화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.
Kim, Se-Kwon;Lee, Baek-Seok;Lee, Jeong-Gun;Seo, Hyung-Joon;Kim, Eun-Ki
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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제8권2호
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pp.147-150
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2003
Water toxicity monitoring based on the continuous cultivation of Photobacterium phorphoreum is presented. Normally, after 10 days of operation, a dark variant, which emits no light, appears and dominates the population, resulting in a rapid decrease in bioluminescence. Therefore, to overcome this problem, a fluidized-bed reactor is used in which alginate-immobilized cells are grown and leaking cells are continuously released into the effluent Experimental results revealed that the dominance of dark variants was suppressed inside the immobilized beads, thereby mitigating the rapid loss of bioluminescence. Plus, a high dilution rate (1.2 h$\^$-1/) prevented the occurrence of other microbial contamination in the reactor The concentration and bioluminescence of the released cells were sufficient to measure the water toxicity for more than 4 weeks.
The bio-oil produced from the fast pyrolysis of lignocellulosic biomass contains a high amount of oxygenates, causing variation in the properties of bio-oil, such as instability, high acidity, and low heating value, reducing the quality of the bio-oil. Consequently, an upgrading process should be recommended ensuring that these bio-oils are widely used as fuel sources. Catalytic fast pyrolysis has attracted a great deal of attention as a promising method for producing upgraded bio-oil from biomass feedstock. In this study, the fast pyrolysis of tulip tree was performed in a bubbling fluidized-bed reactor under different reaction temperatures, with and without catalysts, to investigate the effects of pyrolysis temperature and catalysts on product yield and bio-oil quality. The system used silica sand, ferric oxides (Fe2O3 and Fe3O4), and H-ZSM-5 as the fluidized-bed material and nitrogen as the fluidizing medium. The liquid yield reached the highest value of 49.96 wt% at 450 ℃, using Fe2O3 catalyst, compared to 48.45 wt% for H-ZSM-5, 47.57 wt% for Fe3O4 and 49.03 wt% with sand. Catalysts rejected oxygen mostly as water and produced a lower amount of CO and CO2, but a higher amount of H2 and hydrocarbon gases. The catalytic fast pyrolysis showed a high ratio of H2/CO than sand as a bed material.
The characteristics of wastewater treatment according to operating condition of indirectly aerated fluidized bed filled with sand media were studied experimentally, and the obtained results were as follows; 1. During be operated under the BOD loading rate, $4.5kg-BOD/m^3{\cdot}day$, effluent SS according to the increase of recirulation velocities was gradually decreased. 2. According to the increase of media concentration, sludge convertion rate was gradually increased. 3. Under the same BOD loading rate, according to the increase of recirulation velocities, F/M ratio was gradually increased, however, sludge convertion rate was greatly decreased. On the other hand, inffluent BOD concentration has not an important effect. 4. Under the constant recirulation velocities, according to the increase of BOD loading rate, sludge convertion rate was gradually increased. 5. Under the same BOD loading rate, according to the increase of recirulation velocities, oxygen consumpion rate of microorgnism was gradually increased.
This study is aimed to characterize the combustion behavior of solid fuel in the various types of the combustors: stoker, rotary kiln and fluidized bed type combustors. Three different types of reduced-scale combustors are introduced, and temperatures and flue gas compositions are measured for various fuel sizes, water contents, initial temperature, and air flow rates. In case of the rotary kiln combustor, effects of rotating speed of the combustor are also investigated. Mean carbon conversion time (MCCT) and flame propagation rate (FPR) are used for the quantitative analysis. It is revealed that the reaction rates of the fuel are significantly influenced by the fuel characteristics, type of the combustors and air flow rate. Major design parameters for each type of the combustors are summarized through the reduced-scaled model analysis.
Generally, the economic concept of optimized design and operating conditions in fluidized bed heat exchangers can hardly be realized. Because the lack of fundamental knowledge about the particle flows, the optimum design of the fluidized bed heat exchanger is rather limited. In the present work, measurements are made on pressure drops and friction factors in the horizontal circular tube with solid particles in the circulating water. Two different solid particles of diameters of 3mm and 4mm are covered. The Reynolds numbers are ranged from 10,000 to 45,000. It is concluded that the friction factors for the particles of 4mm diameter are much higher than those for the particles of 3mm diameter. And at the lower particle concentration, the friction factors are strongly influenced by the fluid velocity rather than the particle concentration; However, the effect of the particle concentration on friction factors is also significantly higher at a higher particle concentration operating condition.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권3호
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pp.152-156
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2016
폐수 열원 히트펌프 시스템은 목욕탕, 공장 또는 하천수 등을 히트펌프의 열원으로 사용한다. 증발기는 폐수로부터의 오염을 완화시키기 위하여 휜이 없는 나관식(bare tube) 열교환기가 주로 사용되고 있다. 대부분의 열 저항은 관외를 흐르는 폐수측에 생성되는 파울링에 의한 것이며, 히트펌프의 성능을 급격하게 감소시킨다. 따라서 본 연구에서는 나관식 열교환기 하부에서 버블 유동층을 형성시키고 세정 볼을 사용하여 관 외측의 파울링을 저감시키는 장치를 개발하였다. 실험 조건으로, 냉수온도 $20^{\circ}C$, 폐수 온도 $40^{\circ}C$, 관 내측 유량 100L/h, 수조 내 물의 양 50L, 열교환기 면적 $0.161m^2$ 이다. 실험결과 세정 볼 없이 버블유동층만 형성한 경우에는 버블유동층이 없는 경우에 비해 파울링에 의해 생성된 열 저항이 약 56% 감소되었으며, 세정 볼의 개수 밀도가 8,000(Number of $ball/m^3$) 일 때, 파울링에 의해 생성된 열 저항은 버블유동층 및 세정 볼이 없을 때와 비교하여 약 86% 감소되었다.
최근 화력발전소에서는 순환유동층 연소방식의 발전소가 증가하는 추세이다. 순환유동층 보일러애시는 탈황 효과를 위해 석회석을 첨가함에 따라 애시 중에 포함되는 CaO, $SO_3$성분이 증가하여 일반적인 플라이애시 보다 free-CaO 함량이 높다. 또한 순환유동층 보일러애시는 기존의 플라이애시와 다르게 자기수경성 특성과, 높은 free-CaO함량에 의해 물과 만나면 높은 반응성을 갖는다. 본 연구는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성 특성을 이용하여, 시멘트를 대체할 수 있는 비소성 결합재로써 활용 가능성에 대해 분석하였다. 순환유동층 보일러 애시의 함량에 따른 역학적 및 수화특성에 대해 검토하였다. 또한 석고의 종류 및 함유량에 따른 순환유동층 보일러애시 활용 비소성 결합재에 대한 압축강도 및 미세구조에 미치는 영향을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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