• 제목/요약/키워드: Fluidized-bed

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광촉매 박막증착 비드의 연속식 반응기에서의 광반응성 (Photocatalytic Reactivity of Titania Deposited Beads in Continuous Reactor)

  • 박재현;이승용;하진욱
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.274-276
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    • 2005
  • 본 논문에서는 유동층 화학기상증착법(FB CVB; Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition)으로 광촉매가 박막증착된 비드를 제조하였고 제조된 광촉매코팅비드의 광반응성을 연속식 반응기에서 아세트알데히드의 분해능력을 측정하여 분석하였다. 광촉매가 박막증착된 비드의 FE-SEM 분석 결과 글라스 비드 위의 티타니아는 비교적 매끄럽게 증착되었고, 실리카 위의 티타니아는 입자의 형태로 증착되었으며 알루미나 위의 티타니아는 결정상을 이루며 증착됨을 확인 할 수 있었다. Acetaldehyde 기체의 광촉매에 의한 분해 실험을 진행하기 위해 연속식 반응기를 설계 제작하였고, 이 반응기를 사용하여 제조된 광촉매 코팅입자의 광반응성을 살펴보았다. 반응기는 가스 주입구와 출구를 갖고 있으며, 중심부에 UV 램프가 설치되었다. 반응기는 내열유리(pyrex)로 제작하였으며, 체적은 100 ml이다. 반응기 내부의 중심부에 UV 램프가 설치되고 UV 램프와 반응기 외부사이에 유동층 화학기상증착법에 의해 티타니아가 박막증착된 광촉매입자가 위치하여 광반응성을 평가하였다. 유량변화에 따른 광반응성을 측정하였으며, 알루미나에 광촉매를 증착시킨 제품의 경우 가스유량 100cc/min에서는 acetaldehyde가 $100\%$ 분해되고, 가스유량 500cc/min에서는 $50\%$정도 분해되는 것을 알 수 있었다.

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유동층반응기에서 압력요동특성치를 이용한 왕겨 탄화반응 해석 (Analysis of Pressure Fluctuation Properties during the Carbonization of Rice husk in a Fluidized Bed Reactor)

  • 한승동;박지헌;팽매매;이화영;차왕석;장현태
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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    • pp.1237-1240
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    • 2010
  • 본 연구에서는 유동층반응기를 이용하여 왕겨의 탄화반응을 수행하였다. 탄화반응은 내경 40mm, 높이 1.8m의 유동층을 사용하였으며, 분산판은 다공성 스테인레스스틸을 사용하였다. 탄화반응은 질소를 이용하여 수행하였다. 왕겨 주입입자 크기는 직경 2.0mm, 0.715mm, 0.359mm, 0.194mm를 각각 사용하였으며, 유동층의 온도는 $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$에서 탄화특성을 측정하였다. 또한 유동층의 매질로는 직경 1.0mm의 Co-Mo-Fe/$Al_2O_3$ 촉매를 사용하였으며, 탄화물은 유동층상부에 설치된 사이크론에 의하여 포집분리되었다. 탄화시 유동층 내부의 현상을 압력요동을 이용하여 해석하였으며, 압력신호로부터 평균압력, 압력요동의 표준편차, 주진동수, power spectrum density function을 계산하여 층내현상을 해석하였다. 층내온도, 유동화속도, 공급 입자크기에 따른 층내현상을 압력요동특성치를 이용하여 해석할 수 있었다.

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유동층 반응기에서 촉매를 이용한 석탄 가스화반응 특성 (Coal Gasification using Catalyst in a Fluidized Bed Reactor)

  • 이운재;김상돈
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.129-132
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    • 1995
  • 상압의 유동층반응기 (0.1 m-i.d x 1.6 m-high) 에서 호주탄을 수증기와 공기를 사용하여 가스화 하였다. 또한 반응기에서 촉매효과를 고찰하기 위해 $K_2$SO$_4$+Ni(NO$_3$)$_2$ 촉매를 호주탄에 담지하여 가스화반응을 수행하였다. 생성가스조성, 생성가스량, 탄소전환율, cold gas efficiency 및 발열량 등에 대한 유동화속도 (2~5U$_{mf}$), 반응온도 (750~90$0^{\circ}C$), 공기/석탄 비 (1.6~3.2), 수증기/석탄 비 (0.63~l.26)의 영향을 조사하였다. 탄소전환율, 생성 가스량, 생성가스 발열량 및 cold gas efficiency 는 유동화속도와 반응온도의 증가에 따라 증가하였다. 공기/석탄 비가 증가함에 따라 탄소전환율과 생성가스량 및 cold gas efficiency 는 증가하지만 생성가스 발열량은 감소하였다. 수증기/석탄 비의 증가에 따라 발열량, cold gas efficiency 및 생성가스량은 증가하였으며, 탄소 전환율은 거의 일정하였다. 촉매 가스화반응에서 유동화속도, 반응온도, 공기/석탄 비 및 수증기/석탄 비의 증가에 따라 탄소 전환 율, 생성가스량, 생성가스 발열량 및 cold gas efficiency 는 크게 향상됨을 알 수 있었다.

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미응축가스 재순환에 따른 팜 부산물 급속열분해 반응 공정 특성 (Effect of the Recycling of Non-condensable Gases on the Process of Fast Pyrolysis for Palm Wastes)

  • 오창호;이장훈
    • 청정기술
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    • 제24권3호
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    • pp.233-238
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    • 2018
  • 급속열분해를 통한 바이오-오일 생산 공정은 무산소 조건에서 바이오매스를 급속열분해하여 얻어진 열분해가스를 급속 냉각 시켜 열분해오일을 생산한다. 이에 공정 내부의 산소 농도를 0 ~ 3% 이하로 유지하기 위해 캐리어 가스로 질소를 사용한다. 그러나 공정의 규모가 커질수록 질소의 사용량이 증가하고, 이는 공정 운전비용 증감 및 지속적인 질소 가스 충전을 위한 설비비 증감 할 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 팜 부산물 열분해에서 질소 사용량 감소를 위해 미응축가스 재순환 공정을 적용하여, 가스재순환율에 따른 질소 사용량과 미응축가스의 가연성 성분의 농도 변화를 측정하고 이에 따른 바이오-오일의 품질 수율 변화를 측정하여 가스재순환 공정의 활용 가능성을 연구하였다.

음향방출 센서를 이용한 히트맵기반 순환유동층 보일러 튜브 누설 위치 추정 알고리즘 (A Heatmap-based Leakage Location Estimation Algorithm for Circulating Fluidized Bed Boiler Tube Using Acoustic Emission Sensors)

  • 김재영;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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    • pp.51-52
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    • 2018
  • 화력발전용 순환유동층 보일러는 환경오염의 주요인인 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 배출량이 적은 친환경 화력발전용 보일러로 화력발전 업계에서 각광받고 있는 추세이다. 그러나 순환유동층 보일러의 연료인 유동매체는 미분탄과 같이 작지만 단단한 고체이므로 유동매체의 타격으로 인해 워터월(waterwall) 튜브의 마모는 물론 누설까지 야기할 수 있다. 순환유동층 보일러 튜브에서 누설된 증기는 보일러 내부에 클링커(Clinker)를 발생시키고 이는 순환유동층 보일러 튜브 표면에 응고되어 열전도율을 감소시킬 뿐만 아니라 보일러 운전정지의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 음향방출 센서를 이용하여 화력발전용 순환유동층 보일러 튜브의 누설 위치를 추정하는 방법을 제안한다. 제안 방법에서는 매질의 분자단위 이동에 의해 발생되는 탄성파를 감지할 수 있는 음향방출 센서를 이용하고, 보일러 워터월 튜브의 멤브레인 용접부와 비용접부(seamless)의 감쇠율을 고려한 위치별 센서 감도 추정 알고리즘을 통해 워터월 튜브의 위치별 진폭 크기를 히트맵으로 표현할 수 있다.

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순환유동층 보일러 튜브 결함 진단을 위한 진단장치 개발 (Development of a Fault Diagnosis System for Circulating Fluidized Bed Boiler Tube)

  • 김유현;정인규;반재교;김재영;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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    • pp.53-54
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    • 2018
  • 최근 화력 발전소 보일러 튜브의 노후화로 인해서 불시정지 빈도수 및 재가동 시간이 늦춰지고 있다. 이는 막대한 경제적, 사회적 손실로 이어지며, 이를 예방하기 위해서는 상태기반 정비가 필요하다. 현재의 상태기반 정비는 센서, 신호 수집장치, 신호 분석단계를 거쳐 전문가가 진단하기 때문에 즉각적으로 대응하기 어려운 문제점이 있어서 설비의 재가동 시간이 늦춰지고 있다. 따라서 본 논문에서는 전문가의 도움 없이 자동으로 상태를 진단하기 위해서 머신러닝 기법 중 하나인 서포트 벡터 머신(SVM)을 이용한 진단 알고리즘을 구현하고, 이를 탑재한 진단장치를 개발하여 비전문가들도 즉각적으로 대응할 수 있게 하여 불시정지 시간과 빈도수를 줄이고자 한다.

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유리탄소의 동시증착에 의한 TRISO 피복입자의 ZrC 코팅층 미세구조와 화학양론비 제어 (Microstructure of ZrC Coatings of TRISO Coated Particles by Codeposition of Free Carbon and Control of Stoichiometry)

  • 고명진;김대종;박지연;조문성;김원주
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.446-450
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    • 2013
  • TRISO coated particles with a ZrC barrier layer were fabricated by a fluidized-bed chemical vapor deposition (FBCVD) method for a use in a very high temperature gas-cooled reactor (VHTR). The ZrC layer was deposited by the reaction between $ZrCl_4$ and $CH_4$ gases at $1500^{\circ}C$ in an $Ar+H_2$ mixture gas. The amount of free carbon codeposited with in ZrC was changed by controlling the dilution gas ratio. Near-stoichiometric ZrC phase was also deposited when an impeller was employed to a $ZrCl_4$ vaporizer which effectively inhibited the agglomeration of $ZrCl_4$ powders during the deposition process. A near-stoichiometric ZrC coating layer had smooth surface while ZrC containing the free carbon had rough surface with tumulose structure. Surface roughness of ZrC increased further as the amount of free carbon increased.

전기 집진기의 집진 효율 향상에 관한 연구 (The Improvement of Collection Efficiency of Electrostatic Precipitator)

  • 안국찬;김봉환;이광석
    • 한국안전학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.25-30
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    • 2002
  • This paper demonstrates the effects of dust electrical resistivity on electrostatic precipitability. The effects of gas temperature, velocity and humidity on the collection efficency were considered by used of coal fly ashes from fluidized bed combustion boiler. The experiments for collection efficiency were carried out in the pilot plant. The ashes which have non-spherical geometry and high electrical resistivity were used. Electrical resistivity is an important property for the collection efficiency in the electrostatic precipitators. Fly ash resistivity as a function of temperature up $350{\circ}C$ and water concentration(up to 15%) has been experimentally investigated using the resistivity test equipment consisted of the movable electrode, dust cup, and furnace. As the resistivity of fly ash in the operating temperature($150{\circ}C$) of an electrostatic precipitator was measured higher than $1010{\Omega}{\cdot}$cm, flue gas conditioning in the electrostatic precipitator to reduce the resistivity of fly ash is required.

환경친화적 무독성 유.무기 복합안료 개발연구 (Development of Environmental-friendly Nontoxic Organic.Inorganic Complex Pigment)

  • 도영웅;;하진욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1739-1744
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    • 2008
  • 본 연구에서는 현재 국내에서 다량 사용하고 있는 중금속 크롬($Cr^{6+}$)과 납(Pb)이 포함된 녹색안료를 대체하기 위하여 유동층기상증착(FB-VD) 공정을 사용한 무독성 유 무기 복합안료를 개발하였다. 안교제조를 위하여 카올린(Kaolin) 계열의 화합물과 탄산칼슘($CaCO_3$)을 담체로 사용하였으며, 담체들의 표면특성과 구성성분은 SEM과 EDXS를 사용하여 고찰하였다. 또한 안료의 성능을 극대화하기 위하여 다양한 종류의 계면활성제를 사용하고, 그 성능 차이를 고찰하였다. 녹색안료의 색상발현 실험을 한 결과 건조상태나 색상발현에서 녹색물실 배합농도에 차이를 보였으나, 음이온 계면활성제를 사용한 경우 건조와 색상발현에 가장 적합하였다.

실리콘이 코팅된 흑연의 열처리 효과에 따른 전기화학적 특성에 대한 연구 (A Study on Effect of Heat Treatment on Electrochemical Characteristics of Silicon-coated Graphite)

  • 이명로;변동진;전법주;이중기
    • 한국재료학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.66-72
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    • 2005
  • Surface modification of the silicon-coated graphite was carried out at $200^{\circ}C\~800^{\circ}C$ under hydrogen atmosphere. The silicon-coated graphites were prepared by fluidized-bed spray coating method. The components of silicon films prepared on the graphite consist of SiO, $SiO_x\;(1. The components of silicon films at $200^{\circ}C$ of heat treatment brought on the higher fraction of SiO and $SiO_x$ than that of $SiO_2$. However, inactive $SiO_2$ fraction increases with increase of the heat treatment temperature. The high content of SiO and $SiO_x$ in the silicon film on graphite leads to the higher discharge capacity in our experimental range.