• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.82-88
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• 2015

가열용 공업로는 설치 후에는 기본적인 로의 크기 및 열용량의 수정이 어려우므로 설계, 제작 설치 전 정확한 기본사양의 산출을 위한 통합적 설계 프로그램의 개발이 필요하다. 설계를 위한 프로그램을 개발하기에 앞서, 본 연구에서는 만족할 수 있는 연속식 가열로의 효율을 결정하기 위하여 로의 기본 사양에 의한 각 부의 손실열량을 계산하는 산술적 모듈을 제작하여 산소용 공업로에 적용하였다. 이를 통해 로의 설계 조건인 사용 연료 종류, 연소방식, 배기가스 재순환 유무에 따라 생산량이 110Ton/hour인 공업로의 효율 변화를 확인하였다. 순 산소 연소 조건에서는 공기 연소 조건보다 효율이 15% 이상 높아진 것을 확인하였다. COG(Coke Oven Gas)를 사용하였을 시, 천연가스를 연료로 할 때보다 상대적으로 효율이 상대적으로 높아졌다. 공기 연소에서는 예열 공기를 사용하였을 시 냉 공기보다 효율이 33% 정도 증가하였으나, 순 산소 조건에서는 배기가스 양이 감소하여 효율이 7% 상승하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.69-72
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• 2002

저발열량 가스(LCVG : low calorific value gases)는 석탄 가스, coke oven gas, carbon black waste gas, 화학공정 폐가스, 휘발성 유기화합물(VOC) 등 다양하다. 발열량 150~2,000㎉/m$^3$정도의 가스를 말하며 주요 조성은 H$_2$, CO, CH$_4$ 등이다. 화학공정 폐가스나 휘발성 유기물질 배출공정에서는 저농도(LEL 25% 이하)의 유기물질이 주 조성이다.(중략)

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.130-140
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• 2014

공정효율 및 배기배출물 개선을 위해 로터리 킬른 버너 개발에 대한 연구는 지속적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 COG(Coke Oven Gas)를 연료로 사용하는 철광석 소결용 로터리 킬른의 다공노즐버너 개발을 위해 일차공기 노즐 직경, 버너 당량비, 버너 중앙노즐과 주위노즐의 당량비 변화에 따른 화염 및 배기배출 특성에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 일차공기 노즐 직경이 증가함에 따라 각 동일 당량비에서 화염길이는 길어지고 $NO_x$ 배출도 증가하였으며, 버너 당량비가 증가함에 따라 화염길이와 $NO_x$ 배출이 증가하는 결과를 보였다. 버너 중앙노즐의 당량비 변화에 따라 $NO_x$ 배출에는 차이를 보였으며, 화염길이 및 킬른 내부 온도에는 큰 차이가 없었다. 본 연구를 통해 $D_2/D_1$가 1.33, 버너 당량비가 1.25이고 버너 중앙 노즐이 Rich인 조건이 킬른 내부 온도분포 및 $NO_x$ 배출량 기준을 만족하는 적절한 설계조건임을 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권2호
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• pp.9-13
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• 2001

광양제철소의 소둔로 설비를 대상으로 정성적 및 정량적 위험성을 평가하였다. 소둔로는 냉연 강판 제조시 품질 향상을 위한 열처리 목적으로 이용되는 제철 설비중 하나로 Coke Oven Gas(COG)가 연료로 사용되고, 수소와 질소의 혼합가스 또는 순수한 수소가 분위기 가스로 사용된다. 위험성 평가를 통하여, 소둔로의 가연성 가스 누출 시나리오와 빈도를 분석하였으며, 가연성 가스 누출 사고시 화재 또는 폭발의 피해 영향을 분석하였다. 이들 분석 결과와 함께 여러 다른 지수(Index)를 제시하여 소둔로 가스 설비의 안전성 향상 방안을 도출하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.58.2-58.2
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• 2012

Heavy hydrocarbon reforming is a core technology for "Dirty energy smart". Heavy hydrocarbons are components of fossil fuels, biomass, coke oven gas and etc. Heavy hydrocarbon reforming converts the fuels into $H_2$-rich syngas. And then $H_2$-rich syngas is used for the production of electricity, synthetic fuels and petrochemicals. Energy can be used efficiently and obtained from various sources by using $H_2$-rich syngas from heavy hydrocarbon reforming. Especially, the key point of "Dirty energy smart" is using "dirty fuel" which is wasted in an inefficient way. New energy conversion laboratory of KAIST has been researched diesel reforming for solid oxide fuel cell (SOFC) as a part of "Dirty energy smart". Diesel is heavy hydrocarbon fuels which has higher carbon number than natural gas, kerosene and gasoline. Diesel reforming has difficulties due to the evaporation of fuels and coke formation. Nevertheless, diesel reforming technology is directly applied to "Dirty fuel" because diesel has the similar chemical properties with "Dirty fuel". On the other hand, SOFC has advantages on high efficiency and wasted heat recovery. Nippon oil Co. of Japan recently commercializes 700We class SOFC system using city gas. Considering the market situation, the development of diesel reformer has a great ripple effect. SOFC system can be applied to auxiliary power unit and distributed power generation. In addition, "Dirty energy smart" can be realized by applying diesel reforming technology to "Dirty fuel". As well as material developments, multidirectional approaches are required to reform heavy hydrocarbon fuels and use $H_2$-rich gas in SOFC. Gd doped ceria (CGO, $Ce_{1-x}Gd_xO_{2-y}$) has been researched for not only electrolyte materials but also catalysts supports. In addition, catalysts infiltrated electrode over porous $La_{0.8}Sr_{0.2}Ga_{0.8}Mg_{0.2}O_3-{\delta}$ and catalyst deposition at three phase boundary are being investigated to improve the performance of SOFC. On the other hand, nozzle for diesel atomization and post-reforming for light-hydrocarbons removal are examples of solving material problems in multidirectional approaches. Likewise, multidirectional approaches are necessary to realize "Dirty energy smart" like reforming "Dirty fuel" for SOFC.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.70-77
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• 1997

표면연소버너의 모재 중 최근 많은 관심을 끌고 있는 금속섬유를 이용한 LPG 및 COG의 연소특성을 파악하였다. 연소모드, 매트 표면온도분포, 공해물질 배출량, 버너 전후단 압력 손실을 측정한 결과, COG 연소시가 더 넓은 범위의 적열영역을 얻을 수 있었고, 매트의 평균 표면온도도 높았다. NOx 발생량은 100ppm 이하였고, 연소부하 50kcal/$ extrm{cm}^2$hr에서의 매트 전후단의 압력손실은 30mmH2O로 압력손실은 거의 없었다. 적열범위나 표면온도분포 등이 가스별로 약간의 차이를 보였으나, 매트의 종류에 크게 상관없이 안정연소를 달성할 수 있어 가스 특성이 상이한 각종 가스의 연소에 표면연소기술의 적용이 가능할 것이다.

• 한국표면공학회지
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• 제27권3호
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• pp.123-133
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• 1994

Oxidation behavior of STS 304 and 430, produced by POSCO, Korea, was studied in order to study the surface defects formed during manufacturing processes. Oxidation experiments were carried out in a preheat-ed furnace at 850~$1, 250^{\circ}C$ in air and in a simulated coke oven gas(COG) atmosphere. The reaction products were examined by XRD, SEM and EDX on their surfaces and cross sections. Protective $Cr_2O_3$-primary oxide film was formed initially, but at critical point this film was broken and a duplex scale consisting of $Fe_2O_3$- and Fe$Cr_2O_4$- was formed. It was more severely attacked in a simulated COG atmosphere than in air, and STS 304 was superior to STS 430 in oxidation resistance.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.747-754
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• 2004

Thermo-fluid characteristics in coke oven, sintering machine and blast furnace in iron-making facility are key processes related to the quality and productivity of the pig iron. Solid material in the processes usually forms a bed in a gas flow. For simulation of the processes by mathematical model, the solid beds are idealized to be a continuum and a reacting solid flow in the gas flow. Governing equations in the form of partial differential equations for the solid material can be constructed based on this assumption. Iron ore sintering bed is simulated and limited amount of parametric study have been performed. The results have a good agreement with the experimental results or physical phenomena, which shows the validity and applicability of the model.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.621-627
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• 2016

Low-priced hydrogen is required in petrochemical industry for producing low-sulfur oil, and upgrading low-grade crude oil since environmental regulations have been reinforced. Steel industry can produce hydrogen from by-product gases such as Blast Furnace Gas (BFG), Coke Oven Gas (COG), and Linze Donawitz Gas (LDG) with water gas shift (WGS) reaction by catalysis. In this study, we optimized conditions for WGS reaction with commercial catalysts by BFG and LDG. In particular, the influence on activity of gas-hourly-space-velocity, and $H_2O/CO$ ratios at different temperatures were investigated. As a result, 99.9%, and 97% CO conversion were showed with BFG, and LDG respectively under $350^{\circ}C$ High Temperature Shift (HTS), $200^{\circ}C$ Low Temperature Shift (LTS), 3.0 of $H_2O/CO$, and $1500h^{-1}$ of GHSV. Furthermore, 99.9% CO conversion lasted for 250 hours with BFG as feed gas.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.391-399
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• 2005

This paper deals with the survey of domestic hydrogen production, consumption, and distribution. The amount of domestic hydrogen production and consumption has not been identified, and we survey the amount of domestic hydrogen production and consumption by industries. The hydrogen production industries are classified into the oil industry, the petrochemical industry, the chemical industry, and the other industry. In 2004, the amount of domestic hydrogen production was 972,601 ton, which corresponded to 1.9% of the global hydrogen production. The oil industry produced 635,683 ton(65.4%), the petrochemical industry produced 241,970 ton(24.9%), the chemical industry produced 66,250 ton(6.8%), the other industry produced 28,698 ton(2.9%). The hydrogen consumptions of corresponding industries were close to the hydrogen productions of industries except that of the other industry. Most hydrogen was used as non-energy for raw materials and hydrogen additions to the process. Only 122,743 ton(12.6%) of domestic hydrogen was used as energy for heating boilers. In 2004, 47,948 ton of domestic hydrogen was distributed. The market shares of pipeline, tube trailers and cylinders were 84.4% and 15.6%, respectively. The purity of 31,848 ton(66.4%) of the distributed hydrogen was 99.99%, and 16,100 ton(33.6%) was greater than or equal to 99.999%. Besides domestic hydrogen, we also identify the byproduct gases which contain hydrogen. The iron industry produces COG( coke oven gas), BFG(blast furnace gas), and LDG(Lintz Donawitz converter gas) that contain hydrogen. In 2004, byproduct gases of the iron industry contained 355,000 ton of hydrogen.