알카리금속염 (K$_2$CO$_3$, $K_2$SO$_4$). 알카리 토금속염 (Ba(NO$_3$)$_2$), 철족금속염(Ni(NO$_3$)$_2$, FeSO$_4$) 으로 이루어진 여러가지 혼합물들이 반응온도 700~85$0^{\circ}C$ 하의 촤-수증기 가스화반응에서 나타내는 촉매활성을 열천칭 반응기를 사용하여 측정하였다. 비촉매 가스화반응에서 초기반응성은 수증기 분압에 비례하였다. 촉매 가스화반응에서 단일염 촉매의 경우 $K_2$CO$_3$ 가 가장 큰 활성을 나타내었으며, 다른 염들은 낮은 활성을 보였다. 혼합염의 경우 $K_2$SO$_4$에 철족염을 부가함에 따라 반응속도가 향상되었으며, $K_2$SO$_4$+Ni(NO$_3$)$_2$가 가장 큰 촉매활성을 나타내었다. $K_2$SO$_4$와 Ni(NO$_3$)$_2$ 의 촉매 활성은 담지량에 따라 증가하며, 석탄의 등급에 따라 감소하였다. $K_2$SO$_4$와 Ni(NO$_3$)$_2$의 혼합비는 같은 몰비로 혼합하였을때 가장 큰 활성을 나타내었다.

단계적 연료방식을 가지는 가스터빈 연소기의 해석을 위한 방법을 제안하였으며, 이를 바탕으로 연료배분방식에 따른 연소기의 연소 및 NOx 발생특성을 규명하였다. 연소기 해석모델은 연소기 내부를 선회기구역, 1차연소구역, 재순환구역, 2차연소구역 및 희석구역으로 나누어 각각의 반응구역을 혼합반응기, 플러그 유동반응기의 모델로서 근사하였다. 반응기내의 연소 및 NOx 생성반응은 천연가스 반응모델과 Zel'dovich 의 NOx 모델을 이용하여 예측하였다. 본 해석방법을 이용하여, 각 반응구역에 유입되는 연료량이 연소기내 연소특성, NOx 발생 특성 및 온도분포에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, NOx 저감을 위해 증기분사를 사용하는 경우에 분사위치가 NOx 발생에 미치는 영향을 분석하여, 가스터빈 연소기설계에 필요한 기초자료를 제공하였다.

6종류의 유연탄을 대상으로 석탄회분의 용융온도와 화학적조성을 측정하고, 대상탄 회분에 대해 Rs 값과 Fs 값을 계산해 봄으로써 각 탄들의 Slagging 성향을 알아보았다. 그리고, 이 자료만으로는 정확한 Slagging 성향의 예측이 어려우므로 분류층 가스화기의 조건을 모사한 DTF(Drop Tube Furnace : 이하 DTF)장치를 이용하여 온도와 체류시간을 달리하면서 생성되는 Slag의 화학적조성, 강도, 점착속도 등을 측정하여 Slagging 형태의 가스화기 운전에 있어서 최적조건을 제시하고자 한다.

분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 이차공기 주입방법에 따른 비반응 난류장에 대한 수치해석을 검사체적에 기초한 유한차분방법을 이용하여 수행하였다. 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 k-$\varepsilon$ 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 항력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallel injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ injection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율에 대한 실험자료와 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었으며 이차공기의 주입각 및 기타 제반변수에 따른 유동장 변화를 분석하였다.

석탄이용공정에서 처음단계로 일어나는 열분해단계에 대한 석탄등급(Rank)의 영향을 고찰키 위해 Thermogravimetry/Mass Spectrometry 장치를 고안하여 실험하였다. 미국 아르곤국립연구소의 8개 표준석탄에 대하여 실험한 결과, 석탄내 각 성분들에 따라 석탄등급의 영향이 크게 차이남을 발견하였다. 따라서, 석탄내 각 성분들의 kinetic 변수들은 석탄등급에 무관하다는 기존의 가정은 석탄열분해반응의 상세모사시 적용할 수 없음이 실험적으로 확인되었다.

본 논문은 전력공급 한계비용에 대한 기본개념 및 시간대별 한계발전비용에 대한 계산방법 소개와 우리 나라 전력계통의 '94년도 시간대별 한계발전비용의 특성 분석에 중점을 두었다. 시간대별 한계발전비용은 전력계통 일부하곡선의 형태와 매우 유사하여 주간시간대에 높고, 심야시간대에는 낮으며, 계절적, 요일적으로도 차이가 있다. 본 시간대별 한계발전비용의 계산 방법 및 결과는 향후 우리 나라의 전기요금체계에 한계비용의 원리를 도입하는데 있어 기초 자료로 활용할 수 있으며, 아울러 수요관리정책수립, 양수발전소 운전 및 계획분야 등에 적용이 가능하다.

국내에서 실제 운전되고 있는 천연가스 복합발전플랜트의 성능 예측에 대한 공정전산 해석을 수행하였다. 가스터빈 사이클은 압축기, 연소기, 터빈 및 터빈 날개의 냉각을 위한 냉각계통으로 구성하였으며, 중기터빈 사이클은 폐열회수보일러, 고압/중압/저압터빈, 펌프 및 부속공정으로 구성하였다. 해석결과는 실제 플랜트의 운전자료와 정성적 및 정량적으로 잘 일치하였으며, 폐열회수보일러의 적절한 설계에 의하여 전체 플랜트의 출력향상을 도모할 수 있음을 제시하였다.

현재 건설중인 3톤/일 규모의 석탄가스화기 운전제어를 위한 콘트롤시스템은 각종 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다. 하드웨어는 운전자가 접하게되는 컴퓨터 화면(Operator Console), 운전 제어용 판넬(Hardwired Console), 본 시스템의 핵심인 콘트롤러(PLC; Programmable Logic Controller), 폭발성가스와 분진이 있는 환경하에서의 안전운전을 위한 본질안전 장벽(Intrinsic Safety Barrier) 및 운전정보 수집과 운전 제어를 위한 각종 전/계장품(Field Instrument) 등으로 구성된다. 본 시스템에 포함되는 소프트웨어에는 운전자와 콘트롤러간의 통신을 위한 운전제어화면(GUI;Graphical User Interface), 전체적인 제어를 위한 콘트롤로직(Control Logic)등이있다. 한편 각종 펌프 및 보일러 등 보조설비로의 전기공급을 위한 MCC(Motor Control Center)도 하나의 구성원이 된다. 본 논문은 석탄가스화 반응기의 운전에 관한 전반적인 검토와 콘트롤시스템을 구성하는 각 요소와 각각의 특징 및 그 개발 현황에 대한 검토를 그 내용으로 한다. 본 연구과제를 통해 제작, 설치될 석탄가스화기는 차세대 발전 시스템으로 주목을 받고있는 석탄가스화 복합발전시스템의 핵심부분으로, 본 반응장치의 제어에 관한 경험은 상용 규모의 석탄가스화 반응기에도 유사하게 적용될 것으로 기대된다.

ASPEN(Advanced System Process ENgineering) 코드를 이용하여 오리멀젼(orimulsion)을 이용한 가스화기의 성능을 예측하고, 발전 연료로서의 적합성 등을 살펴보았다. 오리멀젼은 역청(bitumen)에 물을 섞은 연료로 중유와 석탄의 중간 정도의 성질을 가지고 있다. 본 연구에서는 오리멀젼 가스화기의 운전 특성을 파악하고 주입되는 산화제 양을 변화시켜 산화제의 가스화기 운전온도에 미치는 영향과 생성되는 주요 합성가스 성분에 미치는 영향 등을 예측하고 새로운 연료로서의 타당성 여부를 검토하였다.

본 연구의 목표는 제올라이트 분자체를 흡착제로 사용하여 99.99% 이상의 고순도 질소를 저렴하게 제조하는 PSA(Pressure Swing Adsorption)공정을 개발하고 상업화 설계 자료를 도출하는 것이다. PSA방법에 의한 질소제조는 기존의 심냉법보다 전력원단위가 낮을 뿐만 아니라 on-site방식으로 설치되어 운영되므로 수송경비를 절감할 수 있다. 이러한 장점 때문에 외국의 경우를 보면 PSA의 사용이 날로 증대되고 있다. 현재 국내에 설치중인 질소 PSA는 전량 수입에 의한 것이다. 따라서 본 연구에서 개발한 질소 PSA는 중소규모의 질소가스 사용처에 공급함으로써 에너지절감효과 뿐만아니라, 수입대체효과도 얻을 수 있다.

천연가스의 주성분인 순수 메탄에 대한 촉매 산화반응은 Pd촉매가 가장 양호하나 LP가스의 주성분인 프로판에 대해서는 Pt촉매가 가장 양호한 결과를 보였다. 그러나 유황 피독된 Pd촉매는 메탄에 대해 영구피독 현상을 보였고, fresh한 Pd촉매는 연료 중 미량의 유황분량에 의해 반응 개시온도가 지연되는 경향을 보였다. 이와 같은 촉매독 영향이 적은 Rh촉매버너를 개발하여 8000시간 이상 성공적인 연소 실험을 하고 있으며 C 방적의 염색 시험기에 적응 실험한 결과 기존의 적외선 전기 건조기에 비해 에너지 절감은 약30-40%를 기하였고 연료비는 70-80%의 절약효과를 얻었다.

리튬브로마이드 수용액이 수직관내면을 따라 액막의 형태로 흘러 내릴때 수증기와의 흡수과정에 대하여 열 및 물질전달 특성을 실험하였다. 실험에서 열 및 물질전달계수는 막레이놀즈수를 30에서 200까지 변화시키면서 실시하였다. 일정한 냉방능력에서 시스템 압력을 변화시켰을 때의 열 및 물질전달계수를 측정하였다. 액막의 열전달계수는 레이놀즈수가 증가함에 따라 감소하였다. 최대 질량유량에서 최적의 막레이놀즈수가 존재하였다.

제조공정의 근간을 이루는 가열, 용해, 성형, 냉각등의 단위조직은 일반적으로 에너지이용면에서 매우 비효율적이므로 이들을 체계적으로 연결하면 어느 공정의 방출에너지를 다른 공정에 이용할 수 있다. 이 때 핀치기술(Pinch Technology)을 응용하면 기존 공장에 대해서는 에너지 및 비용절감의 가능성을, 신축공장에 대해서는 효율적인 에너지 사용을 위한 설계지침을 제공해 준다. 본 원고에서는 중소규모의 여러가지 산업공정에서의 핀치 기술의 적용실례를 밝혀준다.

아연-산화은 전지는 높은 에너지 및 전력밀도를 가지고 있으나 비싼 제작비용 때문에 우주항공, 군사무기 등 특수한 분야에서 주로 이용되며, 특히 전해액이 별도의 용기에 보관되어 있다가 외부 신호에 의해 충전된 dry상태의 전지에 주입되어 활성화되는 1차 또는 비축형 아연산화은 전지는 우수한 고율방전 특성, 장시간의 저장기간 및 활성화와 동시에 부하를 인가 할 수 있는 특성 때문에 많은 무기체계에서 이용하고 있다. 이러한 아연-산화은 전지의 아연전극은 높은 다공도와 반응 면적을 가져야 하며, 특히 방전중 아연전극의 전위는 가역 수소전위 보다 더 음전위이기 때문에 수소가스가 다량 발생하게 되므로 수은과 같은 높은 과전압을 갖는 물질을 첨가하여 가스 발생량을 줄이고 부동태화(passivation)를 억제하게 된다. 그러나 국내 여건상 수은을 사용하여 전지를 제작하는 것은 환경문제 등으로 인하여 어렵기 때문에 본 연구에서는 수은을 사용하지 않고 비축형 아연-산화은 전지의 음극판을 제작하기 위하여 전착법(electro deposit)과 mesh 제작방법을 혼합하여 아연전극을 제작하였으며, 기판에 석출된 아연과 아연 mesh의 질량비율에 따른 전지의 성능을 평가하였다.

전극물질 및 전극촉매로서의 세라믹물질의 중요성은 상당히 크다. magneli phase를 갖는 $Ti_4O_{7}$과 rock salt구조를 갖는 TiO등의 티타늄 아산화물들은 전도성 세라믹으로서 전기전도도는 탄소보다도 좋으며, 높은 산화전위에서도 산화되지 않을 뿐만아니라, 강산용액에서도 내식성이 강하여 $SO_2$나 $O_2$의 산화전극 물질로 사용할 수 있다. $SO_2$나 $O_2$의 산화에 뛰어난 활동도를 보이는 촉매인 Pt나 Ru를 전기화학적으로 $Ti_4O_{7}$이나 TiO에 입혀서 그 전기화학적인 특성을 조사하였다.

이온에 대한 선택적인 흡착능력이 있는 활성탄을 사용하여 방사성폐액중의 $^{60}$Co의 제거특성을 살펴보았는데, 40-70메시크기의 활성탄은 폐액에대해 0.002g/m1 사용하면 98%의 제거율을 얻을 수 있었고 폐액내의 코발트 농도가 7.5$\times$$10^{-2}$ppm이하이면 98%이상의 제거율을 나타내었다. 그리고 활성탄에대한 코발트이온의 흡착에 나트륨, 세슘이온은 전혀 영향을 주지 않았으며 니켈은 코발트와 같은 정도로 흡착되었고 철은 코발트보다 흡착특성이 좋음을 알 수 있었다.

As a part of developing engineering simulator for CANDU 6 nuclear power plants, present paper gives the tentative simulation results of reactor and turbine power transients including reactor-follow-turbine operation. One point kinetics equations are used for neutron dynamics, iodine and xenon loads. To calculate time-dependent high and low pressure turbine powers and grid frequency deviation, simple first order differential equations are used. In addition, control logics (reactor regulating system, demand power routine, and unit power regulator) used in the plant's process computers have been referenced.

A simplified steam generator model has been developed for the simulation of the operational transients of CANDU nuclear power plant. For the analysis of the secondary side, a control volume approach is used and the flow conservation equations are applied for each control volume. The typical steam generator control logic such as the level control and the pressure control are incorporated into the steam generator model with appropriate interface conditions. The steam line including ASDV, CSDV, and governor valve also has been modeled. Test results for typical operational transient case show reasonable transient behavior of steam generator in a real time basis, which is promising for a CANDU engineering simulator.