• Carbon letters
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• 제19권
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• pp.72-78
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• 2016

Spinnable pitches and carbon fibers were successfully prepared from petroleum or coal pyrolysis residues. After pyrolysis fuel oil (PFO), slurry oil, and coal tar were simply filtered to eliminate the solid impurities, the characteristics of the raw materials were evaluated by elemental analysis, ¹³C nuclear magnetic resonance spectrometer, matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOF-MS), and so on. Spinnable pitches were prepared for melt-spinning carbon fiber through a simple distillation under strong nitrogen flow, and further vacuum distillation to obtain a high softening point. Carbon fibers were produced from the above pitches by single-hole melt spinning and additional heat treatment, for oxidization and carbonization. Even though spinnable pitches and carbon fibers were processed under the same conditions, the melt-spinning and properties of the carbon fiber were different depending on the raw materials. A fine carbon fiber could not be prepared from slurry oil, and the different diameter carbon fibers were produced from the PFO and coal tar pitch. These results seem to be closely correlated with the initial characteristics of the raw materials, under this simple processing condition.

• 한국재료학회지
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• 제18권2호
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• pp.77-83
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• 2008

Green-emitting $Ba_{1.468}Sr_{0.5}SiO_4\;:\;Eu_{0.012},\;Y_{0.02}$ phosphor powders under long-wavelength ultraviolet light were prepared via high-temperature flame spray pyrolysis from spray solutions with and without $NH_4Cl$ flux. The effects of the temperature of the diffusion flame and the $NH_4Cl$ flux on the morphologies, crystal structures and photoluminescence intensities of the $Ba_{1.468}Sr_{0.5}SiO_4\;:\;Eu_{0.012},\;Y_{0.02}$ phosphor powders were investigated. The phosphor powders obtained from the spray solution with the $NH_4Cl$ flux had higher photoluminescence intensities compared to phosphor powders obtained from the spray solution without the flux. The photoluminescence intensity of the phosphor powders obtained from the spray solution without the flux decreased as the flow rate of the fuel gas increased. On the other hand, the photoluminescence intensity of the phosphor powders obtained from the spray solution with the flux increased as the flow rate of the fuel gas increased. The difference of in the phase purity and morphology of the powders affected the photoluminescence intensities of the phosphor powders.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.116-125
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• 2014

Pyrolysis oil (PO), derived from biomass through fast pyrolysis process have the potential to displace significant amounts of petroleum fuels. The PO derived from wood has been regarded as an alternative fuel to be used in diesel engines. However, the use of PO in a diesel engine is very limited due to its poor properties like low energy density, low cetane number, high acidity and high viscosity of PO. Therefore, one of the easiest way to adopt PO to diesel engine without modifications is blended with other fuels that have high centane number. However, PO that has high amount of polar chemicals is immiscible with non polar hydrocarbons of diesel or biodiesel. Thus, to stabilize a homogeneous phase of diesel/biodiesel-PO blends, a proper surfactant should be used. Nevertheless, PO which was produced from different biomass type have varied characteristics and this complicates the selection of a suitable additive for a specific PO-diesel emulsion. In this regard, a more simple approach such as the use of a co-solvent like ethanol or butanol to induce a more stable phase of the PO-diesel mixture could be a promising alternative. In this study, a diesel engine operated with diesel/biodiesel-PO-butanol blends was experimentally investigated. Performance and gaseous & particle emission characteristics of a diesel engine were examined under the engine loads of IMEP 0.2 ~ 0.8MPa.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.365-370
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• 2018

Oil shale은 kerogen을 함유한 퇴적암으로 대표적인 비재래 에너지자원으로 알려져 있다. 열분해 공정을 통하여 oil shale이 분해되면 oil, gas 및 coke를 생성하게 된다. 본 연구에서는 oil shale의 청정 전환기술을 개발하기 위하여 oil shale의 TGA 및 연속 열분해 연구를 수행하였다. Oil shale의 열분해 전환율에 대한 반응 온도 및 체류시간의 영향을 살펴보고 oil의 생성율을 살펴보았다. Oil shale의 열분해 전환율은 온도와 체류시간에 따라 증가하였으며 $450{\sim}500^{\circ}C$, 체류시간 30 min의 조건에서 최대 oil 생산 수율을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.199-204
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• 2008

헤미셀룰로오스는 자일로스(xylose)와 만노스(mannose)와 같은 5당류(pentose)로 이루어져 있기 때문에 분해하면 고옥탄가의 연료 물질이나 연료첨가제로서 사용할 수 있는 가능성이 높다. 본 연구에서는 헤미셀룰로오스의 열화학적 전환방법으로 열분해 액화반응을 실시하여 반응온도의 영향, 전환율, 분해특성, 분해생성물질 및 에너지효율 등을 조사하였다. 실험은 튜브반응기로 반응시간 40 min에서 반응온도 $200{\sim}400^{\circ}C$로 변화시켜 가면서 수행하였다. 헤미셀룰로오스의 열분해 액화반응에 의해 생성된 액체 생성물은 주로 케톤류가 많았으며, 2,3-dimethyl-2-cyclopenten-1-one, 2,3,4-trimethyl-2-cyclopentan-1-one, 2-methyl-cyclopentanone과 같은 케톤류는 고옥탄가를 가진 연료 및 연료첨가제로 사용이 가능하였으나 페놀류는 연료로서의 가치가 낮은 것으로 나타났다. 헤미셀룰로오스의 열화학적 전환공정에 의해 생성된 액체 생성물의 발열량은 6680~7170 cal/g이었으며 셀룰로오스의 열분해 액화반응에서 에너지 효율과 질량수율은 $400^{\circ}C$에서 40 min 반응시켰을 때 각각 72.2%, 41.2 g oil/100 g raw material로 가장 좋았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.692-699
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• 2013

본 연구에서는 국내 상용 순환유동층 보일러에서 아역청탄과 혼소용 연료로 사용예정인 폐플라스틱 고형연료(RPF)의 열분해 반응특성을 규명하기 위해 열천칭 반응기를 이용하여 등온(350, 375, 400, 425, 450, 500, $850^{\circ}C$) 열분해 실험을 수행하였다. 등온 열분해 결과, 반응온도 구간 $375{\sim}450^{\circ}C$에서의 반응모델 변화는 관찰되지 않았으며, 12개 반응모델 중 1차 화학반응(F1)이 가장 적합한 반응모델로 판명되었다. 이때 Arrhenius 식을 사용하여 계산한 활성화에너지는 39.44 kcal/mol이었으며, Iso-conversional 방법을 적용할 경우 활성화에너지 평균값($0.5{\leq}X{\leq}0.9$ 구간)은 36.96 kcal/mol로 반응모델 결정 여부와 관계없이 유사한 값을 보였다. 한편 순환유동층보일러의 운전온도인 $850^{\circ}C$에서 RPF 입도(d) 변화에 따른 탈휘발 시간은 $t_{dev}=10.38d^{2.88}$으로 표현할 수 있었으며, 보일러 내부에서 RPF가 균일하게 연소되기 위해서는 연료 입도와 평균 분산 거리(x)가 $x{\leq}1.58d^{1.44}$의 상관관계를 만족하여야 함을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권3호
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• pp.242-246
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• 2004

화염분무열분해(FSP) 공정을 이용하여 결정질의 좁은 입도분포를 가지는 $\alpha$-알루미나 나노입자를 제조하였다. 초미분의 액적을 형성시키기 위해 전구체 용액으로서 연료인 등유를 연속상으로 하고 산화제인 알루미늄 질산염 수용액을 분산상으로 하는 유중수적(W/O)형의 마이크로에멀전을 제조하였다 0.5M 농도의 알루미늄 질산염 수용액을 10vol%, 등유 80vol%, 그리고 유용성 유화제 10vol%를 혼합하여 안정한 분산상태를 가지는 마이크로에멀전을 제조한 후, 이류체 노즐 분무기를 사용하여 0.03㎫의 공기 압력으로 분무하여 화염에 직접 노출시켰다. 제조된 생성물은 20에서 30 나노미터의 균일한 크기를 가지는 $\alpha$-알루미나 상으로 확인되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-11
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• 2017

바이오오일은 고품질 화학물질로 이용이 가능하며 차세대 탄화수소 연료와 석유정제업 공급원료로 사용할 수 있기 때문에 촉망받는 신재생에너지의 하나로 상당한 관심을 받고 있다. 또한 제올라이트는 급속열분해 과정에서 크래킹 반응을 효과적으로 촉진시켜 탈산소 반응을 증가 시키고 탄화수소가 많은 안정된 바이오오일을 만든다. 그래서 본 연구에서는 백합나무 바이오오일 품질개선을 위해 촉매열분해(Control, Blackcoal, Whitecoal, ZeoliteY 및 ZSM-5)를 적용하여 특성을 조사하였다. 바이오오일의 특성 변화를 알아보기 위하여 0.3~1.4 mm 크기의 백합나무 시료 500 g을 $465^{\circ}C$에서 1.6초 동안 촉매열분해하여 바이오오일을 제조하였다. 촉매 조건 상태에서 바이오오일의 수율은 Control(54.0%)과 비교하여 Blackcoal(56.2%)를 제외하면, Whitecoal(53.5%), ZeoliteY (51.4%), 및 ZSM-5(52.0%)로 모두 감소했다. 수분 함량이 Control(37.4%)에서 촉매 처리후 37.4~45.2%로 증가함에 따라 발열량((High heating value)은 감소했다. 그러나 다른 다른 바이오오일 특성은 개선되었다. 촉매 적용 결과 바이오오일의 회분과 전산가(TAN)가 감소했고, 특히 수송연료로 중요한 특성인 점도는 Control cP(6,933) 에서 2,578 ~ 4,627 cP로 감소했다. 또한 ZeoliteY는 방향족탄화수소를 생산하고 점도를 개선시키는데 가장 효과적이였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.171-177
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• 2005

In order to investigate the effect of dimethyl ether (DME) on PAH and soot formation, the fuel has been mixed to the counter-flow diffusion flames of ethylene. Laser-induced incandescence and laser-induced fluorescence techniques were employed to measure relative concentrations of soot volume fraction and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) concentration, respectively. Results showed that even though pure DME flame produces the minimal amount of PAH and soot, the mixture fuel of DME and ethylene could increase PAH and soot formation, as compared to those of pure ethylene flame. This implies that even though DME has been known to be a clean fuel for soot formation, the mixture fuel of DME and the hydrocarbon fuel could produce enhanced production of soot. Numerical simulation demonstrated that methyl (CH$_{3}$) radical generated by the initial pyrolysis of DME can be contributed to the enhancement of PAH and soot formation, through the formation of propargyl (C$_{3}$H$_{3}$) radical.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권2호
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• pp.37-42
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• 2007

This paper proposes a numerical modeling approach to simulate the hybrid combustion phenomena. From the physical understandings of hybrid combustion, the computational domain was separated into three regions: the solid fuel, gas phase reactive flow, and the interface between solid and fluid. Moreover, for the accurate calculation, computational grids for these regions was generated at every time step considering the instantaneous moving interface which are governed by the balance equations using thermal pyrolysis. In the domain of reactive flow, by virtue of diffusion flame structure, turbulent combustion modeling was introduced using either mixture fraction approach or mean reaction rate approach.