• 방사성폐기물학회지
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• 제3권4호
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• pp.341-348
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• 2005

벤토나이트는 낮은 침투성, 높은 수착성, 자체밀봉특성, 내구성 등으로 인해 고준위 방사성 폐기물 처분을 위한 지하처분장에서 완충재 후보물질로 고려되고 있다. 적절한 처분장 조건에서 국내 Ca-벤토나이트에 대하여 지하수 침식에 의한 벤토나이트 입자의 발생 가능성과 발생된 벤토나이트 입자들의 영향에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과 비록 벤토나이트의 팽윤압에 의한 암반 균열로의 벤토나이트의 침투는 적었지만 벤토나이트/화강암 경계에서 벤토나이트 입자가 발생될 수 있고 지하수 흐름에 의해 유동될 수 있음을 보였다. 압축된 벤토나이트 블록으로부터 이러한 벤토나이트 입자들의 유동화에는 각기 다른 과정들이 기여하고 있음을 확인하였다. 유량이 크면 클수록, 유출되는 벤토나이트 입자들의 농도가 높게 나타났다. 따라서 실험결과는 지하수 흐름에 의한 벤토나이트 표면의 침식은 침투과정과 함께 화강암 균열에서의 벤토나이트 입자들을 유동시키는 주요한 과정임을 보여준다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.141-147
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• 2005

LNG combustion characteristics of oxygen carrier particles were investigated in a batch type bubbling fluidized bed reactor. Three particles, NiO/bentonite, $NiO/NiAl_2O_4$, $CO_xO_y/CoAl_2O_4$, were used as oxygen carrier particles and LNG and air were used as reactants for reduction and oxidation, respectively. In the reducer, high gas conversion and high $CO_2$ selectivity were achieved for all three particles. In the oxidizer, NOx was not detected. The results of exhaust gas analysis showed that inherent $CO_2$ separation and NOx-free combustion are possible in the LNG fueled chemical-looping combustion system with NiO/bentonite, $NiO/NiAl_2O_4$ and $Ca_xO_y/CoAl_2O_4$ particles.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.24-34
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• 2003

For gaseous fuel combustion with inherent $CO_2$ capture and low NOx emission, chemical-looping combustion may yield great advantages for the savings of energy to $CO_2$ separation and suppressing the effect on environment, In chemical-looping combustor, fuel is oxidized by metal oxide medium in a reduction reactor. Reduced particles are transported to oxidation reactor and oxidized by air and recycled to reduction reactor. The fuel and the air are never mixed, and the gases from reduction reactor, $CO_2$ and $H_2O$, leave the system as separate stream. The $H_2O$ can be easily separated by condensation and pure $CO_2$ is obtained without any loss of energy for separation. In this study, five oxygen carrier particles such as NiO/bentonite, NiO/YSZ, $(NiO+Fe_2O_3)VYSZ$, $NiO/NiAl_2O_4$, and $Co_{\chi}O_y/CoAl_2O_4$ were examined &om the viewpoints of reaction kinetics, oxygen transfer capacity, and carbon deposition characteristics. Among five oxygen particles, NiO/YSZ particle is superior in reaction rate, oxygen carrier capacity, and carbon deposition to other particles. However, at high temperature ($>900^{\circ}C$), NiO/bentonite particle also shows enough reactivity and oxygen carrier capacity to be applied in a practical system.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.227-234
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• 2004

For gaseous fuel combustion with inherent $CO_2$ capture and low NOx emission, chemical-looping combustion(CLC) may yield great advantages of savings of energy to $CO_2$ separation and suppressing the effect on environment. In chemical-looping combustor, fuel is oxidized by metal oxide medium (oxygen carrier particle) in a reduction reactor. Reduced particles are transported to oxidation reactor and oxidized by air and recycled to reduction reactor. The fuel and the air are never mixed, and the gases from reduction reactor, $CO_2$ and $H_2O$, leave the system as separate stream. The $H_2O$ can be easily separated by condensation and pure $CO_2$ is obtained without any loss of energy for separation. The purpose of this study is to demonstrate inherent $CO_2$ separation and no NOx emission and to confirm high $CO_2$ selectivity, no side reaction (i.e., carbon deposition, hydrogen generation) by continuous reduction and oxidation experiment in a 50kWtb chemical-looping combustor. NiO/bentonite particle was used as a bed material and $CH_4$ and air were used as reacting gases for reduction and oxidation respectively.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.151-160
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• 2009

Natural gas combustion characteristics of mass produced oxygen carrier particles were investigated in a batch type bubbling fluidized bed reactor. Five particles, NiO/bentonite, OCN601-650, OCN702-1100, OCN703-950, OCN703-1100 were used as oxygen carrier particles. Natural gas and air were used as reactants for reduction and oxidation, respectively. During reduction reaction, high fuel conversion and high $CO_2$ selectivity were achieved for most of oxygen carriers. During oxidation, NO emission was very low. These results indicate that inherent $CO_2$ separation and low NOx combustion are feasible for the natural gas fueled chemical-looping combustion system. Among the five oxygen carriers, OCN703-1100 particle was selected as the best candidate for demonstration of long-term operation in large-scale chemical-looping combustor from the viewpoints of fuel conversion, $CO_2$ selectivity, $CH_4$ concentration, and CO concentration.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.185-192
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• 2010

매체 순환식 연소는 연소 공정 자체에서 질소 산화물 생성이나 부가적인 에너지 소비 없이 이산화탄소 분리가 이루어지는 신공정이다. 이 공정은 금속 산화물 입자가 두 개의 반응기를 순환하며 산화와 환원을 거치는 과정으로 구성되어 있다. 이 연구에서는 bentonite에 담지된 산화철 산소 공여 입자의 반응 속도 식을 shrinking core 모델을 통하여 수립하였다. 반응성 결과를 바탕으로 반응기 설계 기준인 고체 순환량과 입자 충전량을 도출하였다. 매체 순환식 연소 공정의 적용을 위하여 두 가지 형태의 연결된 유동층 즉, 상승관과 기포 유동층이 각각 한 개씩인 형태, 상승관 한 개와 기포 유동층이 두 개로 구성된 형태로 시스템을 설계하였다. 고체 순환량은 loop-seal을 통하여 $30kg/m^2s$ 정도까지 변화시켰다. 고체 순환량은 loop-seal의 기체 주입량이 증가할수록 증가하였으며 보조 기체를 주입하면 그 양이 더 증대되었다. 고체 순환량이 증가함에 따라 상승관 내부의 고체량은 증가하였다. 상승관으로부터 다른 반응기로의 기체 누출량은 1% 미만의 수준이었다.