• 한국재료학회지
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• 제27권2호
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• pp.63-68
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• 2017

A black nickel oxide powder, one of the commercial nickel oxide ores, was reduced by hydrogen gas in a batch-type fluidized-bed reactor in a temperature range of 350 to $500^{\circ}C$ and in a residence time range of 5 to 120 min. The hydrogen reduction behavior of the black nickel oxide was found to be somewhat different from that of green nickel oxide ore. For the black nickel oxide, the maximum temperature (below which nickel oxide particles can be reduced without any agglomeration) was significantly lower than that observed for the green nickel oxide. In addition, the best curve fittings of the Avrami model were obtained at higher values of the overall rate constant "k" and at lower values of the exponent "m", compared to those values for the green nickel oxide. It may be inferred from these results that the hydrogen reduction rate of the black nickel oxide is faster than that of the green nickel oxide in the early stages, but the situation reverses in the later stages. For the black nickel oxide ore, in spite of the low temperature sintering, it was possible to achieve a high degree fluidized-bed reduction at lower temperatures and at lower gas consumption rates than was possible for the green nickel oxide. In this regard, the use of black nickel oxide is expected to yield a benefit if its ore price is sufficiently lower than that of the green nickel oxide.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.672-675
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• 2013

Medium-density fiberboard의 최적 열분해 조건을 찾기 위해 유동층 반응기를 이용하여 다양한 실험조건에서 급속열분해 실험을 수행하였다. 열분해 온도를 $425^{\circ}C$와 $575^{\circ}C$ 사이에서 변화시켰을 때, $525^{\circ}C$에서 최대 바이오오일 수율 52 wt%를 얻을 수 있었다. 열분해 온도가 높을수록 생성되는 바이오오일의 품질이 좋은 것으로 나타났다. 높은 온도에서 열분해 반응을 수행할 경우, 상당한 양의 oxygenates 및 acids 물질들이 분해되고, 대신 aromatics와 phenolics 같은 고부가가치 물질들이 생성되었다. 기체상 생성물의 대부분은 CO와 $CO_2$였다. 열분해 온도가 높을수록 CO와 $C_1-C_4$ 탄화수소 생성량이 많았다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.80-89
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• 2017

하수슬러지 고형연료 및 우드펠렛의 전소 및 혼소 실험을 위해 내경 0.1 m, 높이가 1.2 m인 기포 유동층 반응기를 적용하였으며, 장치는 유동층 반응기, 연료 공급장치, 사이클론, 냉각기, 그리고 가스분석기로 구성되었다. 층 물질의 평균입자크기는 $460{\mu}m$이며, 최소 유동화 속도는 $0.21ms^{-1}$이다. 실험에 사용된 연료는 국내산 하수슬러지 고형연료 및 캐나다산 우드펠렛을 적용하였으며, 우드펠렛 기준 혼합율 20, 50, 80%로 고위발열량을 기준으로 산정하였다. 실험 고정변수는 당량비 1.65, 산화제 $100Lmin^{-1}$, 반응기 온도 $800^{\circ}C$, 유동화수 4로 설정하였다. TGA 분석 결과, 하수슬러지의 고형 연료의 연소성이 우드펠렛이 비해 상대적으로 좋지 않았다. 연소시 반응기 온도는 $800{\sim}900^{\circ}C$ 사이로 유지되었으며, 유동층 반응기에서 하수 슬러지 고형연료의 낮은 연소성으로 인해 CO가 상대적으로 높게 측정되었다. 뿐만 아니라 $NO_X$와 $SO_X$는 하수슬러지 고형연료 내의 질소함량으로 인해 우드펠렛에 비해 높게 측정되었으며, 혼소율이 증가될수록 CO, $NO_X$, 그리고 $SO_X$의 배출이 감소하였다. 혼소에 따른 회분의 거동 및 퇴적 경향에서 모든 조건에 대해 슬래깅/파일링의 가능성이 높은 것으로 분석되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.589-596
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• 2016

Effects of pressure, temperature, gas velocity, and fuel flow rate on reduction of three oxygen carriers, SDN70, OC-1, OC-2, were measured and investigated in a pressurized bubbling fluidized bed reactor. Among three oxygen carriers OC-2 was selected as the best oxygen carrier in view of fuel conversion and $CO_2$ selectivity. However, all oxygen carriers showed good reactivity even at high pressure conditions. SDN70 particle showed maximum reactivity at $900^{\circ}C$ and low reactivity at $950^{\circ}C$. However, reactivity decay of OC-1 and OC-2 particles at high temperature condition was negligible. The fuel conversion and the $CO_2$ selectivity slightly decreased as the gas velocity increased, whereas they are slightly increased as the fuel concentration increased.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.355-363
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• 2014

Thermal shock or overheating of WGS catalyst for SEWGS system during hydrogen pre-treatment can cause reactivity decay of the catalyst. To select appropriate pre-treatment condition, temperature profiles of catalyst bed (or outside fluidized particle bed of bed insert) during pre-treatment were measured and then CO conversions of those catalysts during WGS reaction were also measured and compared. Drastic overheating of catalyst took place when we reduce catalyst at fixed bed condition and these catalysts showed low CO conversion during WGS reaction. On the contrary, there was no overheating of catalyst at fluidized bed condition not only physical mixing case but also bed insert case. Spring type bed insert showed acceptable CO conversion even at low WGS content. Consequently, feasibility of high CO conversion without decay of reactivity of catalyst and holding the WGS catalyst inside the SEWGS reactor as tablet shape were confirmed using spring type bed insert.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.417-428
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• 2021

낮은 반응성으로 인해 복잡한 공정이 필요한 무연탄은 순환유동층 내의 동적 거동을 통해 연소 특성이 고찰되어야 한다. Pilot 규모의 0.1MW_th 급 순산소 순환유동층 연소로에서의 무연탄 연소 특성을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 전산유체해석 기법을 이용하였다. 순산소 순환유동층 보일러는 연소로(0.15 m l.D., 10 m High), 싸이클론, 재순환부 등으로 구성되었고 동일한 크기의 3D 모델 반응기를 구축하였다.실험에 사용한 무연탄은 평균 입도 1,070 ㎛, 밀도 2,326 kg/m³이다. 공기 연소에서 순산소 연소로의 연소 환경 변화에 따른 반응기 내부의 기-고 흐름 패턴을 고찰하였다. 이때, 공기 연소와 순산소 연소에서 온도 분포는 비슷한 양상을 보이지만 압력 분포는 순산소 연소에서 더 낮음을 알 수 있었다. 더불어 공기 연소에 비해 순산소 연소에서 더 높은 CO₂ 농도를 가지므로 이산화탄소 포집이 활발히 이루어질 것을 예상해 볼 수 있다. 결과적으로 본 연구를 통해 무연탄 활용 시 순환유동층 반응기의 최적화된 설계 및 운전에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• Carbon letters
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• 제9권3호
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• pp.203-209
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• 2008

The objective of this work is to study the feasibility of the preparation of the activated carbon (AC) from coconut tree flowers using high temperature fluidized bed reactor (HTFBR). The activating agent used in this work is steam. The reactor was operated at various activation temperature (650, 700, 750, 800 and $850^{\circ}C$) and activation time (30, 60, 120 and 240 min) for the production of AC from coconut tree flowers. Effect of activation time and activation temperature on the quality of the AC preparation was observed. Prepared AC was characterized in-terms of iodine number, methylene blue number, methyl violet number, ethylene glycol mono ethyl ether (EGME) surface area and SEM photographs. The best quality of AC from coconut tree flowers (CFC) was obtained at an activation temperature and time of $850^{\circ}C$ and 1 hr restectively. The effectiveness of carbon prepared from coconut tree flowers in adsorbing crystal violet from aqueous solution has been studied as a function of agitation time, carbon dosage, and pH. The adsorption of crystal violet onto AC followed second order kinetic model. Adsorption data were modeled using both Langmuir and Freundlich classical adsorption isotherms. The adsorption capacity $q_m$ was 277.78 mg/g., equilibrium time was found to be 180 min. This adsorbent from coconut tree flowers was found to be effective for the removal of CV dye.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.672-680
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• 2011

Three new granular absorbents were prepared from calcium hydroxide, and applied to an FGD process with internal circulation. The aim of the study was finding the most efficient of the these three applied absorbents for the $SO_2$ removal at high flue gas temperatures. The absorbent is fed to the testing unit at high operation temperature and fluidized inside the FGD system where the sorbent particles react with the $SO_2$ gas. The rate of $SO_2$ decomposition was high in C-type absorbent which had the large surface area. De-SOx characteristics of the current absorbents appeared to be similar to the other conventional agents in this fluidized bed combustor. In particular, the optimum de-SOx condition could be achieved at high mole ratios of Ca to S which can reduce the residual $SO_2$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.522-529
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• 2014

연소전 $CO_2$ 포집용 SEWGS 시스템의 SEWGS 반응기와 재생반응기 사이의 고체순환을 위해 SEWGS 반응기 - 하부루프실 - 재생반응기 - 상승관 - 사이클론 - 상부 루프실로 구성된 순환유동층 시스템을 사용하고 있다. 현재 시스템의 경우 수직형 하부 루프실을 사용하고 있으나 하부 루프실의 유동화 및 안정적인 고체순환을 위해 유량이 많이 필요하고 가끔씩 슬러그가 발생하였다. 본 연구에서는 새로운 하부 루프실 형태로 경사형 하부 루프실을 제안하였으며, 상온, 상압 조건에서 $CO_2$ 흡수제(P-78)를 층물질로 사용하여 기포유동층-기포유동층-고속유동층 형태의 순환유동층 실험장치를 이용하여 하부 루프실의 형태 변화에 따른 고체순환특성을 측정 및 비교하였다. 경사형 하부루프실의 경우가 수직형인 경우보다 적은 유량으로 안정적인 고체순환을 유지할 수 있었으며 두 반응기 사이의 고체층 높이 차이도 발생하지 않는 것으로 나타나 경사형 하부 루프실을 사용하는 것이 유리한 것으로 결론지을 수 있었다.

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.331-342
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• 2017

하수 슬러지 고형연료 및 우드 펠렛의 연소 특성을 평가 하기 위하여 열중량 분석(TGA), 회 융점(AFT) 분석, 그리고 회분 성분 분석을 수행하였다. TGA 분석 결과, 하수 슬러지 고형연료의 연소성이 우드 펠렛에 비해 상대적으로 좋지 않았다. 또한 AFT 분석을 통해 하수 슬러지 고형연료의 슬래깅 가능성이 매우 높은 것을 확인하였다. 또한 연소성 평가를 위해 pilot-scale 기포 유동층 반응기를 적용하였으며, 장치는 예열기, 유동층 반응기, 연료 공급장치, 사이클론, 회분 포집 장치, 그리고 가스분석기로 구성되었다. 반응기는 직경 400 mm, 높이 4300 mm이며, 하수 슬러지는 $54.5{\sim}96.5kW_{th}$의 열량으로 실험을 수행하였고 우드 펠렛은 $96.1kW_{th}$ 실험을 수행하였다. 실험 결과, 하수 슬러지 고형연료 연소의 경우 평균적으로 우드 펠렛의 연소 보다 배기가스 중 $NO_x$는 10.1배, CO는 3.5배 높았다. 또한 사이클론에서 포집한 회분을 분석한 결과, 모든 실험 조건에서 연소 효율은 99% 이상이었고, 회분의 성분 분석을 통해 슬래깅/파울링 가능성이 높은 것을 확인하였다.