• 대한기계학회논문집B
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• 제33권11호
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• pp.876-885
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• 2009

Char oxidation experiments were performed with a sub-bituminous roto-middle coal in the Drop Tube Furnace (DTF) at atmospheric pressure condition. While temperatures varied between 900, 1100, 1400 $^{\circ}C$, particle size, mass, particle temperature, and CO/$CO_2$ concentration were obtained to be used for kinetic analysis of the char oxidation. This study addresses several different methods to analyze the char consumption rate, which are classified as energy balance method, ash-traced mass method, flue-gas based method, and particle size based method. The char consumption rate obtained with such methods was compared with the results of Monson et al.$^{(24)}$ While there are some differences between them because of differences in experimental apparatus and parameters to be measured, the kinetic results seems to be reasonable enough to be incorporated in a numerical modeling of coal combustion.

• 환경위생공학
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• 제14권4호
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• pp.69-76
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• 1999

This research was carried but to investigate the characteristics of mist removal with the change of operating conditions in the plasma reactor of impulse streamer corona based on the distribution of particle size measured by laser diffraction spectrometers. The operating conditions in this experiment were power of impulse streamer corona, gas velocity, collection time, and SOx/NOx concentration. The collection efficiency T(d) was estimated by distribution of particle size in the collection zone through the advanced model.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 E
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• pp.2007-2009
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• 1999

In this paper, discharge domain of wire-cylindrical plasma reactor was separated from a gas flow duct to avoid unstable discharge by aerosol particle deposited on discharge electrode and grounded electrode. The NOx, SOx removal was experimentally investigated by a reaction induced to ammonium nitrate, ammonium sulfate using a low price of aqueous NaOH solution and a small quantity of ammonia. Volume percentage of aqueous NaOH solution used was 20% and $N_2$ flow rate was 2.5[$\ell$/min] for bubbling aqueous NaOH solution. Ammonia gas(14.82%) balanced by argon was diluted by air and was introduced to a main simulated flue gas duct through $NH_3$ injection system which was in downstream of reactor. The $NH_3$ molecular ratio[MR] was determined based on $NH_3$ to [NO+$SO_2$]. MR is 1.5. The NOx removal rates increased in the order of DC, AC and pulse, but SOx removal rates was not significantly effected by source of electricity. The NOx removal rate slightly decreased with increasing initial concentration but SOx removal rate was not significantly effect by initial concentration, and NOx, SOx removal rates decreased with increasing gas flow rate.

• 멤브레인
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• 제17권3호
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• pp.197-209
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• 2007

본 연구는 LNG를 연료로 사용하는 화력발전소 보일러에서 배출되는 1,000 $Nm^3/day$의 연소 배가스에 포함된 $8{\sim}10%$의 $CO_2$를 대상으로 순도 99%, 회수율 90%로 회수할 수 있는 실증규모의 다단계 막분리 공정에 관한 운전 결과이다. 이를 위해 본 연구팀에서는 가소화 안정성이 우수한 폴리이서설폰 중공사막을 개발하고 $CO_2/N_2$의 분리특성을 연구한바 있으며[1], 소형 모듈을 이용하여 압력 및 $CO_2$의 조성 변화에 따른 투과 특성을 실험과 향류 방식의 전산 모사를 통하여 확인하여 막분리에 의한 $CO_2$의 회수 가능성을 확인한 바 있다[2-4]. 이러한 선행 연구결과를 바탕으로 pilot 규모의 다단계 막분리 plant를 설계하여 제작, 설치, 운전하였으며 그 운전 결과를 다단계 공정의 수치 모사 결과와 비교하였다. 전체 공정은 크게 배출되는 배가스 내의 수분을 전단에서 제거하기 위한 제습 공정과 후단에 재순환이 가능한 4단계 막분리 공정으로 구성되어 있다. 4단 분리막 공정에서 배출되는 최종 $CO_2$의 농도는 운전 조건에 따라 $95{\sim}99%$의 $CO_2$가 $0.15{\sim}0.2$ ton/day의 회수율 $70{\sim}95%$회수규모로 얻어졌다. 얻어진 실험 결과는 수치 모사 결과와 비교하였을 때 매우 잘 일치 하는 것을 알 수 있었으며 운전 중 전체 공정은 안정적으로 작동하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 다단계 막분리 공정을 통한 배가스에서 $CO_2$를 성공적으로 분리할 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2006년도 에너지.가스.기후변화학회 연합춘계학술대회 및 특별심포지움
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• pp.412-419
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• 2006

지구온난화의 주원인인 이산화탄소 배출 규제에 대응하기 위한 온실가스 감축 기술개발의 노력이 전 세계적으로 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 배기가스 중에 $CO_{2}$를 고효율 저비용으로 회수할 수 있는 회수처리기술의 일환으로 효율성과 경제성에 맞추어, 산화제로 공기대신 순산소를 사용하는 $CO_{2}$ 재순환 산소연소 가열로시스템에 관한 실험을 수행하였다. 가재 가열용 연소로 시뮬레이터 및 화염 가변형 버너를 이용하여 $CO_{2}$ 재순환에 따른 로내 온도특성, 압력변화 그리고 배기가스특성을 비교 파악하였다. 실험결과, 배기가스의 대부분은 $CO_{2}$와 $H_{2}O$로 구성되었고, 반복재순환시 배기가스 중의 $H_{2}O$를 응축 분리시켜 고농도($90{\sim}95%$)의 $CO_{2}$를 얻을 수 있었다. 또한 온도를 제어할 수 있는 가능성을 보였고 NOx 배출도 100PPM 이하로 감소시킬 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.46-52
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• 2007

As flue gas desulfurization (FGD) wastewater contains high concentrations of nitrate and is very low in organic carbon, the feasibility of nitrate removal by autotrophic denitrification using Thiobacillus denitrificans was studied. This autotrophic bacteria oxidizes elemental sulfur to sulfate while reducing nitrate to elemental nitrogen gas, thereby eliminating the need for addition of organic compounds such as methanol. Owing to the unusually high concentrations of dissolved salts $(Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Na^+,\;K^+,\;B^+,\;SO_4^{2-},\;Cl^-,\;F^-,)$ in the FGD wastewater, extensive laboratory-scale and pilot-scale tests were carried out in sulfur-limestone reactors (1) to determine the effect of salinity on autotrophic denitrification, (2) to evaluate the use of limestone for pH control and as source of inorganic carbon for microbial growth, and, (3) to find the optimum environmental and operational conditions for autotrophic denitrification of FGD wastewater. The experimental results demonstrated that (1) autotrophic denitrification is not inhibited up to 1.8 mol total dissolved salt content; (2) inorganic carbon and inorganic phosphorus must be present in sufficiently high concentrations; (3) limestone can supply effective buffering capacity and inorganic carbon; (4) the high calcium concentration may interfere with pH control, phosphorus solubility and limestone dissolution, hence requiring pretreatment of the FGD wastewater; and, 5) under optimum conditions, complete autotrophic denitrification of FGD wastewater was obtained in a sulfur-limestone packed bed reactor with a sulfur:limestone volume ratio of 2:1 for volumetric loading rates up to 400g $NO_{3^-}N/m^3.d$. The interesting interactions between autotrophic denitrification, pH, alkalinity, and the unusually high calcium and boron content of the FGD wastewater are highlighted. The engineering significance of the results is discussed.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.63-69
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• 2017

In this paper, we propose a method to optimize the geometry and installation position of the mixer in the selective catalytic reduction (SCR) system by computational fluid dynamic(CFD). Using the commercial CFD software of CFD-ACE+, the flow dynamics of the flue gas was numerically analyzed for improving the injection uniformity of the reduction agent. Numerical analysis of the mixed gas heat flow into the upstream side of the primary SCR catalyst layer was performed when the denitrification facility was operated. The characteristics such as the flow rate, temperature, pressure loss and ammonia concentration of the mixed gas consisting of the flue gas and the ammonia reducing gas were examined at the upstream of the catalyst layer of SCR. The temperature difference on the surface of the catalyst layer is very small compared to the flow rate of the exhaust gas, and the temperature difference caused by the reducing gas hardly occurs because the flow rate of the reducing gas is very small. When the mixed gas is introduced into the SCR reactor, there is a slight tendency toward one wall. When the gas passes through the catalyst layer having a large pressure loss, the flow angle of the exhaust gas changes because the direction of the exhaust gas changes toward a smaller flow. Based on the uniformity of the flow rate of the mixed gas calculated at the SCR, it is judged that the position of the test port reflected in the design is proper.

• 대한환경공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1329-1336
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• 2007

본 연구에서는 간헐적으로 발생되는 고농도의 NO를 효율적으로 제거할 수 있는 혼합 공정으로 선택적촉매환원(Selective Catalytic Reduction, SCR)과 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber, ACF)흡착이 결합된 신 개념의 공정을 설계하고 특성을 고찰하였다. NO를 흡착한 ACF에 열과 진공을 동시에 가하여 재생 실험을 수행한 결과, $140^{\circ}C$에서 600 mmHg의 진공으로 탈착하였을 때 가장 높은 재생효율을 보였다. SCR공정에는 상용촉매를 사용하였으며, 반응온도 $300^{\circ}C$, $NO/NH_3$몰비 1.0인 조건에서 실험을 수행하였다. ACF 재생공정에서 발생한 NO를 SCR공정으로 처리하였을 경우 98%의 매우 우수한 제거효율을 보였다. 그러나 지속적으로 유입되는 300ppm의 NO와 ACF에서 탈착되는 NO를 기존의 SCR공정에서 동시에 처리하였을 때 약 1분간 고농도의 NO가 배출되었다. 따라서 ACF의 재생시 발생하는 고농도의 NO를 기존의 SCR공정에서 병행처리할 때는 탈착속도를 조절하거나 고농도로 배출되는 짧은 시간 동안 $NH_3$농도를 높여서 주입할 필요가 있으며, 소규모의 SCR공정을 추가로 설치하여야 한다. SCR과 ACF를 결합한 공정을 이용하여 NO를 처리하였을 때, 간헐적으로 2배의 농도를 가지는 NO가 유입되어도 80% 이상의 탈질 효율을 가지는 공정의 구현이 가능하였으며, 반복 사용에도 활성이 유지되어 안정적인 운전이 가능함을 입증하였다.

• 멤브레인
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• 제15권2호
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• pp.147-156
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• 2005

폴리이서설폰은 상용화된 엔지니어링 고분자 소재 중에서 이산화탄소/질소 및 이산화탄소/메탄의 분리 능력이 아주 우수하면서 이산화탄소에 대한 가소화에 대한 저항력이 아주 뛰어난 것으로 알려져 있다[1-4]. 본 연구에서는 연소 배가스내 이산화탄소의 분리/회수를 위하여 건-습식 상전이법에 의해 비대칭구조의 폴리이서설폰 중공사막을 제조하였다. 제막용액은 고비점이면서 폴리이서설폰의 용매인 NMP와 저 비점의 폴리이서설폰의 팽윤제인 acetone를 일정한 조성으로 함께 녹여서 제조하였다. 방사용액의 농도, NMP와 acetone의 비, 방사높이, 증발조건, 실리콘 코팅조건을 변화시키면서 중공사를 제조하였으며, 얻어진 중공사막의 이산화탄소와 질소에 대한 기체투과도와 선택도는 순수기체를 통하여 측정하였다. 최적의 PES 중공사막은 PES/Acetone/NMP = 30/35/35 $wt\%$ 방사용액과 실리콘의 코팅조건하에 제조된 것으로 폴리이서설폰 소재 자체의 고유선택도인 $30\~40$의 $CO_2/N_2$ 선택도를 보였으며 $25\~50$ GPU의 이산화탄소 투과플럭스를 보였다. 이러한 선택도와 투과도로부터 계산된 중공사 외표면의 선택층의 두께는 $0.1\;{\mu}m$였다. 제조된 폴리이서설폰중공사막이 향후 연소 배가스내 이산화탄소 분리/회수용 막분리 공정에 적용될 경우 우수한 결과를 보일 것으로 예측된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.258-263
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• 2007

배가스 이산화탄소 처리를 위한 화학적 흡수공정의 새로운 흡수제로서 암모니아수의 적용 가능성을 고찰하였다. 이산화탄소 흡수용량과 침전 발생의 관점에서 적합한 암모니아수 흡수제 농도와 $CO_2$ 부하(loading, $molCO_2/molNH_3$)를 결정하였다. 이를 위하여 전해액에 대한 Pitzer 모델을 이용하여 암모니아 흡수제 농도에 따른 흡수용량과 침전 발생여부를 계산하였다. $5\;molNH_3/kgH_2O$ 이상의 암모니아수 흡수제를 사용하여 기존 아민류 흡수제 이상의 흡수용량은 얻을 수 있었다. 각 암모니아 흡수제 농도에서 $NH_4HCO_3$ 침전의 발생으로 인하여 조업이 제약되는 $CO_2$ 부하를 구하였다. $5{\sim}14\;molNH_3/kgH_2O$의 암모니아 흡수제는 293, 313 K에서 $CO_2$ 부하 0.5 이상에서 침전이 발행하였다. 침전 생성 $CO_2$ 부하값 이하로 흡수탑을 조업함으로써 고농도 암모니아 흡수제가 배가스 $CO_2$ 처리 공정에 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 흡수용량과 침전발생을 고려하여 배가스 이산화탄소 처리를 위한 흡수제 최적온도는 암모니아수 농도에 따라 297~312 K이었다.