• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2157-2163
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• 2018

Catalytic reactors have been essential for chemical engineering process, and different designs of reactors in multi-scales have been previously studied. Computational fluid dynamics (CFD) utilized in reactor designs have been gaining interest due to its cost-effective advantage in designing the actual reactors before its construction. In this work, butadiene synthesis via oxidative dehydrogenation (ODH) of n-butene using tubular reactor was used as a case study in the CFD model. The effects of coolant and reactor diameter were investigated in assessing the reactor performance. Based on the results of the CFD model, the conversion and selectivity were 86.5% and 59.5% respectively in a fixed bed reactor under adiabatic condition. When coolants were used in a tubular reactor, reactor temperature profiles showed that solar salt had lower temperature gradients inside the reactor than the cooling water. Furthermore, higher conversion (90.9%) and selectivity (90.5%) were observed for solar salt as compared to the cooling water (88.4% for conversion and 86.3% for selectivity). Meanwhile, reducing the reactor diameter resulted in smaller temperature gradients with higher conversion and selectivity.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1017-1022
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• 2004

This paper presents the conversion speed drive of the cooling tower fans from constant to variable speed. The speed of fan is adjusted using variable speed drives. Since the ambient temperature of cooling tower is varied seasonally, an economic evaluation was performed to determine the potential annual savings. The performances of the proposed technique were observed using cooling tower fans of chemical plant in Thailand as an illustrative case study. The experimental results demonstrating the energy savings fork cooling process and some economic benefits are obtained.

• 한국표면공학회지
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• 제37권4호
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• pp.200-207
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• 2004

Molybdate chemical conversion coating layer formed on EGI has been studied in view of corrosion resistance, surface morphologies, and phases formed. It was found that coating layer consists of$ MoO_3$, $MoO_2$, Mo oxides having lower valences than 4 and ZnO. It is interesting to note that the coating layer formed at high Mo concentration (30 g/l) in the temperature range of $40-60^{\circ}C$ exhibited relatively high corrosion resistance, although thickness of coating layer is nearly identical with those formed under the other conditions. It was believed that an increase of driving force due to high Mo concentration plays an important role in the formation of corrosion-resistant coating layer, probably due to tile formation of dense coating layer.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.87-95
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• 1997

금속염화물과 암모니아간의 가역반응을 이용한 화학열펌프는 비프레온계 냉동 냉장시스템으로서 환경규약의 제한이 없고 가스, 전기 및 산업폐열 등 다양한 구동열원을 사용할수 있으며 축열에 의한 에너지 저장이나 산업공정에서의 대용량 에너지관리 시스템 등 응용분야가 다양한 장점을 갖고 있다. 통상 소규모의 실험실 장치에서 파일롯트 플랜트(pilot plant)로 전환하는 과정에서 시스템의 성능에 대한 해석이 필요하며 화학반응기의 거동에 대한 컴퓨터 모사도 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 작동조건에 따라 화학식 냉동기 성능계수가 어떻게 변하는지를 예측하였고 반응기 모델링에 의한 동적모사를 수행하여 반응기의 온도거동, 작동조건에 따른 전화율 변화, 반응혼합물의 제조변수가 냉동기 성능에 미치는 영향 등을 고찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.446-452
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• 2009

최근 청정대체에너지로 각광을 받고 있는 dimethyl ether(DME)를 천연가스를 이용하여 직접 생산하는 1단계법의 고정층 촉매 반응기를 모사하였다. 1단계법의 고정층 반응기의 경우, 발열 반응인 메탄올 합성반응과 메탄올 탈수 반응이 동시에 일어나기 때문에 촉매의 비활성화를 일으킬 수 있는 hot spot의 발생을 막는 것이 가장 중요하다. 따라서 향후 상용공정에 적용 가능한 향류 냉각방식(count-current cooling system)과 포화액체 풀비등 방식(pool boiling system)을 적용하여 반응기 거동을 모사하고 이를 비교하였다. CO 전환율과 DME 생산성 면에서 향류 냉각방식이 더 효과적이었다. 하지만 포화비등액체 풀비등 방식이 더 작은 온도 범위에서 운전되어 hot spot(국소 고온점)의 가능성을 낮추고 더 안정적인 반응기 운전범위를 확보할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.931-937
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• 2008

공정변수의 변화와 반응기의 성능을 정확하게 예측하기 위하여 Water Gas Shift Reaction(WGSR)을 위한 Multi-Tubular Reactor (MTR)의 상세 multiscale 모델링과 모사를 수행하였다. MTR은 비 균일 고체 촉매로 충진 된 4개의 관형반응기와 냉각을 위해 주변을 싸고 있는 shell side로 구성되어 있다. 유체의 흐름과 반응 kinetics가 반응기 성능에 큰 영향을 주고 있는 점을 고려할 때, Computational Fluid Dynamics (CFD)기법과 공정모델링 기법을 포함한 multiscale 방법론의 채택은 자연스럽고 필수 불가결한 일이다. $345^{\circ}C$로 관형반응기 부분으로 유입된 반응물은 반응의 결과 $390^{\circ}C$로 $45^{\circ}C$가량 온도가 증가하였으며, CO의 전환율은 0.89에 이르렀다. 쉘 사이드로 $190^{\circ}C$로 유입된 유체는 쉘 출구에서 $240^{\circ}C$로 약 $50^{\circ}C$ 가량의 온도 증가를 보였으며 이를 통하여 에너지 절감효과를 가져 올 수 있었으며 높은 전환율을 얻기 위해 반응기 부분의 온도를 적절히 제어할 수 있었다. 모사의 결과는 여러 문헌에 보고된 실험 결과와 매우 근접한 값을 나타내 본 연구를 통해 제시된 모델과 모사의 결과가 정확함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.56-60
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• 2017

극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 exo-tetrahydrodicyclopentadiene을 모델연료로 선정하고 흡열 냉각 시스템에 제올라이트 촉매를 사용하여 흡열반응을 수행하였다. 세가지 형태로 촉매를 성형하여 각 형태별 흡열 성능 차이를 관찰하였다. 본 연구에서 바인더가 첨가된 촉매가 더 높은 흡열량과 전환율을 보였다. 생성물 분석 결과 바인더 첨가 촉매에서 방향족의 생성이 더 많은 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제21권3호
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• pp.266-270
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• 1984

The photoelectrochemical properties of the reduced $TiO_2$ceramic electrodes are investigated varying the thickness of the electrodes and the amounts of $Sb_2O_3$ as dopant. As the thickness of the undoped. $TiO_2$ceramic electrode increases the photocurrent tends to decrease. However for the R-F sputtered $TiO_2$ thin film electrodes the photocurrent tends to increase to about 1$\mu\textrm{m}$ thick and then decreases with increasing thickness. For the $TiO_2$ ceramic electrodes doped with $Sb_2O_3$ the photocurrent decreases with inreasing the amounts of dopant and in the case of rapid cooling in air without reduction treatment the photocurrent shows lower value. Also visible light excitation is observed at 500~550(nm) wavelength for the $TiO_2$ ceramic electrodes doped with $Sb_2O_3$comparing wtih the $TiO_2$ ceramic electrodes (~420nm)

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.481-486
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• 2021

극초음속 비행체의 비행 중에 발생되는 열 문제를 해결하기 위해 탑재된 연료의 분해반응 시 나타나는 흡열효과를 이용하는 냉각기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 HZSM-5를 촉매로 사용하여 n-dodecane 연료의 분해반응을 수행하였으며, 촉매 분해반응의 흡열효과를 극대화하고 코크생성을 억제하기 위해 촉매를 메탈폼에 코팅하였다. 반응기는 외경 1.27 cm의 스테인리스 스틸 흐름형 반응기를 사용하였다. HZSM-5를 메탈폼에 코팅한 촉매를 사용한 촉매 분해반응 결과 흡열량은 최대 2887 kJ/kg, 기상전환율은 34% 이었으며, 메탈폼의 코크생성량은 촉매를 코팅함에 따라 촉매를 코팅하지 않은 것에 비해 약 56% 감소하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.110.1-110.1
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• 2010

A bench scale slurry bubble column reactor (SBCR) with active-Fe based catalyst was developed for the Fischer-Tropsch synthesis (FTS) reaction. Considering the highly exothermic reaction heat generated in the bench scale SBCR, an effective cooling system was devised consisting of a U-type dip tube submerged in the reactor. Also, the physical and chemical properties of the catalyst were controlled so as to achieve high activity for the CO conversion and liquid oil ($C_{5+}$) production. Firstly, the FTS performance of the FeCuK/$SiO_2$ catalyst in the SBCR under reaction conditions of $265^{\circ}C$, 2.5 MPa, and $H_2/CO=1$ was investigated. The CO conversion and liquid oil ($C_{5+}$) productivity in the reaction were 88.6% and 0.226 $g/g_{cat}-h$, respectively, corresponding to a liquid oil ($C_{5+}$) production rate of 0.03 bbl/day. To investigate the FTS reaction behavior in the bench scale SBCR, the effects of the space velocity and superficial velocity of the synthesis gas and reaction temperature were also studied. The liquid oil production rate increased upto 0.057 bbl/day with increasing space velocity from 2.61 to 3.92 $SL/h-g_{Fe}$ and it was confirmed that the SBCR bench system developed in this research precisely simulated the FTS reaction behavior reported in the small scale slurry reactor.