권호 표지

Korean Chemical Engineering Research

The Korean Institute of Chemical Engineers (KICE)

  • Quarterly
  • /
  • 0304-128X(pISSN)
  • /
  • 2233-9558(eISSN)

Aim & Scope

Korean Chemical Engineering Research (Korean Chem. Eng. Res.), which is published bimonthly, is an official publication of the Korean Institute of Chemical Engineers. It publishes papers in the fields of chemical engineering ranging from fundamentals to applications. The journal aims at the publication of original and significant results which are lasting in chemical engineering. The scope of the journal is including biochemical process and technology, material synthesis and development, separation, thermodynamics, catalysis, reaction and reactor development, process analysis, powder technology, fluid dynamics, energy and environmental technologies. The Korean Institute of Chemical Engineers. All rights reserved. Reproduction of any part of contents of this journal is forbidden without permission from the institute.

https://www.kcer.or.kr/ KSCI KCI SCOPUS

Volume 49 Issue 2

  1. Song, Jae-Ryong;Kim, Jin-Il;Koo, Yoon-Mo 129
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.129 PDF KSCI
    SMB 공정은 주로 4개의 구역으로 나뉘어지는 다수의 크로마토그래피 컬럼으로 구성된다. 이러한 특성은 회분식 크로마토그래피 공정보다 우수한 이성분계 물질의 연속적인 분리를 구현한다. SMB는 회분식 크로마토그래피에 비해 연속성 및 높은 생산성과 순도로 목적물질을 분리해 낼 수 있는 장점을 갖는다. 경제적이며 효율적인 공정의 운용을 위해 반응과 회수를 결합시키는 연구가 보고되고 있으며, 이와 같은 연구 중 SMBR은 연속분리공정인 SMB와 반응기가 결합된 공정이다. 다양한 반응을 적용한 SMBR에 대해 많은 연구가 진행되고 있으며, 촉매반응, 효소반응, 이온 교환 수지를 통한 화학반응이 주를 이루고 있다. 초기의 SMBR은 촉매를 사용한 고정층의 형태이며, 유동성 효소를 사용하는 SMBR, 고정화 효소를 사용하는 SMBR, 반응구역과 흡착구역이 분리되어 있는 SMBR순으로 발전하였다. 공정 설계에 있어서 필수적인 모델링 및 최적화를 위하여 대류현상만을 고려한 간단한 기법이 있지만, 실제 물질거동을 설명하기 위해서는 축 방향 분산이나 물질전달 저항을 고려한 복잡한 해석을 필요로 한다. SMBR같이 반응과 분리가 결합된 공정의 경우 설비의 간소화를 통한 시설비용의 축소뿐 아니라 가역반응평형의 극복을 통해 물질의 순도와 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
  2. Han, Kun-Woo;Rhee, Chang-Houn;Chun, Hee-Dong 137
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.137 PDF KSCI
    $CO_{2}$를 탄산염의 형태로 고정화하는 광물 탄산화 기술은 $CO_{2}$ 지중 저장의 대안 기술의 하나로 중소규모로 $CO_{2}$ 저장을 실현할 수 있는 기술로 여겨지고 있다. 이 연구에서는 광물 탄산화 기술의 전세계적인 연구 개발 동향을 파악하고, 특히 우리 나라의 지질 및 산업 여건을 고려할 때 $CO_{2}$ 광물 탄산화가 $CO_{2}$ 저감 대책이 될 수 있는지에 대한 기술적 및 경제적 타당성을 검토하였다. 그 결과 국내에서는 연간 1,200만톤 이상의 $CO_{2}$를 고정화할 수 있는 산업 부산물이 발생하고 있으며, 이를 광물탄산화에 이용한다면 $CO_{2}$ 광물탄산화는 유망한 $CO_{2}$ 저감 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다. 이 기술의 경제성 증대를 위해서는 산업 부산물의 전처리, 금속 용출액 및 용출 방법, 고속 탄산화 기술 개발, 공정열의 이용 극대화, 생성된 탄산화물의 부가가치 향상 등의 분야에서 향후 추가적인 연구 개발이 필요할 것으로 판단된다.
  3. Kwon, Song-Yi;Yoon, Song-Hun;Lee, Jong-Min;Chang, Jong-San;Lee, Chul-Wee 151
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.151 PDF KSCI
    수열 합성법과 마이크로파 가열법으로 제조한 TS-1의 촉매 성능 평가를 과산화수소수를 이용한 페놀 수산화 반응 에서 수행하였는데 아세톤과 메탄올 및 물의 세 가지 용매를 사용하여 각 용매에서의 페놀 전환율과 생성물의 선택도 변화를 관찰하였다. 수열 합성법으로 제조한 TS-1과 마이크로파 가열법으로 합성한 TS-1의 XRD, EDS, SEM, BET 흡착/탈착 시험을 통해 촉매의 특성을 비교.분석하였고 마이크로파 가열법으로 합성한 TS-1이 수열 합성으로 제조한 TS-1과 상이한 페놀 전환율과 생성물의 선택도를 보이는 이유에 대해서 설명하였다.
  4. Kim, Bo-Kyung;Koh, Jae-Cheon;Kim, Beom-Sik;Han, Myung-Wan 155
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.155 PDF KSCI
    디메틸 에테르(DME)는 최근 청정 연료로서 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 메탄올 탈수반응을 통한 디메틸 에테르(DME)의 제조에 대하여 조사하였다. 이때 촉매는 제올라이트 계열인 고체산 촉매를 이용하였다. 조촉매로서 세리아가 반응전환율뿐만 아니라 DME 생성 선택도도 증가시키는 것을 발견하였다. 실리카/알루미나의 조성비와 촉매 표면의 세리아의 무게함량을 변화시켜 최적의 촉매를 선정하였다. 5 wt%의 세리아가 첨가된 ZSM5-30의 DME에 대한 반응선택성이 가장 뛰어났으며, 이 촉매는 메탄올 내에 포함되어 있는 수분의 영향을 거의 받지 않았다. 마이크로 반응기에서 얻은 데이터를 가지고 반응 속도식을 구하였다.
  5. Bui, Tien Van;Choi, Ho-Suk;Seo, Chung-Hee;Jang, Young-Sic;Heo, Ik-Sang 161
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.161 PDF KSCI
    최근 모바일 전자 제품의 많은 사용으로 인하여 전자 기판의 기계적 충격에 대한 기준이 강화되고 있다. 따라서, 전자 기판의 패키징 공정에서 칩과 기판 사이 솔더 볼의 접합방법은 제품의 안정성과 신뢰성 확보를 위하여 기존의 금속간 화합물을 사용하는 방식에서 유기 솔더 보존제(OSP)를 사용하는 방법으로 전환되고 있다. 그러나 기존의 OSP들은 공정상에서의 열안정성 등의 여러 가지 단점이 발견되어 이를 보완하기 위한 새로운 OSP의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 폴리(비닐피리딘-co-메틸메타아크릴레이트) 기반 열안정성 OSP를 개발하여 구리 박막에 적용, 분석 및 평가함으로써 구리 박막에 대한 산화방지성, OSP의 열 안정성 및 후융해 공정 시 산 또는 알코올 수용액에 의해서 쉽게 용해되는 특성 등을 조사하였다. 그 결과 합성된 공중합체는 구리 시편과의 접착성이 우수하며 산 또는 알코올 성분에 쉽게 용해되고, 높은 열 안정성 및 산화방지 특성을 갖고 있을 뿐만 아니라 기존의 알릴아민이나 아크릴아마이드 함유 공중합체에 비하여 가격, 취성, 흡습성 면에서 더 좋은 특성을 보여주었다.
  6. Bang, Yong-Ju;Seo, Jeong-Gil;Lee, Gi-Chun;Park, Chan-Jung;Kim, Hyung-Tae;Song, In-Kyu 168
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.168 PDF KSCI
    La을 기반으로 하는 다양한 페롭스카이트 촉매를 페치니(Pechini)법에 따라 제조하고, 이 촉매를 음식물 처리 과정에서 발생하는 악취 성분의 저온 산화 반응에 적용하여 효과적인 탈취가 이루어지도록 하였다. 배출 가스의 정량 및 정성 분석을 통하여 음식물 처리 시간에 따른 주요 악취 성분의 양을 조사하였다. 그리고 주요 악취 성분들로 구성된 표준 악취 시료는 산화 반응기의 반응물로 도입하였다. 먼저, 다양한 전이 금속 M이 치환된 La 기반 페롭스카이트 촉매($LaMO_{3}$: M=Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni)를 제조하고 전이 금속 M의 영향을 알아보기 위해 악취 성분의 산화 반응에 적용한 결과, 테스트한 촉매 중에서 $LaNiO_3$ 촉매가 가장 우수한 촉매 활성을 보였다. 또한 촉매 활성을 증진시키기 위하여 Pt가 치환된 페롭스카이트 촉매($LaNi_{1-x}Pt_{x}O_{3}$: x=0, 0.03, 0.1 및 0.3)를 제조하였고, 이로부터 $LaNi_{0.9}Pt_{0.1}O_{3}$ 촉매가 가장 효율적인 촉매인 것을 알 수 있었다. 끝으로 저온 산화 반응에서의 페롭스카이트 촉매의 활성을 극대화하기 위하여 담지된 페롭스카이트 촉매($XLaNi_{0.9}Pt_{0.1}O_{3}/Al_{2}O_{3}$: X=페롭스카이트 함량(wt%), 0, 10, 20, 30, 40, 50 및 100)를 적용하였다. $XLaNi_{0.9}Pt_{0.1}O_{3}/Al_{2}O_{3}$ 촉매의 활성은 페롭스카이트 함량에 따라 화산형(Volcano-shaped) 곡선을 나타내었으며, 이 때 $20LaNi_{0.9}Pt_{0.1}O_{3}/Al_{2}O_{3}$ 촉매가 $180^{\circ}C$의 반응 온도에서 88.7%의 가장 높은 전환율을 보였다.
  7. Lee, Sung-Kyu;Jeong, Eui-Gyung;Im, Ji-Sun;Lee, Young-Seak 175
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.175 PDF KSCI
    본 연구에서는, 전자의 재결합을 감소시켜 염료 감응형 태양전지의 효율을 향상시키고자 다른 에너지 준위를 갖는 $TiO_{2}$와 $V_{2}O_{5}$을 혼합하여 $TiO_{2}/V_{2}O_{5}$ 혼성반도체를 제조하였다. 또한 제조된 $TiO_{2}/V_{2}O_{5}$ 혼성반도체는 페인트 쉐이커를 이용하여 회쇄 후 염료 감응형 태양전지의 제조 및 전기화학적 특성 평가를 함으로써 $V_{2}O_{5}$ 혼합 및 회쇄 효과가 전지효율에 미치는 영향을 고찰하였다. I-V 곡선을 통하여 측정된 염료 감응형 태양전지의 효율은 $V_{2}O_{5}$ 혼합 및 회쇄 효과에 의하여 2.9에서 5.7%로, $TiO_{2}$ 염료 감응형 태양전지에 비하여 약 2배 증가하였다. 이러한 결과는 $TiO_{2}$의 전도대보다 낮은 전도대를 갖는 $V_{2}O_{5}$의 도입으로 효과적으로 전자를 FTO 유리에 전달하여, 전자가 염료 및 전해질과의 재결합을 감소하게 되어 에너지 전환효율이 증가된 것으로 여겨 진다. 또한, 임피던스 결과도 회쇄된 $TiO_{2}/V_{2}O_{5}$ 혼성 반도체의 효과를 나타내는 $TiO_{2}$/염료/전해질 계면의 저항감소를 보여 주었다.
  8. Song, Seong-Kyu;Kim, Jung-Hye;Hwang, Ki-Seob;Ha, Ki-Ryong 181
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.181 PDF KSCI
    본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면 개질을 위해 실란 커플링제인 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate(MPS) 를 사용하여 표면 개질 반응을 수행하였다. 용매의 pH, MPS의 가수 분해 반응시간, 표면 개질 반응시간 및 실리카 표면의 실라놀기(Si-OH)에 대한 MPS의 몰 비를 변화하여 각각의 반응조건이 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 연구하였다. 개질반응 후 Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR), 원소분석(EA) 및 고체 상태 cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy(NMR)법을 사용하여 표면이 개질된 실리카 입자들의 분석을 수행하였다. 연구 결과 용매의 pH가 4.5일 때 MPS가 단량체 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하고 이외의 pH에서는 MPS가 이량체, 삼량체 혹은 사량체의 올리고머 형태로 실리카의 실라놀기와 반응함이 우세함을 나타내었다. 가수분해반응 시간을 30분에서 90분으로 증가시키면 MPS가 올리고머 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하는 것이 우세하고, 투입한 MPS 몰 비의 증가도 MPS가 올리고머 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하는 것이 우세함을 나타내었다.
  9. Oh, Tae-Seok;Kim, Min-Jeong;Lim, Jung-Jin;Kim, Yong-Su;Yoo, Chang-Kyoo 187
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.187 PDF KSCI
    최근 국제법에 의해 하수처리장에서 발생되는 슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 하수처리 과정 중 발생된 슬러지의 처리방법이 문제가 되고 있다. 일반적으로 하수 및 슬러지는 혐기성조건에서 최종처리되며, 이과정 중 메탄$(CH_{4})$ 및 아산화질소$(N_{2}O)$가 배출되어 하수처리장은 지구온난화가스의 배출원으로 알려져 있다. 따라서, 하수처리장에서 발생하는 지구온난화 가스 배출량을 고려할 필요가 있으며, 지구온난화 가스 배출을 최소화할 수 있는 최적의 하수처리 공정 및 슬러지처리에 대한연구 필요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 주요생물학적 하수처리공정에 따른 온실가스 발생량 및 슬러지 배출량을 계산하며, 이에 따라 온실가스 배출을 최소화하는 하수 및 슬러지처리방법을 제시하고자 한다. 생물학적 하수처리공정으로는 Anaerobic/Anoxic/Oxidation$(A_{2}O)$, Bardenpho, Virginia Initiative Plant (VIP), University of Cape Town(UCT)을 이용하였으며, 동력학적 하수처리모델링 프로그램인 GPS-X를 이용해 본 공정의 모델링을 수행하였다. 이를 바탕으로 하수처리과정에서 발생하는 온실가스 및 슬러지 배출량을 계산하며, 이를 통해 온실가스 배출을 최소화하는 공정을 선택하였다. 온실가스 및 슬러지 배출량은 2006 IPCC 가이드라인에서 제시한 식을 통해 계산되었다. 또한 다양한 슬러지 처리 시나리오(퇴비화, 소각, 매립)에 대한 환경성평가를 수행하였으며, 이를 통해 각 시나리오의 결과를 하나의 지표로써 비교 평가하였다. 본 연구결과, 4가지 하수처리공법 중 Bardenpho 공법에서 환경성이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 슬러지 처리 시나리오 중 퇴비화가 온실가스를 가장 적게 배출하였다.
  10. Kong, Seon-Mi;Xiao, Yubin;Kim, Eun-Ho;Chung, Chee-Won 195
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.195 PDF KSCI
    DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 soda lime glass 위에 Mo 박막을 증착하였다. DC power와 증착 압력을 변화시키면서 상온에서 Mo 박막을 증착하였고 증착된 박막의 전기적 성질 및 구조적 성질을 조사하였다. DC power가 증가할수록 박막의 증착속도는 증가되었고 전기 저항도는 감소하였으며 박막의 결정성이 향상되는 것을 관찰할 수 있었다. 증착 압력이 감소할수록 박막의 증착속도와 전기 저항도가 감소하였으며 가늘고 긴 모양의 결정입자가 조밀하게 박막을 형성하였다. 압력이 증가함에 따라서 결정입자는 원형으로 변형되었으며 박막의 표면에 공극의 생성이 증가하였다. Mo 박막의 전기 저항도는 Mo 원자에 결합된 산소의 양이 많아질수록 증가하게 되고, 박막의 결정성이 높아지면 산소의 결합도가 감소하여 낮은 저항도를 갖게 되는 것을 확인하였다.
  11. Lim, Dae-Ho;Jang, Ji-Hwa;Kang, Yong;Jun, Ki-Won 200
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.200 PDF KSCI
    직경 1.0 m인 파일럿 규모 슬러리 기포탑에서 기포체류량의 축방향, 반경방향분포를 고찰하였다. 기체의 유속, 연속 액상의 표면장력 그리고 슬러리상에 포함된 고체입자의 분율이 기포탑 내부 기포의 축방향 및 반경방향 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구의 실험조건 모두에서 체류량은 기포탑의 중심으로부터 반경방향 무차원 거리가 증가함에 따라 감소하였으며, 기포탑의 분산판으로부터 축방향의 무차원의 거리가 증가함에 따라 증가하였다. 기포체류량의 반경방향 불균일도는 기체의 유속이 증가함에 따라 연속 액상의 표면장력이 감소함에 따라 증가하였으나 슬러리상에 포함된 고체입자 분율에는 크게 영향을 받지 않았다. 본 연구의 범위에서 축방향과 반경방향 기포체류량의 분포는 각각의 실험변수의 상관식으로 나타낼 수 있었다.
  12. Liu, Xu-Yan;Jung, Si-In;Choi, Ho-Suk;Oh, Jun-Taek;Kim, Jong-Kuk 206
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.206 PDF KSCI
    다양한 방식의 등통로각압축공정으로 생분해성 고분자인 폴리젖산수지 시편을 가공하여 각 공정 방식에 따른 시편들의 열 및 기계적 물성의 변화를 조사하였다. 각각 A, BC, C 세 가지의 시편 재 주입 방식과 1, 2, 4의 가공 횟수를 조합한 7개의 시편들을 제작하고, 각 시편의 녹는점, 열분해온도와 같은 열물성을 시차주사열량분석기와 열무게분석기를 사용하여 측정하였다. 시편의 응력변형의 변화를 경도 시험기를 사용하여 측정하고, 각 시편 절단면의 내부 미세구조를 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 관찰된 내부 미세구조는 경도시험결과를 설명하는데 정성적인 뒷받침이 되었다. 그 결과 PLA-P2A의 내부 미세 구조가 가장 치밀하고 촘촘히 겹쳐져 있음으로 인하여 내부 응력변형도 가장 많이 관찰되었다.
  13. Kim, Yong-Tae;Kwak, Noh-Seok;Lee, Choul-Ho;Jin, Chang-Soo;Hwang, Taek-Sung 211
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.211 PDF KSCI
    본 연구는 high impact polystyrene (HIPS)의 가교 및 술폰화시간을 달리하여 이온교환막을 제조하였다. 술폰화 HIPS(SHIPS) 이온교환막의 술폰화도는 술폰화시간이 증가함에 따라 증가하였고, 가교시간이 증가함에 따라 감소하였으며 이때 최대 술폰화도는 66%였다. 또한, SHIPS 이온교환막의 이온교환용량과 함수율은 가교율이 증가할수록 감소하였고 술폰화시간이 증가할수록 우수한 성능을 나타냈으며 가장 우수한 함수율과 이온교환용량은 35.2%와 1.55 meq/g이였다. SHIPS 이온교환막의 전기저항 및 이온전도도는 술폰화시간이 증가할수록 우수한 성능을 나타냈으며 가장 우수한 값은 각각 $0.4\Omega{\cdot}cm^{2}$와 0.1 S/cm으로 나타났으며 Nafion 117보다 성능이 우수하였다. SHIPS 이온교환막의 유기용매에서의 내구성은 가교시간이 증가할수록 증가하였으며 SEM 관찰 결과 술폰화시간이 진행됨에 따라 표면이 불균일하게 변화되는 것을 확인할 수 있었다.
  14. Pyo, Dae-Woong;Eom, Sang-Yong;Lee, Young-Seak;Ryu, Seung-Kon 218
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.218 PDF KSCI
    범용 PAN계 탄소섬유를 $1,500^{\circ}C$까지 열처리한 후 탄소함량, 결정화도, 결정크기를 분석하고 이들의 변화에 따른 표면의 발열특성을 조사하였다. PAN계 탄소섬유의 결정화도, 결정크기는 열처리 온도가 1,000에서 $1500^{\circ}C$로 증가하는 동안 각각 37.08에서 53.69%, 1.62에서 1.82 nm로 증가하였고, 탄소섬유의 초기표면발열온도는 결정화도, 결정크기가 증가할수록 1차식으로 비례하여 증가하였다. 따라서 탄소섬유의 결정화도와 결정크기를 표면발열온도의 상승을 측정하여 간접적으로 신속하게 추정할 수 있게 되었다.
  15. Kim, Gi-Beum;Cheong, Woo-Suk;Park, Young-Ran;Kim, Shang-Jin;Kim, Seong-Jong;Kang, Hyung-Sub;Kim, Jin-Shang;Hong, Chul-Un 224
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.224 PDF KSCI
    본 연구에서 탄성표면파(SH-SAW) 디바이스의 지연선에 코팅된 골드 위에서 면역 글로불린 G(IgG) 검출을 위한 SH-SAW 센서를 개발하고자 하였다. 실험결과, 금표면 위에 anti-MIgG 혼합물을 일관되게 고정시킬 수 있었다. G-anti MIgG 혼합물과 blocking buffer를 이용한 골드 표면 위에 고정화 하였을 때 주파수 변위를 측정한 결과, G-anti MIgG 는 초기 주파수에서 75.1 kHz 주파수 변위를 보였으며 blocking buffer는 215.7 kHz의 주파수 변위를 보였다. 100 MHz 센서에서 MIgG의 농도가 25, 50, 75, 100 ${\mu}g$일 때 46.3, 127.45, 161.21, 262.39 kHz 주파수 변위를 보였다.
  16. Kim, Gi-Beum;Park, Young-Ran;Kim, Shang-Jin;Hong, Chul-Un;Kang, Hyung-Sub;Kim, Jin-Shang;Kim, Seong-Jong;Kim, Min-Ho 230
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.230 PDF KSCI
    본 연구에서는 혈관 내 인공 폐(intravenous lung assist device)를 개발하기 위하여 CFD를 사용하여 새로운 형태의 인공 폐 모형에 대한 유체의 흐름 특성을 모델링하였다. 모델링을 위하여 중공사(hollow fiber)는 무시하였으며 vertical type과 tangential type이 모델로 사용되었다. 유체의 흐름 특성을 예측하기 유체의 입출구로 1개로 하였을 때와 2개로 하였을 때 그리고 입출구를 관의 중심부(vertical)와 관 벽의 접선방향(tangential)에 위치하였을 때의 흐름 특성을 파악 하였다. 실험 결과, tangential type과 같이 원통의 접선 방향으로 유체의 입구와 출구를 설정할 경우 vertical type에서 나타나는 흐름이 없는 영역(정체층)을 제거할 수 있었다. 또한 tangential type은 와류형태의 흐름이 지배적이며 한쪽으로 편중된 흐름이 아닌 복잡한 형태의 흐름이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 유체의 입출구가 2개일 때 유체가 편중된 흐름이 발생하지 않고 관 전체에 복잡한 형태로 흐름이 발생하는 것으로 나타났다. 실험 결과를 통하여 우리는 유체가 유입되는 입구와 출구가 tangential type이며 각각 2개일 때 유체의 흐름이 복잡하며 정체층이 발생하지 않는 흐름이 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.
  17. Park, Young-Ran;Shim, Jeong-Yeon;Kim, Gi-Beum;Kim, Shang-Jin;Kang, Hyung-Sub;Kim, Jin-Shang;Kim, Min-Ho;Hong, Chul-Un;Kim, Seong-Jong 238
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.238 PDF KSCI
    본 연구는 기존의 인공심폐기의 단점을 보완하기 위하여 혈액펌프를 사용하지 않고 혈류의 흐름을 유도할 수 있는 기구(balloon)형 인공심폐기 설계를 위한 구조적 해석을 시도하였다. 가상의 모형 인공심폐기 내에서의 혈류의 흐름패턴을 분석하기 위하여 CFD 모델링 방법을 사용하였다. 이 시스템의 작동원리는 막 산화기 주위를 기구를 사용하여 압력하중을 인가하여 주기적으로 수축.이완되도록 하였으며, 시간에 따라 변화하는 시간 함수 값은 sine 반주기와 sine 주기를 계산하여 적용하였다. 이와 같은 방법으로 기구형 인공심폐기를 설계할 경우 한 방향에 대한 혈류의 움직임을 유도할 수 있다는 가정 하에 구조적 해석을 하였다. 실험결과 CFD 시뮬레이션을 통하여 인공심폐기의 입구와 출구에 서의 혈류의 속도와 압력을 측정하여 분석한 결과 한 방향에 대한 혈류의 유동이 발생하는 것을 확인하였다. 이와 같은 CFD 시뮬레이션은 혈류의 흐름특성을 미리 예측할 수 있어 인공심폐기 설계에 있어서 최적화된 디자인을 제공할 수 있을 것이라 판단된다.
  18. Lee, Ji-Hyun;Kim, Jun-Han;Lee, In-Young;Jang, Kyung-Ryoung;Shim, Jae-Goo 244
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.244 PDF KSCI
    연소 후 $CO_{2}$ 포집기술이 적용된 500 MWe 석탄화력발전소의 경제성평가를 수행하고 $CO_{2}$ 저감비용(Cost of $CO_{2}$ avoided)을 산출하였다. 본 연구에서 고려된 $CO_{2}$ 포집기술은 이미 상업적으로 적용이 가능하고, 기존의 화력발전에 적용이 용이한 화학 흡수법을 기초로 하였으며 투자비용 산출을 위해 IEA Greenhouse Gas R&D Programme에서 제시하는 데이터를 활용하였다. 또한 $CO_{2}$ 포집공정 중 가장 많은 발전효율 저하를 가져오는 재열기(리보일러)에 투입되는 열에너지(재생에너지)를 대상으로 민감도분석을 수행하고 각각의 경우에서의 $CO_{2}$ 저감비용을 산출하였다. 분석결과 $CO_{2}$ 포집공정에 적용될 흡수제로 MEA(모노에탄올아민)가 사용되고 재생탑에서 필요한 재생에너지가 3.31 GJ/ton$CO_{2}$ 인 경우 발전효율은 $CO_{2}$ 포집설비 설치 전의 41.0에서 31.6%로 9.4% 감소하고 이때의 $CO_{2}$ 저감비용은 43.3 $/ton$CO_{2}$ 로 산출되었다. 그러나, 흡수제 재생에너지를 변수로 한 민감도분석에서 재생에너지가 2.0 GJ/ton$CO_{2}$로 낮아질 경우 $CO_{2}$ 저감비용은 36.7 $/ton$CO_{2}$까지 낮아질 것으로 분석되었다.
  19. Park, Bo-Ryoung;Kim, Dae-Hoon;Jo, Hang-Dae;Seo, Yong-Seog;Hwang, Taek-Sung;Lee, Hyung-Keun 250
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.250 PDF KSCI
    본 연구는 막 분리 공정을 이용한 것으로 수소의 에너지원을 이용가능한 메탄을 정제하기 위해 바이오가스 중 이산화탄소와 메탄의 분리 및 황화수소의 제거하고자 한다. 막은 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사공 형태로 제조하고 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 제조된 중공사 막의 구조특성을 확인하기 위해 전자주사 현미경 관찰을 통하여 치밀한 표면과 망상구조의 비대칭 구조를 확인하였다. 압력과 온도가 증가함에 따라 이산화탄소의 투과도는 증가하였고, 이산화탄소와 메탄의 선택도 역시 증가하는 것으로 나타났다. 혼합가스의 경우 압력 및 온도가 증가함에 따라 메탄 농도는 100%에 가까웠으며 이산화탄소와 황화수소의 제거효율도 증가하였다. Retentate 유량증가와 압력 온도감소에 따라 메탄 농도 감소 및 회수율이 증가하는 경향을 나타내었다.
  20. Choi, Won-Joon;Lee, Jong-Seop;Han, Keun-Hee;Min, Byoung-Moo 256
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.256 PDF KSCI
    아민 흡수 공정에서 아민은 $O_{2}$ 및 고온에 의해 비가역반응을 일으키며, 이러한 현상을 열화반응이라 한다. 열화반응은 아민의 가치를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 부식, fouling과 같은 문제를 일으킨다. 따라서, 본 연구에서는 여러가지 화학흡수제(MEA; monoethanolamine, AMP; 2-amino-2-methyl-propanol, DAM; 1,8-diamino-p-menthane)를 이용하여 i) 50, $120^{\circ}C$에서의 흡수평형, ii) $CO_{2}$ 및 $CO_{2}/O_{2}$ 계에서 흡수제의 열화에 따른 농도변화 및 초기열화속도상수, iii) 산소 $(O_{2})$에 의한 열화 영향을 살펴보았다. DAM은 흡수영역에서 MEA와 AMP에 비해 400~270% 높은 흡수평형부하를 보이며, MEA나 AMP에 비해 흡수/재생영역에서 흡수평형부하가 커 흡수능이 우수하였다. $CO_{2}$계에서 DAM의 초기열화속도상수는 $2.254{\times}10^{-4}$ $cycle^{-1}$로 MEA와 AMP의 $2.761{\times}10^{-4}$ $cycle^{-1}$, $2.416{\times}10^{-4}cycle^{-1}$에 비해 작아 열화가 늦게 진행되며, $O_{2}$ 주입시 초기열화속도상수는 1.3배 증가하여 2배 증가한 MEA보다 열화 영향이 적었다. 이러한, 일련의 열화반응은 GC chromatogram에서 새로운 peak의 생성과 FT-IR spectrum 분석을 통하여 확인할 수 있었다.
  21. Park, Han-Woo;Kim, Ji-Beom;Jeon, Joon-Hyeon 263
    https://doi.org/10.9713/kcer.2011.49.2.263 PDF KSCI
    본 논문의 목적은 리튬-암모니아 솔루션$(Li(NH_3)_n)$의 실험을 통하여 암모니아물질의 임계점인 $-40^{\circ}C$ 근처에서의 열전특성을 분석하고 이를 증명하는 것이다. 실험 결과 0.58 MPM~1.87 MPM을 갖는 리튬-암모니아 솔루션 $(Li(NH_3)_n)$ 은 온도차$({\Delta}T=0{\sim}15^{\circ}C)$에서 전류가 전압에 비례하는 열전전력을 발생시킨다는 사실을 확인하였다. 본 논문은 열전 물질 개발에 새로운 방향을 제시할 것이다.