닌다. 이와 같은 유리화 공정은 기존의 소각처리에서와 같이 폐기물의 열적 산화과정에 의해 유해오염가스와 입자성 물질이 발생된다. 따라서 이를 처리하기 위해배기체 처리공정(Off Gas Treatment System, OGTS)을 설치하여 환경 배출기준(SO$_2$300ppm, NO$_2$ 200ppm, CO 600ppm, HCI 50ppm, 분진 100mg/Nm$^3$ 등)을 만족하도록 하였고 특히 입자성 물질은 후단 OGTS나 배관내 침적으로 인한 방사성 오염을 막기 위해 CCM 후단에서 효율적으로 제거되어야만 한다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.473-474
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• 2003

최근 수 십 년간 발전소의 연소효율은 급속히 향상되어왔으나 $CO_2$, NOx 등과 같은 온실 유해가스의 제어에 관한 심각한 문제점들을 직면한 상태이다. 발전공정에서 발생되는 온실 유해가스의 저감 방법으로 매체순환식 가스 연소발전 공정이 최근에 새로운 대안으로 제시되고 있다 그러나 매체순환식 가스연소시스템 내부의 bead상 매체입자들이 입자간 혹은 입자와 반응기 벽간의 충돌과 마찰에 의하여 마모가 되게 되고, 그 결과 원하지 않는 량의 마모입자가 배출가스와 함께 배출되게 된다. 세라믹 캔들필터는 고온고압 연소공정 등에서 배출되는 가스내의 입자상 오염물질을 회수 처리하는데 효과적인 장치로써 널리 개발되고 있다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.481-482
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• 2003

세라믹캔들필터 집진장치의 형상 설계 시 장치내의 유동장의 균일도와 필터 표면으로의 입자 부하 현상이 중요한 설계 요소로 다루어지고 있다. 장치 내부의 유동 조건을 조절하여 필터 표면상에 도달하는 입자의 농도를 낮추거나 균일하게 유지시킬 경우, 부착된 입자층 두께의 성장으로 인한 압력손실의 증가율을 줄일 수 있고 이로 인하여 탈진 주기 또한 감소시킬 수 있다. 탈진 조작의 저감으로 인하여 필터의 수명 증대로 필터의 교체 시기를 연장시킬 수 있으므로 세라믹캔들필터 집진장치의 운전 및 유지보수비의 저감을 이룰 수 있다. (중략)

• 한국대기환경학회지
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• 제17권2호
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• pp.213-222
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• 2001

Cylindrical type ceramic filers, that is 60 O.D$\times$10t$\times$600L and 60 O.D$\times$10t$\times$1,000L were manufactured by vacuum forming processes using ceramic ray materials. For cylindrical type ceramic filters, porosity and bulk density were measured for, 80 to 90% and 0.3 to 0.4 g/㎤, respectively at uniform pore size of 41 to 45${\mu}{\textrm}{m}$. Bench scale candle filters (60$\psi$ $\times$10t$\times$600L) were tested using different dusts collected from many industries including chemical processing, glass processing and metal manufacturing pants. Collection efficiencies found out to range from 99.87% to 99.90%, while resistance coefficients from 1.1$\times$10(sup)11/$m^2$ to 1.7$\times$10(sup)11/$m^2$ . Full scale low density ceramic filters (60$\psi$ $\times$10t$\times$1,000L) were also tested at 1 atm, $600^{\circ}C$ to reveal the filtration efficiency, conditioning, and resistance coefficients using two different types of dust as chemical processing and metal refined processing. Darcys law resistance coefficients were measured to range 1.44$\times$10(sup)11/$m^2$ to 2.74$\times$10(sup)11/$m^2$, and collection efficiencies on the range 99.84 to 99.96%, Finally, results of long term performance test showed that filters were conditioned after 170hrs. Experimental conditions for effective filtration were examined under the condition 10 cm/sec face velocity, 3kg/$\textrm{cm}^2$ pulsing pressure, 5 min filtration cycle, and 300msec pulse opening time.