• 제목/요약/키워드: high temperature gas filtration

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3D 프린팅을 이용한 Pt/Carbon Nanotube composite 기반 전기화학식 황화수소 가스 센서 제작 (Fabrication of Pt/Carbon Nanotube Composite Based Electrochemical Hydrogen Sulfide Gas Sensor using 3D Printing)

  • 하윤태;권진범;최수지;정대웅
    • 센서학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.290-294
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    • 2023
  • Among various types of harmful gases, hydrogen sulfide is a strong toxic gas that is mainly generated during spillage and wastewater treatment at industrial sites. Hydrogen sulfide can irritate the conjunctiva even at low concentrations of less than 10 ppm, cause coughing, paralysis of smell and respiratory failure at a concentration of 100 ppm, and coma and permanent brain loss at concentrations above 1000 ppm. Therefore, rapid detection of hydrogen sulfide among harmful gases is extremely important for our safety, health, and comfortable living environment. Most hydrogen sulfide gas sensors that have been reported are electrical resistive metal oxide-based semiconductor gas sensors that are easy to manufacture and mass-produce and have the advantage of high sensitivity; however, they have low gas selectivity. In contrast, the electrochemical sensor measures the concentration of hydrogen sulfide using an electrochemical reaction between hydrogen sulfide, an electrode, and an electrolyte. Electrochemical sensors have various advantages, including sensitivity, selectivity, fast response time, and the ability to measure room temperature. However, most electrochemical hydrogen sulfide gas sensors depend on imports. Although domestic technologies and products exist, more research is required on their long-term stability and reliability. Therefore, this study includes the processes from electrode material synthesis to sensor fabrication and characteristic evaluation, and introduces the sensor structure design and material selection to improve the sensitivity and selectivity of the sensor. A sensor case was fabricated using a 3D printer, and an Ag reference electrode, and a Pt counter electrode were deposited and applied to a Polytetrafluoroethylene (PTFE) filter using PVD. The working electrode was also deposited on a PTFE filter using vacuum filtration, and an electrochemical hydrogen sulfide gas sensor capable of measuring concentrations as low as 0.6 ppm was developed.

융합형여과집진장치에서의 먼지입자와 원소수은의 제거 성능 특성 (Simultaneous Removal Characteristics of Particulate and Elemental Mercury in Convergence Particulate Collector)

  • 박영옥;정주영
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.173-183
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    • 2010
  • The high temperature pleated filter bags which were used during this study were made of pleated nonwoven fabric of heat and acid resistant polysulfonate fibers which can withstand the heat up to $300^{\circ}C$ and have a filtration area which is 3 to 5 times larger than the conventional round filter bags. Cartridge module packed with 3 kind of the sulfur impregnated activated-carbon based sorbents were inserted in the inner of the pleated filter bag. This type of pleated filter bag was designed to remove not only the particulate matter but also the gaseous elemental mercury. The electrostatic precipitator part can enhance the particulate removal efficiency and reduce the pressure drop of the pleated filter bag by agglomerated particles to form a more porous dust layer on the surface of the pleated bag which is increased the filter bag cleaning efficiency. In addition, the most of particles are separated from the flue gas stream through the cyclone and the electrostatic precipitator part which were installed at the lower part and main body part of the convergence particulate collector, respectively. Thus reduce particulate loading of the high temperature pleated filter bags were applied in this study to analyze the removal characteristics of particulate matter and gaseous elemental mercury.

바나디아 촉매담지 세라믹 캔들필터를 이용한 질소산화물 제거기술 (Removal Technology of NOx Using V2O5/TiO2 Catalyst Impregnated Ceramic Candle Filters)

  • 이동섭;박진식
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권9호
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    • pp.1077-1083
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    • 2007
  • [ $V_2O_5/TiO_2$ ] catalyst impregnated ceramic candle filters are in principle, capable of performing shallow-bed dust filtration plus a catalytic reaction, promoted by a catalytic deposited in their inner structure. Pilot-scale $V_2O_5/TiO_2$ catalyst impregnated ceramic candle filters were prepared, characterized and tested for their activity towards the SCR reaction. The effect on NO conversion of operating temperature, gas hourly space velocity, amount of deposited catalyst, pressure drops and long-term experiment (life of catalytic filter) was determined. The following effects of $V_2O_5/TiO_2$ catalyst impregnated ceramic candle filters in SCR reaction are observed: (1) It increases the activity and widens the temperature window for SCR. (2) When the content of $V_2O_5$ catalyst increases further from 3 to 9wt.%, activity of NO increases. (3) NO conversion at first increases with temperature and then decreases at high temperatures (above $400^{\circ} over), possibly due to the occurrence of the ammonia oxidation reaction.

유리화 공정에서의 세라믹 캔들 필터를 이용한 분진 제거목적의 고온 여과 시스템에 관한 연구 (Investigations on High Temperature Filtration System for Particle Removal using Ceramic Candle Filter in the Pilot Scale Vitrification Plant)

  • 류보현;박승철;황태원;하종현
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.391-392
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    • 2003
  • 한전 원자력 환경기술원에서는 중ㆍ저준위 방사성폐기물 유리화 기술의 상용화 가능성을 입증하기 위한 유리화 실증설비를 건설하여 시험 중에 있으며 이 유리화 기술은 유도 가열식 저온로(Cold Crucible Melter, CCM)에 폐기물을 투입하는 기술로서 폐기물의 부피 축소 효과와 더불어 최종 고화물로 생성되는 폐기물의 침출율이 매우 낮은 장점을 지닌다. 이와 같은 유리화 공정은 기존의 소각처리에서와 같이 폐기물의 열적 산화과정에 의해 유해오염가스와 입자성 물질이 발생된다. 따라서 이를 처리하기 위해배기체 처리공정(Off Gas Treatment System, OGTS)을 설치하여 환경 배출기준(SO$_2$300ppm, NO$_2$ 200ppm, CO 600ppm, HCI 50ppm, 분진 100mg/Nm$^3$ 등)을 만족하도록 하였고 특히 입자성 물질은 후단 OGTS나 배관내 침적으로 인한 방사성 오염을 막기 위해 CCM 후단에서 효율적으로 제거되어야만 한다. (중략)

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사이클론-카트리지필터 일체형 가우징 집진기의 유동해석 (Flow Analysis of Cyclone-Cartridge Filter Gausing Collector)

  • 장성철;정대영;조정식
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.133-139
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    • 2018
  • Precipitator is the most widespread device used to separate dust particles from the exhaust gas. In the shipyard, welding umbrellas, spark protection covers, and ventilators are not purchased and used for the work place to capture the flames and high temperature metal dust generated during the gardening process. In particular, a thorough analysis of design factors, such as capture rate, collection capacity calculation, filter speed, and materials selection, is required since spatial constraints are followed by structures, etc. In this study, conceived to address problems such as this cyclone and filtration filter system that combines all-in-one gausing collector prototype. Assessed through interpretation through the validity of the design and reliability.

선박 주 추진기관으로 사용가능한 대형 디젤엔진의 배기가스 특성 분석 (Exhaust Emission Characteristics from Heavy-duty Diesel Engine applicable to Prime Propulsion Engine for Marine Vessels)

  • 이형민;박랑은
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.484-489
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    • 2012
  • 본 논문은 선박의 주 추진기관으로 사용가능한 육상 운송수단에 탑재되어있는 대형 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질과 질소산화물의 배출특성을 ESC mode에 적용시켜 분석하는데 초점을 두었다. 입자상 물질은 엔진의 고부하 영역에서 다량으로 배출되는 특성을 확인 할 수 있었으며 질소산화물의 경우 배기가스 온도 측정형태와 동일한 경향으로 배출되었다. 매연여과장치를 부착하여 입자상 물질의 배출특성을 분석한 결과 mode별 1/100~1/1,000배까지 저감되었다. 그러나 급격한 엔진 부하 변동 시 저감효과는 떨어졌으며 고속-고부하 영역에서는 매연여과장치내부의 온도상승으로 일부 재생현상이 발생하여 입자상 물질의 배출 증가 결과를 초래하는 현상이 발생하였다. 시험엔진에서 배출되는 입자상 물질의 입경분포를 분석한 결과 대부분 100nm 이하의 크기를 가지는 나노 입자가 배출되었으며 매연여과장치를 부착 및 탈착하여 측정한 결과 배출수준에는 차이가 있지만 입자상 물질의 입경분포는 비슷한 경향으로 분석되었다.

폐 반도체 슬러리 및 폐 망간전지 흑연봉으로부터 탄화규소 합성 (Synthesis of SiC from the Wire Cutting Slurry of Silicon Wafer and Graphite Rod of Spent Zinc-Carbon Battery)

  • 손용운;정인화;손정수;김병규
    • 자원리싸이클링
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    • 제12권3호
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    • pp.25-30
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 실리콘웨이퍼의 절단공정에서 발생한 폐슬러리와 폐망간전지에서 발생하는 흑연봉을 각각 규소 및 탄소의 출발물질로 사용하여 가스터빈 부품, 열교환기 등에 사용되는 탄화규소(SiC)를 합성하는 연구를 수행하였다. 실리콘웨이퍼의 절단공정에서 발생하는 폐슬러리로부터 비중차이에 의한 선별과 자력선별 등에 의해 정제된 규소와 탄화규소를 얻을 수 있었으며, 폐망간전지를 해체하여 얻은 탄소봉으로부터 수세와 분쇄를 통하여 탄소분말을 얻을 수 있었다. 탄화규소의 합성은 규소와 당량비의 탄소분발을 혼합하여 1$600^{\circ}C$이상의 온도에서 아르곤 분위기와 진공분위기 하에서 2시간 유지시켰을 때 이루어졌으며, 이때 합성된 탄화규소의 순도는 99% 이상이었다.

대기오염물질 제어를 위한 생물살수여과법의 운전인자와 성능평가 (Operating Parameters and Performance of Biotrickling Filtration for Air Pollution Control)

  • 원양수
    • 공업화학
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    • 제16권4호
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    • pp.474-484
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    • 2005
  • 생물학적 방법에 의한 대기오염물질 처리는 기존의 처리방법을 대체할 수 있는 방법으로 각광을 받고 있다. 생물학적 처리방법은 유기화합물 또는 악취가 포함된 저농도 고유량의 공기를 처리하는데 효과적이다. 생물학적 처리 방법은 기존의 소각 또는 흡착 방법에 비해 여러 장점을 가지고 있다. 주요 장점으로 처리비용이 저렴하고, 2차 오염물질이 발생되지 않으며, 화학물질이 사용되지 않고, 에너지 사용이 적으며, 상온에서의 운전 등이다. 대기오염물질을 생물학적 방법으로 처리하는데는 생물여과법이 많이 이용되고 있으나 여러 제약이 있어 이를 해결할 수 있는 방법으로 생물살수여과법에 대한 개발연구가 수년 전부터 수행되어 왔다. 생물살수여과법은 생물여과법에 비해 다소 복잡하나 난분해성 물질이나 분해과정에서 산이 생성되는 경우 효과적으로 이용될 수 있다. 그러나 생물살수여과법을 이용한 대기중 VOC 처리에 대한 연구는 초기단계로서 효율적인 처리를 위해 많은 연구가 진행중이다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물살수여과법의 기본 원리와 이론 및 실용적 내용에 대하여 소개하고자 한다. 특히 생물살수여과법의 운전인자와 성능에 미치는 영향인자에 대하여 중점적으로 다루었다.

탄화규소 캔들형 필터의 제조 및 고온고압 하에서의 성능평가 (Fabrication of Silicon Carbide Candle Filter and Performance Evaluation at High Temperature and Pressure)

  • 이상훈;이승원;이기성;한인섭;서두원;박석주;박영옥;우상국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.503-510
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    • 2002
  • 가압유동층 복합발전용으로 사용 가능한 탄화규소 캔들형 필터를 압출성형법으로 제조하였다. 필터의 기공율을 조절하기 위해 2.5 vol%의 탄소분말을 첨가하였고, 필터의 강도를 부여하기 위해 무기결합제로써 점토와 $CaCO_3$를 첨가하였다. 평균 기공율이 약 40%, 평균 기공크기가 약 $47{\mu}m$인 지지체 위에 평균 기공크기가 약 $10{\mu}m$를 갖도록 탄화규소 분말을 분무 코팅하였고, 이후 대기압 분위기 하에서 1400${\circ}C$의 온도로 소결하였다. 코팅층이 형성된 캔들형 필터를 500${\circ}C$, $5kgf/cm^2$의 고온, 고압 하에서 성능평가를 행한 결과 입자크기별 집진 성능이 모두 99.99% 이상을 나타내었다. 따라서 제조된 탄화규소 캔들형 필터는 가압유동층 연소가스에 포함되어 있는 미세한 먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다.