• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2011-2017
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• 2023

Gas submerged jet is an outstanding thermohydraulic phenomenon in pool scrubbing of fission products during a severe nuclear accident. Experiments were performed on the hydraulic characteristics in the ranges of air mass flux 0.1-1400 kg/m²s and nozzle diameter 10-80 mm. The results showed that the dependence of inlet pressure on the mass flux follows a power law in subsonic jets and a linear law in sonic jets. The effect of nozzle submerged depth was negligible. The isolated bubbling regime, continuous bubbling regime, transition regime, and jetting regime were observed in turn, as the mass flux increased. In the bubbling regime and jetting regime, the air volume fraction distribution was approximately symmetric in space. Themelis model could capture the jet trajectory well. In the transition regime, the air volume fraction distribution loses symmetry due to the bifurcated secondary plume. The Li correlation and Themelis model showed sufficient accuracy for the prediction of jet penetration length.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.289-295
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• 2017

현 국제해사기구(IMO)에서의 선박엔진에서 발생되는 NOx와 SOx 등의 연소 가스 배출에 대한 규제 강화에 따라, 발트 해 연안을 지나는 모든 선박들은 배출되는 연소가스 저감장치를 장착해야 된다. 국내에서도 IMO의 규제에 따른 NOx와 SOx를 저감장치를 개발하고 있으며, 그중에 대표적인 장치인 Scrubber는 세정액으로 암모니아수와 요소수를 사용하게 되고 사용된 폐 세정액에는 NOx와 SOx와 반응한 질산암모늄과 황산암모늄이 포함되어 있다. 본 연구에서는 폐 세정액이 포함하고 있는 유용한 부산물을 유기용매를 사용하는 염석법을 적용하여 회수하였다. 질산암모늄과 황산암모늄의 회수방법과 질안석회를 추출 후 회수된 부산물의 정성분석을 위하여, FT-IR 분석을 통하여 물질의 정성적 특성과 화학적 조성을 평가해 보았다. 한편 응집제를 투입하여 질안석회를 침전시켜 비료상의 물질로 회수하였다. $FeSO_4$ 응집제와 $CaCl_2$를 응집보조제로 사용하고 입자의 크기를 키우기 위해 $CaCO_3$를 사용하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권5호
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• pp.150-156
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• 2009

The removal of tiny particles adhered to surfaces is one of the crucial prerequisite for a further increase in IC fabrication, large area displays and for the process in nanotechnology. Various cleaning techniques (wet chemical cleaning, scrubbing, pressurized jets and ultrasonic processes) currently used to clean critical surfaces are limited to removal of micrometer-sized particles. Therefore the removal of sub-micron sized particles from silicon wafers is of great interest. For this purpose various cleaning methods are currently under investigation. In this paper, we report on experiments on the cleaning effect of 100nm sized fluorescence particles on silicon wafer using the plasma shockwave occurred by femtosecond laser. The plasma shockwave is main effect of femtosecond laser cleaning to remove particles. The removal efficiency was dependent on the gap distance between laser focus and surface but in some case surface was damaged by excessive laser intensity. These experiments demonstrate the feasibility of femtosecond laser cleaning using 100nm size fluorescence particles on wafer.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권5호
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• pp.411-416
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• 2009

This study was initiated to improve the cooling water quality by chemical coagulation and sedimentation in steel mills. Due to the inefficient flocculation in the settling tanks of blast furnace cooling water systems, the solid particles in the cooling water overflow accumulate and clog the cooling system. To protect the cooling water system from such fouling, proper flocculants must be continuously used. Laboratory tests were performed for the indirect cooling water system of a plate mill. The batch test in the gas scrubbing cooling water system of a blast furnace showed that the proposed coagulant was more effective for the improvement of coagulation and sedimentation than the existing one. During the tests, cationic flocculants were more effective than use of only an anionic flocculant. The suggested combination of anionic and cationic flocculants can probably improve the turbidity removal efficiency of the cooling water. Proper control of the overflow rate by the designed residence time would help turbidity removal efficiency in the settling tank. In addition, the settling can be enhanced by adopting rapid and slow mixing alternatively. Scale problems in blast furnace cooling water system were reduced to some extent by efficient settling.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.552-561
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• 2018

화석연료의 고갈과 환경문제를 대응하기 위한 대체에너지 중 재생가능하고 탄소중립(Carbon-neutral)자원인 바이오매스 (Biomass)를 연료로 이용하는 연구가 진행되고 있다. 바이오매스를 사용하는 대부분의 에너지 생산 시스템은 열화학전환방법이 대표적이다. 이 가운데 가스화 기술을 이용해 합성가스 (syngas)를 생산해 보일러나 엔진 등에 적용하여 열과 전기를 생산한다. 하지만 합성가스 (syngas)를 생산하는 과정에서 타르 (tar)가 발생되며 낮은 온도에서 응축되기 때문에 배관 및 엔진 등에 막힘 현상을 일으켜 공정 효율을 감소시키는 문제를 야기한다. 타르를 제거하기 위해 대부분의 가스화 공정에서 물을 이용한 wet scrubber를 사용하고 있는데 효율이 낮은 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 물과 oily material (soybean oil, waste cooking oil, mineral oil)을 이용하여 제거효율이 높은 순으로 나타내자면 Soybean oil>Waste Cooking Oil>Mineral oil>Water 순서로 나타났고 제거효율은 각각 약 97%, 약 70%, 약 63%, 약 30%의 효율을 보여주었으며 식물성 오일 종류인 soybean oil을 사용하였을 때 타르 제거 효율이 가장 높았다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권2호
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• pp.183-190
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• 2007

In this study, we have investigated waste incinerators which are one of the major HAPs emission sources. In order to obtain more reliable HAPs emission data from waste incinerators, direct sampling for the possible pollutants from the stack was carried out and the analysis was performed. The purpose of study was to understand the emission status from waste incinerators and recognize the problems and finally to set up a strategy to reduce the HAPs emissions from waste incinerators. The emission concentrations of 8 species of heavy metals and 16 species of PAHs have been analyzed for the first time in Korea. Not only the emission characteristics of HAPs from waste incinerators were identified, but also the analysis of reduction efficiencies for control devices such as BF and wet scrubbing systems was carried out.

• 한국안전학회지
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• 제30권6호
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• pp.48-55
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• 2015

A variety of safety issues were investigated for chemical reactors using a toluene solvent in case of a fire at small to middle scale chemical plants. The issues covered the operation of pressure-relieving valves and the subsequent discharges of the toluene to the atmosphere either directly or through an absorber, which represent the current practice at most small chemical plants. It was shown that the safety valve on the reactor may not operate within about twenty minutes after an external fire breaks out, but, once relieved, the toluene vapor released directly to the atmosphere may form a large explosion range on the ground. It was also shown that if the discharge is routed to an existing absorber used for the scrubbing of volatile organic compounds or dusts, the column may not operate normally due to excessive pressure drops or flooding, resulting in the hazardous release of toluene vapors. This study proposed two ways of alleviating these risks. The first is to ruduce the discharge itself from the safety valve by using adequate insulation and protection covers on the reactor and then introduce it into the circulation water at the bottom of the absorber through a dip linet pipe equipped with a ring-shaped sparger. This will enhance the condensation of toluene vapors with the reduced effluent vapors treated in the packing layers above. The second is to install a separate quench drum to condense the routed toluene vapors more effectively than the existing absorber.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.154-159
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• 2018

도시가스 회사는 설비의 유지보수 및 점검을 수행할 경우에 가스를 방산하는 경우가 있는데, 가스누출 오인으로 신고 및 주민불안이 발생하게 됨에 따라 활성물질을 통한 천연가스의 부취냄새를 효과적으로 탈취하는 방법을 연구하는데 그 목적을 두었다. 본 연구에서는 천연가스 부취냄새 탈취를 위해 활성물질인 차아염소산나트륨을 이용한 산화법을 통해 천연가스 부취제와 활성물질간 효율적 혼합방법을 위해 간이 탈취방산장치를 제작하여 현장에서 실험을 통해 부취농도를 확인하였다. 탈취실험장치의 기본원리는 방산되는 가스(0.8~1.0MPa)의 에너지를 이용하여 활성물질용액이 첨가되도록 하여 가스 내 부취제와 혼합과정을 거친 후 방출구를 통해 대기로 방산된다. 도시가스 부취제의 활성물질인 차아염소산나트륨을 이용하여 산화반응을 통해 벤츄리와 혼합용기의 직렬연결방식을 적용하여 제작한 장치를 통해 현장에서 효과적으로 부취냄새를 제거할 수 있었다. 하지만, 실질적인 효과를 거두기 위해서는 도시가스의 다량과 고압에서 방산되는 조건에서의 적용하는 문제해결 과제가 남아 있다.

• KSBB Journal
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• 제22권3호
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• pp.151-156
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• 2007

본 논문은 식물정유를 이용해 유해가스를 처리하는 경우에 식물정유의 주요 구성성분을 파악하고 이를 통해 처리효율을 규명하는데 연구하였다. 또한 식물정유와 메틸 멀캅탄 악취가스에 의한 메틸 멀캅탄 악취가스 제거반응 메카니즘을 규명하였으며 그 결과는 아래와 같다. 1) 악취가스 중 메틸 멀캅탄 악취가스는 식물정유 추출물과 중화반응에 의해 처리될 수 있음을 나타내었다. GC-MS분석에 의한 식물정유 추출물의 성분 중 식물정유의 화학구조는 알코올기, 케톤기, 에스터기가 관여하는 것으로 나타났다. 충전탑내 식물추출물의 순환속도의 실험결과에서 중화반응으로 메틸 멀캅탄 악취가스가 제거되는 메카니즘은 앞서 언급한 화학작용기와 메틸 멀캅탄 악취가스의 중화반응에 의해 염을 형성하여 제거되는 과정을 갖는다. 2) 메틸 멀캅탄 악취가스 제거효율은 식물정유 추출물의 희석비와 스프레이 분무속도 그리고 초기 메틸 멀캅탄 악취가스 농도 등에 따라 달라질 수가 있음을 알 수 있었다. 시험결과는 식물정유 추출물의 희석비와 스프레이 분무속도 그리고 초기 메틸 멀캅탄 악취가스 농도가 희박한 경우에 최대 98%의 제거효율을 얻을 수가 있었다.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.8-12
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• 2019

Thermal amine scrubbing is the most advanced CO₂ capture technique but its largescale application is hindered due to the large heat requirement during solvent regeneration step. The addition of a solid metal oxide catalysts can optimize the CO₂ desorption rate and thus minimize the energy consumption. Herein, we evaluate the solvent regeneration performance of Monoethanolamine (MEA) and Diethanolamine (DEA) solvents without and with two metal oxide catalysts (TiO₂ and V₂O₅) within a temperature range of 40-86℃. The solvent regeneration performance was evaluated in terms of CO₂ desorption rate and overall amount of CO₂ desorbed during the experiments. Both catalysts improved the solvent regeneration performance by desorbing greater amounts of CO₂ with higher CO₂ desorption rates at low temperature. Improvements of 86% and 50% in the CO₂ desorption rate were made by the catalysts for MEA and DEA solvents, respectively. The total amount of the desorbed CO₂ also improved by 17% and 13% from MEA and DEA solvents, respectively. The metal oxide catalyst-aided regeneration of amine solutions can be a new approach to minimize the heat requirement during solvent regeneration and thus can remove a primary shortfall of this technology.