• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.171-184
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• 2002

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue) 량은 약 200,000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD)둥에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG, Caltex에서 435-500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도 : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력 : 1~6kg/$ extrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량 : 50~110Nm$^3$/hr., 발열량 : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, 탄소전환율 : 65~92 및 냉가스효율 = 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화 하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.49-57
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• 2003

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue)량은 약 200.000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD) 등에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG Caltex에서 435~500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도: 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력: 1~6 kg/$\textrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio: 0.8~0.9 and steam/V.R ratio: 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량: 50~110 Nm$^3$/hr. 발열량: 2,300~3,000 k㎈/Nm$^3$, 탄소전환율: 65~92 및 냉가스효율: 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.341-341
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• 2016

The discovery of light emission in nanostructured silicon has opened up new avenues of research in nano-silicon based devices. One such pathway is the application of silicon quantum dots in advanced photovoltaic and light emitting devices. Recently, there is increasing interest on the silicon quantum dots (c-Si QDs) films embedded in amorphous hydrogenated silicon-nitride dielectric matrix (a-SiNx: H), which are familiar as c-Si/a-SiNx:H QDs thin films. However, due to the limitation of the requirement of a very high deposition temperature along with post annealing and a low growth rate, extensive research are being undertaken to elevate these issues, for the point of view of applications, using plasma assisted deposition methods by using different plasma concepts. This work addresses about rapid growth and single step development of c-Si/a-SiNx:H QDs thin films deposited by RF (13.56 MHz) and ultra-high frequency (UHF ~ 320 MHz) low-pressure plasma processing of a mixture of silane (SiH4) and ammonia (NH3) gases diluted in hydrogen (H2) at a low growth temperature ($230^{\circ}C$). In the films the c-Si QDs of varying size, with an overall crystallinity of 60-80 %, are embedded in an a-SiNx: H matrix. The important result includes the formation of the tunable QD size of ~ 5-20 nm, having a thermodynamically favorable <220> crystallographic orientation, along with distinct signatures of the growth of ${\alpha}$-Si3N4 and ${\beta}$-Si3N4 components. Also, the roles of different plasma characteristics on the film properties are investigated using various plasma diagnostics and film analysis tools.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1990년도 제2차 학술발표초록집
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• pp.36-37
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• 1990

In the past, facile dissolution of cellulose has been hampered by the lack of suitable nondegrading solvents. Recently, this problem has been solved in our laboratory by the discovery of an inexpensive, convenient solvent system, that is the mixture of $NH_3\;and\;NH_4SCN$, for cellulose. Also, the $cellulose/NH_3/NH_4SCN$ solution system has been found to form the anisotropic, i.e., liquid crystalline phase. It is believed that both the cholesterio and the nematic phase occur. This finding has prompted extensive on-going researoh on the formation of the liquid crystalline phase from an inexpensive natural source such as cellulose since the nematic phase is envisioned as an excellent precursor sources for products with desirable properties, for example, high modulus and high strength. This interest naturally leads to a desire to understand the theological properties of the nematic phase so that the transformation of the nematic phase to the solid state with desirable properties can be efficiently accomplished, ;From this point of view, the theological behavior of the $cellulose/NH3_/NH_4SCN$ system has been studied as a function of shear rate and shear stress over a wide range of solvent compositions, cellulose concentration, centrifugation and urea contents, Results indicate that the viscosity decreases with increasing shear rate. A marked shear thinning behavior and a quasi-Newtonian behavior were observed in the low shear rate region and in the high shear rate region, respectively for all solvent compositions. The $cellulose/NH_3/NH_4SCN$ solution system only exhibited the viscosity increase with increasing cellulose concentration and failed to show the viscosity drop generally observed at the point of incipience of liquid crystal formation, This may be due to the gel-like nature of the solution by the association of the rodlike molecules into bundles which may serve as crosslinking points giving the cellulose solution a network structure. Also, simply hydrogen bonding may be so restrictive of molecular mobility that a viscosity drop is blocked. In addition to the above results, yield stress and thixotropy were also observed in the $cellulose/NH_3/NB_4SCN$ solution system which are characteristics of liquid crystal and gel, The results of the effect of centrifugation on viscosity show that viscosity decreases by the application of centrifugation. This may be explained by the change of the piled polydomain structure to the dispersed polydomain structure due to the pressure gradient generated during centrifugation.ation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.666-671
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• 2012

가스 하이드레이트는 고압 및 저온의 조건에서 주체 분자인 물의 수소 결합에 의해 형성된 격자 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되어 있는 고체의 함유 화합물이다. 심해저 퇴적층과 영구 동토지역에 매장되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트는 미래 청정 에너지원으로 주목받고 있다. 우리나라의 경우에도 동해안 울릉분지 부근 심해저에 천연가스 하이드레이트의 부존 가능성을 확인하였다. 이러한 심해저 천연가스 하이드레이트의 개발/생산을 위해서는 천연가스 하이드레이트의 상평형, 생성/해리 속도 등의 물리적 특성 뿐만 아니라 해리와 관련된 열물성에 대한 정보가 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 천연가스 하이드레이트의 주성분인 메탄, 에탄, 프로판 하이드레이트의 해리 엔탈피를 측정하였다. 메탄 하이드레이트의 경우 92.3 bar의 압력 조건에서 502.1 J/g-water, 437.3 J/g-hydrate, 54.2 kJ/mol-gas의 해리 엔탈피 값을 가졌으며, 해리 온도는 285.66 K이었다. 에탄 하이드레이트의 경우 18.7 bar에서 해리 엔탈피는 534.5 J/g-water, 438.8 J/g-hydrate, 73.8 kJ/mol-gas이었으며, 이때 해리 온도는 283.85 K이었다. 마지막으로 프로판 하이드레이트의 경우 압력이 3.2 bar일 때 해리 엔탈피는 417.2 J/g-water, 363.8 J/g-hydrate, 127.7 kJ/mol-gas 임을 알 수 있었고, 276.30 K에서 해리되는 것을 확인하였다. 또한, 해당 압력에서 각 기체의 가스 하이드레이트의 해리 엔탈피 측정과정에서 얻은 해리 온도를 문헌상의 가스 하이드레이트 3상(하이드레이트상(H)-물상(Lw)-기상(V)) 평형 데이터와 비교해 보면 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 가스 하이드레이트의 정확한 해리 엔탈피 측정 뿐만 아니라 가스 하이드레이트의 3상 평형도 함께 측정 가능함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.116-124
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• 2022

교대로 운전되는 광촉매반응기 공정, 및 바이오필터 공정(전통적 바이오필터(L 반응기)와 두 개의 유닛(unit)을 가지는 개선된 바이오필터시스템(R 반응기))로 구성된 통합처리시스템에서, 에탄올과 황화수소를 동시 함유한 폐가스 처리를 수행하는데 발생하는 공정 당 압력강하(△p)와 바이오필터 공정의 미생물 population 분포를 관찰하였다. 교대로 운전되는 광촉매 반응기의 △p는, 바이오필터의 △p와 비교할 때에 무시할 정도로 작게 관찰되었다. L 반응기의 △p는, 통합처리시스템의 운전 중에 계속 증가하여 4.0~5.0 mmH₂O (i.e., 5.0~6.25 mmH₂O/m)로 증가하였다. 한편 R 반응기의 경우에서는 L 반응기의 △p의 약 16~20% 이하인 작은 △p를 나타내었다. 본 연구에서 적용한 공극율이 큰 폐타이어 담체 등의 바이오필터 담체 및 R 반응기 설계의 적용이, 목재 칩(wood chip)과 목재 바크(wood bark)의 50 대 50인 혼합물을 바이오필터 담체로 사용한 전통적 바이오필터의 보고된 압력강하 값의 각각 37~50%와 40~53% 만큼 압력강하 저감에 공헌하였다고 분석되었다. 또한 본 연구의 R 반응기 운전에서 압력강하 값이, 공극율이 큰 화산석(scoria)과 compost를 75 대 25로 혼합한 복합 담체를 충전한 전통적 바이오필터의 보고된 압력강하 값보다 약 80%만큼 저감된 결과는 주로 R 반응기 설계의 적용에 기인하였다고 해석되었다. 한편, 통합처리시스템에서 바이오필터 담체의 microbial population 분포로서 L 반응기 및 R 반응기의 담체 내 미생물 콜로니 수 비교에서는 L 반응기가 제일 밑단에서 다른 윗 단의 콜로니 수보다 거의 두 배로 증가하였으나; R 반응기의 경우는 R_dn 반응기와 R_up 반응기 각각의 상단과 하단에서 고르게 분포하였고 L 반응기보다 콜로니 수가 평균적으로 약 50% 정도 더 컸다. 이러한 현상은 R 반응기의 상단과 하단의 함수율이 50-55%의 고른 분포를 보인 것에 기인하였다. 따라서 개선된 바이오필터시스템이 전통적 바이오필터보다 △p와 미생물 population 분포에서 더욱 우수한 특성을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.241-249
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• 2000

난분해성 폐수인 사진현상폐수의 $UV/H_2O_2$ 및 $H_2O_2$의 고급산화에 의한 오염물질의 제거 실험을 실시하였다. $UV/H_2O_2$ 산화에서 $H_2O_2$의 분해로 $OH^-$ 라디칼이 발생되는데 파장 190~300 nm의 UV가 반응의 촉매 역할을 한다. $OH^-$ 라디칼은 수명은 짧으나 강력한 산화력을 갖고 있는데, 이 산화력은 폐수처리에서 폐수나 액상 폐기물의 유기물질을 제거하는데 이용된다. 본 연구에서 기존의 tube형 반응조의 단점을 보완한 UV-자유반사 반응조를 제작하여 사용하였으며 UV원으로는 수은 고압램프가 이용되었다. 본 실험에서는 반응시간과 $H_2O_2$ 주입량 및 pH 변화에 따른 오염물의 처리효율의 변화를 조사하였는데 $H_2O_2$의 주입량이 증가할수록 처리효율이 높았으나 그 차이는 미미하였으며, pH 8에서 보다는 3에서 처리효율이 약간 높았으나 그 차이 역시 크지 않았다. 본 연구에서 사진현상폐수 처리의 적정 운전조건은 pH 8, $H_2O_2$ 주입량은 유입수의 COD를 기준으로 한 1.3배 화학량론적 주입으로 나타났는데, 5시간의 처리에서 $COD_{Cr}$, TOC 및 색도의 제거효율은 각각 약 47.5%, 75.0% 및 91.5%로 나타났다. 반응 후 생분해성의 지표인 BOD/COD 비는 초기 0.04에서 0.21로 약 5.3배 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.291-302
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• 2000

연료가스로부터 황화수소를 제거하기 위해 망간계 탈황제를 개발하여, 대기압하 고정층반응기에서 황화/재생 반복실험을 통하여 탈황제의 효용성, breakthrough times, 그리고 평형농도를 구하였다. 황화수소 제거능에 영향을 미치는 입자크기, 황화반응 온도, 재생온도 그리고 재생 특성에 관해 살펴보았다. 황화수소 제거를 위한 적정 조업온도는 $800^{\circ}C$였으며 입자크기가 감소할수록 탈황능은 증가하였으나 입경 0.214~0.631mm에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 실험으로부터 구한 황화수소 평형관계식은 log(K)=3.396/T-1.1105이고 탈황제 이용효율은 $800^{\circ}C$에서 92%를 나타냈다. 공기를 사용해서 재생할 때 $SO_2$ 배출농도는 $800^{\circ}C$에서 8.5% 이상, $850^{\circ}C$에서 8.4% 이상, 그리고 $900^{\circ}C$에서 8.8% 이상을 보여 황산제조에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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• pp.7-7
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• 2001

The increasing interest in light weight materials coupled to the need for cost -effective processing have combined to create a significant opportunity for aluminum P/M. particularly in the automotive industry in order to reduce fuel emissions and improve fuel economy at affordable prices. Additional potential markets for Al PIM parts include hand tools. Where moving parts against gravity represents a challenge; and office machinery, where reciprocating forces are important. Aluminum PIM adds light weight, high compressibility. low sintering temperatures. easy machinability and good corrosion resistance to all advantages of conventional iron bm;ed P/rv1. Current commercial alloys are pre-mixed of either the AI-Si-Mg or AL-Cu-Mg-Si type and contain 1.5% ethylene bis-stearamide as an internal lubricant. The powder is compacted in closed dies at pressure of 200-500Mpa and sintered in nitrogen at temperatures between $580~630^{\circ}C$ in continuous muffle furnace. For some applications no further processing is required. although most applications require one or more secondary operations such as sizing and finishing. These sccondary operations improve the dimension. properties or appearance of the finished part. Aluminum is often considered difficult to sinter because of the presence of a stable surface oxide film. Removal of the oxide in iron and copper based is usually achieved through the use of reducing atmospheres. such as hydrogen or dissociated ammonia. In aluminum. this occurs in the solid st,lte through the partial reduction of the aluminum by magncsium to form spinel. This exposcs the underlying metal and facilitates sintering. It has recently been shown that < 0.2% Mg is all that is required. It is noteworthy that most aluminum pre-mixes contain at least 0.5% Mg. The sintering of aluminum alloys can be further enhanced by selective microalloying. Just 100ppm pf tin chnnges the liquid phase sintering kinetics of the 2xxx alloys to produce a tensile strength of 375Mpa. an increilse of nearly 20% over the unmodified alloy. The ductility is unnffected. A similar but different effect occurs by the addition of 100 ppm of Pb to 7xxx alloys. The lend changes the wetting characteristics of the sintering liquid which serves to increase the tensile strength to 440 Mpa. a 40% increase over unmodified aIloys. Current research is predominantly aimed at the development of metal matrix composites. which have a high specific modulus. good wear resistance and a tailorable coefficient of thermal expnnsion. By controlling particle clustering and by engineering the ceramic/matrix interface in order to enhance sintering. very attractive properties can be achicved in the ns-sintered state. I\t an ils-sintered density ilpproaching 99%. these new experimental alloys hnve a modulus of 130 Gpa and an ultimate tensile strength of 212 Mpa in the T4 temper. In contest. unreinforcecl aluminum has a modulus of just 70 Gpa.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1015-1020
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• 2012

석탄 및 pet coke (petroleum coke)는 그 이용이 제한적이지만 공급이 풍부한 에너지원이므로, 가스화공정에 적용하여 고급연료인 수소나 액체연료를 생산할 수 있다. 본 연구에서는 열천칭반응기와 실험실규모의 유동층반응기(내경 0.02 m, 높이 0.6 m)에서 갈탄, 무연탄, pet coke의 수증기 가스화 반응특성을 조사하였다. 가스화 온도 $600{\sim}900^{\circ}C$, 수증기 분압 0.15~0.95 atm 및 수증기/연료 비의 조업변수가 가스화반응속도 및 생성가스의 발열량에 미치는 영향을 조사하였다. 기체-고체 반응모델로서 modified volumetric reaction model을 적용하여 가스화반응의 거동을 묘사하고 kinetic 인자들을 도출하였다. 가스화 반응온도가 높을수록 생성가스 중의 수소농도와 가스의 발열량은 증가하였다. 생성가스 발열량은 무연탄 > 갈탄 > pet coke의 순으로 높게 나타났는데, 반응온도 $900^{\circ}C$, 수증기분압 95%의 조건에서 10.0 > 6.9 > 5.7 $MJ/m^3$로 각각 얻어졌다. 본 연구를 통하여 갈탄과 pet coke에 대해 가스화공정의 잠재적인 연료로서의 가능성을 확인하였다.