• 제목/요약/키워드: Solid-gas reaction

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Solid SCR용 암모니아 저장물질인 Calcium Ammine Chloride의 합성방법 및 물질분석 연구 (A Study on Synthetic Method and Material Analysis of Calcium Ammine Chloride as Ammonia Transport Materials for Solid SCR)

  • 신종국;윤천석;김홍석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.199-207
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    • 2015
  • Solid materials of ammonia sources with SCR have been considered for the application of lean NOx reduction in automobile industry, to overcome complex problems of liquid urea based SCR. These solid materials produce ammonia gas directly with proper heating and can be packaged by compact size, because of high volumetric ammonia density. Among ammonium salts and metal ammine chlorides, calcium ammine chloride was focused on this paper due to low decomposition temperature. In order to make calcium ammine chloride in lab-scale, simple reactor and glove box was designed and built with ammonium gas tank, regulator, and sensors. Basic test conditions of charging ammonia gas to anhydrous calcium chloride are chosen from equilibrium vapor pressure by Van't Hoff plot based on thermodynamic properties of materials. Synthetic method of calcium ammine chloride were studied for different durations, temperatures, and pressures with proper ammonia gas charged, as a respect of ammonia gas adsorption rate(%) from simple weight calculations which were confirmed by IC. Also, lab-made calcium ammine chloride were analyzed by TGA and DSC to clarify decomposition step in the equations of chemical reaction. To understand material characteristics for lab-made calcium ammine chloride, DA, XRD and FT-IR analysis were performed with published data of literature. From analytical results, water content in lab-made calcium ammine chloride can be discovered and new test procedures of water removal were proposed.

실험실규모 고온고압건식탈황공정의 수력학적 특성 및 탈황온도에 따른 아연계 탈황제의 반응특성 연구 (A Study of Hydrodynamics and Reaction Characteristics in Relation to the Desulfurization Temperatures of Zn-Based Solid Sorbent in the Lab-scale High Pressure and High Temperature Desulfurization Process)

  • 경대현;김재영;조성호;박영철;문종호;이창근;백점인
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권3호
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    • pp.492-498
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    • 2012
  • 본 연구에서는 고온고압 건식탈황장치를 이용하여 고체순환량과 탈황반응기 내의 공극률에 대한 수력학적특성을 파악하고, 아연계 탈황제의 고온고압 조건에서 탈황반응온도에 대한 반응특성 및 연속운전을 통한 탈황 효율을 분석하였다. 실험에 사용된 고온고압건식탈황장치는 고속유동층 형태의 탈황반응기(내경: 0.015 m, 높이: 6.2 m), 기포유동층 형태의 재생반응기(내경: 0.053 m, 높이: 1.6 m), 가스의 역흐름을 방지하는 loop-seal, 두 반응기 후단에 압력컨트롤밸브로 구성되어있다. 수력학 특성으로는 고체순환밸브 개구비, 탈황반응기 가스 유속, 탈황반응기 온도 변화에 따른 고체순환량과 각 조건에서의 고속유동층 형태의 탈황반응기 높이에 따른 공극률 분포를 알아보았다. 고체순환량은 동일한 유속조건, 동일한 고체순환밸브 개구비에서 탈황반응기 온도가 상온일 때보다 $300^{\circ}C$$550^{\circ}C$일 때 감소하였으며 $300^{\circ}C$$550^{\circ}C$ 조건에서는 큰 차이가 없었다. 탈황반응기내의 공극률은 고체순환밸브 개구비가 10~20%로 고체순환량이 적은 경우 고속유동층 형태의 공극률 분포를 보이고, 30~40%로 고체순환량이 많아지는 경우 탈황반응기 하부에서 turbulent 형태의 공극률의 분포를 나타냈다. 아연계 탈황제의 탈황반응온도에 따른 반응특성은 시스템 압력 20 atm, 연속 반응 조건에서 탈황 온도를 변화시키면서 살펴보았다. 일정한 고체순환 조건에서 탈황온도 $450^{\circ}C$ 이하에서 탈황 효율 저하가 시작되는 것을 확인하였으며, 높은 탈황 효율을 유지시키기 위하여 10시간 연속운전에서는 탈황 반응 온도를 $500^{\circ}C$로 설정하여 실험하였다. 실험 결과, 10시간 연속운전을 통해, 유입 $H_2S$ 농도 5,000 ppmv 조건에서 탈황 반응기 후단 $H_2S$ 농도는 UV분석기(Radas2)와 검지관(GASTEC)의 검출한계인 1 ppmv 이하를 유지하여 $H_2S$ 제거 효율 99.99% 이상을 달성하였다.

증기 개질기의 반응 및 열변형 특성에 미치는 공정가스와 버너가스 온도의 영향 (Effect of Process Gas and Burner Gas Temperature on Reaction and Thermal Deformation Characteristics in a Steam Reformer)

  • 한준희;김지윤;이정희;이성혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.126-132
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    • 2016
  • 본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.

ASBR에 의한 고농도폐수의 혐기성처리 연구 (Study on the Treatability of High-Concetration Wastewater by ABBR)

  • 김종찬;김요용;김세진;정일현
    • 환경위생공학
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    • 제10권1호
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    • pp.98-105
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    • 1995
  • In the treatment of wastewater or sewage plant sludge with high solid concentration, high rate digestion process in which heating and mixing occur at a time is mainly used, and in the case of wastewater containing solid matter below 1000mg/ℓ the recently developed AF or UASB is developed Recently and commonly utilized. But these processes have weakpoints such as clogging of packing media and need of long period of trial run after microorganism granulation. In this point of view, there are active researches on the ASBR( anaerobic sequence batch reaction ) that is capable of treating of organic matter with reactor that has no packing materials and controlling the inflow time, reaction time sedimentation time and outflow time by time control without loss of microorganisms. The objectives of this study are to evaluate the efficiency of ASBR process according to the reaction time, change of treated water quality and gas output rate in the treatment of wheat plant wastewater.

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배치형 내부 사이클론식 순환유동층 연소로내 2차 공기 주입에 의한 슬러지 소각 유해 배가스 저감효과 (Effect of Secondary Air Injection on Emission from Sludge Incineration in a Batch-type Internally Cycloned Circulating Fluidized Bed Combustor)

  • 장석돈;신동훈;황정호
    • 한국연소학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.16-22
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    • 2002
  • Combustion performance of an internally cycloned circulating fluidized bed for paper sludge was discussed through a series of batch type experiments. Operation parameters such as water content, feeding mass of sludge and secondary air injection rate were varied to find out the effect on the combustion performance, which was examined with carbon conversion rate and pollutant emission such as CO and NOx. A conventional solid fuel reaction was observed in the experiments of varying water content and feeding mass of the sludge, which is characterized with kinetic limited reaction zone, diffusion limited reaction zone and transition zone. Secondary air injection with swirl enhances the mixing of the gas phase as well as the solid phase, and improves combustion efficiency accompanied with higher carbon conversion rate and lower pollutant emission rate.

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${\gamma}-Alumina$에 담지된 산화구리에 의한 $SO_x$가스의 제거 특성 (Removal Characterics of $SO_x$ by CuO Impregnated ${\gamma}-Alumina$)

  • 이창선;윤용수
    • 환경위생공학
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    • 제11권3호
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    • pp.29-35
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    • 1996
  • Numerical solutions were obtained to the model equations for various parameters characterizing the pore structure, effective internal diffusion and the chemical reaction constant. The conversion was decreased with the cause of pore closure at the surface of reacting particles, reduction of porosity, surface area of reaction and effective diffusion coefficient in the solid with the progress of reaction. Total conversion was strongly depend on the local conversion at surface. According to the decreasing of impregnated concentration of the copper oxide and the increase of the flue gases concentration, total conversion was increased. And the conversion were affected by gas flow rate and pore size distribution of the reacting solid.

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A Generator of Gaseous Singlet Oxygen

  • Matsuura, Teruo;Sato, Hideya;Suzuki, Nobutaka;Matsumoto, Masakatsu
    • Journal of Photoscience
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    • 제9권2호
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    • pp.409-411
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    • 2002
  • In order to prevent side reactions due to free radical formation occurring in the reactions of singlet oxygen generated in solution phse, it was required that singlet oxygen is generated in gas phase from an apparatus of a solid-gas system. We have accomplished to construct an apparatus generating singlet oxygen in solid-gas system, which is composed of a flexible optical fibre tube connected by a dye-sensitizer probe containing rose bengal dye on polymer or inorganic material. Through the optical fibre tube visible light from a laser and an oxygen stream are passed into the sensitizer probe where singlet oxygen is generated. The determination of singlet oxygen was carried out by two methods. One involves the detection of the luminescence of singlet oxygen at 1268 mn and the other involves the chemiluminescence reaction of a dihydroisobenzofuran with singlet oxygen emitting luminescence at 456 nm.

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고체 추진제 로켓엔진의 정상 및 비정상 연소특성 해석 (Analysis for Steady-State and Transient Combustion Characteristic of Solid Propellant Rocket Engine)

  • 김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.233-239
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    • 2003
  • 본 연구는 고체 추진제 로켓 엔진의 연소과정을 수치적으로 해석하였다. 고체 추진제로는 double-base propellant를 이용하였으며 고체상에서는 2개의 포괄적인 반응식을 기체상에서는 5개의 포괄적인 반응식을 이용하였고 난류와 화학반응의 상호작용 PaSR(Partially Stirred Reactor)모델을 사용하였다. 고체 연료 벽면에서의 분출 효과로 야기되는 대류열전달의 불확실성을 줄이기 위하여 낮은 레이놀즈 수 k-$\varepsilon$난류모델을 적용하였다. 계산된 수치결과를 토대로 고체 추진제 로켓 엔진의 난류연소 과정 및 온도장과 압력장의 비정상 특성에 대하여 상세히 기술하였다.

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Application of a General Gas Electrode Model to Ni-YSZ Symmetric Cells: Humidity and Current Collector Effects

  • Shin, Eui-Chol;Ahn, Pyung-An;Seo, Hyun-Ho;Lee, Jong-Sook
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권5호
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    • pp.511-520
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    • 2016
  • Electrolyte-supported symmetric Ni-YSZ cermet electrodes of ca. $23{\mu}m$ were prepared by screenprinting and the impedance was measured as a function of humidity from 2% to 90% balanced in $H_2$ at a total flow rate of 50 sccm. The Ni felt current collector of 1 mm thickness exhibited a Gerischer-like gas concentration impedance in the low frequency range, which was similarly observed in the cermet-supported solid oxide cells, while the Pt paste collector exhibited only electrochemical polarization. The electrochemical polarization of both samples was modeled by a non-ideal diffusion-reaction transmission line model including CPEs with ${\alpha}$= 0.5. In the case of the Pt paste collector, all the Bisquert parameters exhibited humidity dependence to the -1/2 power, supporting a non-faradaic chemical reaction mechanism at three phase boundaries. Consequently, the surface diffusivity and reaction rate increased linearly with humidity. Less pronounced humidity dependence and somewhat lower utilization length with an Ni felt collector can be attributed to the diffusion-limited gas flow through the collector.

레졸수지 합성반응에서 온도조절 물질이 열폭주 특성에 미치는 영향 (The Effects of the Tempered Materials on the Thermal Runaway Characteristics in the Resol Resin Synthesis Reaction)

  • 이정석;이근원
    • 한국가스학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.27-34
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    • 2014
  • 본 연구에서는 단열열량계의 일종인 폭발열량 측정장치를 이용하여 레졸수지 합성반응에서 온도조절 물질이 열폭주 특성에 미치는 영향을 평가하고, 반응열과 활성화에너지 등의 속도론적 데이터를 검토하였다. 그 결과, 온도조절 물질이 투입된 낮은 고형분 농도에서는 폭주반응의 격렬함을 나타내는 순간 특성치들이 감소했다. 그러나 투입된 온도조절 물질의 갑작스런 소실은 급격한 2차 폭주반응을 촉발시켰다. 이때, 레졸수지 합성반응의 폭주반응에 의한 반응열은 페놀을 기준으로 약 157 kJ/mol이었고, 활성화에너지는 약 60 kJ/mol로 나타났다.