• Title/Summary/Keyword: 가열탈리

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KT-1 토카막의 전자석 코일에 의한 유도가열탈리

  • 정승호;박선기
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.34-34
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    • 1999
  • 토카막(Tokamak)에서는 플라즈마(plasma)로 불순불(impurity)의 유입을 방지하기 위해 고진공을 유지해야 하며 이를 위해 가열탈리(backing), 방전세정(discharge codanning) 등 wall conditioning이 기본적으로 요구된다. KT-1 토카막은 실험실 이전에 따른 해체로 인해 진공용기(vacuum vessel) 가 대기압 하에 수개월 동안 노출되어 있었기 때문에 재조립 후 가열 탈 리가 필수적이나 진공용기의 외부에 saddle loop coil을 비롯해 Rogowski, diamagnetic coil, poloidal field coil 등 많은 magnetic pick up coil 들이 설치되어 있어 열선 등 일반적인 방법으로 가열 탈 리가 어려운 상황이다. 따라서 KT-1 토카막에서는 전자석 코일에 상전원을 부가하였을 때 진공용기에 발생하는 유도가열 (inductive heatin)을 이용해 가열 탈리를 시도하였다. 유도 가열 탈리(inductive backing)는 토로이달 자장 코일(toroidal field coil)과 가열 저장 모일(ohmic heating coil)을 각각 이용하여 코일의 온도가 6$0^{\circ}C$ 이하가 유지되는 코일 전류 범위내에서 수행하였으며 먼저 이 둥 경우에 있어서 진공용기의 온도분포를 비교하엿다. 그리고 가열 탈리 기간 및 그 전, 후의 진공압력과 잔류기체 분압을 측정, 분석하였다. 유도가열에 의한 방법으로 KT-1 토카막에서 얻은 탈리온도는 12$0^{\circ}C$정도로 비교적 낮았으나 탈리 시간을 연장하여 탈리효과를 어느 정도 보상할 수 있으며 일반적인 가열 탈리가 여려운 경우 유도 가열 탈 리가 채택될 수 있는 또 하나의 방법이라 볼 수 있다.

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A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases (음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리)

  • Kim, Sangguk;Jeong, Minji;Kwon, Hyolee
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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가열탈기체가 확산에 미치는 영향에 대한 수치해석

  • Choe, Ho-Seon;Ha, Tae-Gyun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.119.2-119.2
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    • 2016
  • 가열탈기체 처리하면 표면의 물 분자를 빠르게 탈리시켜 단시간에 배기하는 동시에 진공용기 재료 내부의 수소 확산속도를 가속하므로 처리 후 수소 기체방출도 현저하게 낮출 수 있다. 가열탈기체 후의 진공계에서는 물 분자는 일부만 남고 진공용기 재료 내부에서 확산 되어 나온 수소가 잔류가스의 대부분이 된다. 이러한 가열탈기체 처리의 효과에 대해서는 익히 알려져 있으나 정량적으로 예측하기는 쉽지 않았다. 본 연구에서는 가열탈기체 조건이 수소 확산에 미치는 영향에 초점을 맞추어, 진공용기의 재료 및 두께에 따라 목표 진공도에 도달하기 위한 가열탈기체 처리 온도와 시간의 최적 조합을 수치 해석적으로 계산하고 비교하였다.

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A Study on Temperature Characteristics of KSTAR PFC and Vacuum Vessel at Baking Phase (KSTAR PFC와 진공용기의 가열탈리 단계에서의 온도특성에 관한 연구)

  • Yoo, Seong-Yeon;Kim, Young-Jin;Jung, Nam-Yong;Kim, Kyung-Min;Lee, Je-Myo
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.27 no.3
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    • pp.158-168
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    • 2015
  • To create an ultra-high vacuum state at the KSTAR, the temperature of plasma facing component and vacuum vessel should be maintained at $300^{\circ}C$ and $110^{\circ}C$ respectively at a baking phase. The purpose of this research is obtaining the target baking temperatures. Experiments were performed to investigate the temperature characteristics of PFC and VV at the baking phase. Thermal network analysis was used to find heat transfer rates among PFC, VV and other components, and this analysis was verified by using the experimental data. The required heating energy of the PFC and the heating and cooling energy of the VV for the target baking temperatures were found to be 346 kW, 28 kW, and 136 kW, respectively.

Recycling Apparatus of Organic Wastes by Cooked Oil (폐식용유를 활용한 유기성 폐기물 재활용장치)

  • Han, Doo-Hee
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.297-298
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    • 2007
  • 본 논문은 가열된 폐식용유를 이용하여 음식물류폐기물에 포함된 수분을 증발시키고 고형성분을 익혀 사료, 퇴비 및 연료화 할 수 있는 장치를 소개한다. $200^{\circ}C$의 폐식용유에서 l분 이내에 완전 건조 처리되며 멸균을 시킬 수 있어 효과적이다. 열원은 소각로 열을 재활용할 경우 경제적이다. 탈리액의 해양투기가 금지될 경우 탈리액을 획기적으로 줄이는 대안이라 여겨진다.

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Development of Food Waste Fermentation System by Low Water-Ratio Salt Minimization (절수 염분제거에 의한 음식물류 폐기물 퇴비화 시스템)

  • Han Doo Hee
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.324-327
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    • 2004
  • 음식물류 폐기물은 염분이 물에 잘 녹기 때문에 분쇄 후 용수를 첨가하여 희석하는 방법이 가장 우수한 염분 제거 효과를 나타낸다. 보통 음식물류 폐기물의 양에 비하여 2-3배의 공업용수를 첨가하는 방법을 사용하는데 폐수처리장 부근에 설치되어 탈리액을 폐수와 함께 처리하지 않을 경우 탈리액의 처리가 문제가 된다. 많은 지역의 폐기물 처리장이 하수처리장과 별도의 장소에 설치가 된 경우가 많으므로 물을 소량사용하면서 염분을 효과적으로 제거할 수 있는 방안이 필요하며 효과적인 파쇄과정을 통하여 $0.3\%$ 미만의 염분 함유율을 달성할 수 있는 방안을 제시한다. 또한 미성숙 퇴비의 문제점을 효과적으로 해결하기 위한 원적외선 가열을 통한 발효촉진 방안을 제시한다.

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Outgassing characteristics of an aluminum-alloy vacuum chamber (알루미늄합금 진공용기의 기체방출 특성)

  • 박종도;하태균;문상운;배인호;정석민
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.10 no.2
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    • pp.164-172
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    • 2001
  • We measured the pumpdown curves of an A5083 vacuum chamber and analyzed the outgassing in terms of desorption energies of water. The outgassing curves follow a ~$t^{-1.15}$ behavior before bakeout, which can be described by the first-order desorption of water molecules in the oxide layer. Analysis of the curves reveals that there exist several adsorption sites on the surface for water in the pressure range of ~$10^{-5}\;-\;10^{ -8}$Torr. Measurements utilizing the throughput method show that the room temperature outgassing rate is ~1{\times}10^{-13}$ Torr $\ell$/s $\textrm{cm}^2$ after 24 - h bakeout at $100^{\circ}C$.

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Effect of Residual Chloride Ion on Thermal Decomposition Behaviour os Stannic Acid and Physical Properties of $SnO_2$ Powder Fabricated for Gas Sensor (가스센서용 $SnO_2$분말 제조시 잔류 염소이온이 Sn수화물의 열분해거동 및 분말물성에 미치는 영향)

  • Song, Guk-Hyeon;Choe, Byeong-U;Park, Jae-Hwan;Park, Sun-Ja
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.4 no.8
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    • pp.934-944
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    • 1994
  • Effects of residual chloride on thermal decomposition behaviour of a-stannic acid and physical properties of $SnO_{2}$ powder were observed. The powder was fabricated by hydroxide method; $\alpha$-stannic acid was precipitated by mixing acqueous solutions of $SnCl_{4}$ and $NH_{4}$OH . The precipitate was washed with $NH_{4}NO_{3}$ solution while washing was controlled to be of three grades to modify its residual chloride content. The precipitate was dried at $1100^{\circ}C$ ~ 24h and calcined in air at $500^{\circ}C$ ~ $1100^{\circ}C$ for one hour. Thermal decomposition behaviour of $\alpha$-stannic acid was examined by a DT-TGA and a FTIR. Chemical composition and physical properties of $SnO_{2}$ powder were observed by an AES, a BET and a TEM, respectively. With a reduction in chloride content, the relative crystallite size of $SnO_{2}$ powder slightly increased by a low-temperature-calcining. However, at a high calcining temperature(T), the reverse relation occured. It was suggested that chloride ion replaces part of lattice oxygen site of a-stannic acid. Also, chloride ion on the site was suggested to retard de-hydration as well as crystalization at a low T while to promote crystal growth of $SnO_{2}$ by forming oxygen vacancy at a high T.

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Study of continuous regeneration of carbon dioxide sorbent using amino acid salt (아미노산염을 이용한 이산화탄소 흡수제 연속 재생에 관한 연구)

  • Choi, Jin-Sik;Kim, Jae Gang;Lee, Jun Hyung;Chu, Yeon Jin;Lee, Ju-Yeol;Park, Byung Hyun
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.34 no.4
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    • pp.947-953
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    • 2017
  • In this study, the regeneration efficiency of the amino acid salt absorbent which can be applied to carbon dioxide absorption / regeneration process was confirmed. The regeneration efficiency has a great influence on the economical judgment of the process. so, continuous regeneration experiment was conducted to establish economical process. The amino acid salts used in the experiments are Potassium L-lysinate and Potassium L-alaninate. Each amino acid and potassium hydroxide(KOH) were mixed at a 1: 2 molar ratio. In order to confirm the regeneration efficiency of the absorbent, carbon dioxide was absorbed in the two materials, and the carbon dioxide desorption experiment was carried out by heating. The initial reaction rate was L-alanine was faster. Over time, L-lysine, desorption higher concentrations of carbon dioxide. L-lysine showed higher regeneration efficiency than L-alanine, (L-alanine 47.26% and L-lysine 62.11%). As a result of the continuous regeneration experiment using the L-lysine having good absorption and regeneration efficiency, it was confirmed that the regeneration efficiency decreases as the number of regeneration increases.

Preparation of TiO2-SiO2 Powder by Modified Sol-Gel Method and their Photocatalytic Activities (수식 졸-겔법에 의한 TiO2-SiO2분체합성 및 광촉매활성)

  • Kim, Byung-Kwan;Mizuno, Noritaka;Yasui, Itaru
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.7 no.6
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    • pp.1034-1042
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    • 1996
  • Various $TiO_2-SiO_2$ composite powders were prepared by the modified sol-gel method using 1-dodecanol as DCCA (Dryng Control Chemical Additive ). Their characterizations were carried out and their photocatalytic catalysis was examined on the evolution reaction of hydrogen. The weight losses at $500^{\circ}C$ of only $TiO_2$ and $SiO_2$ powders were 33. 0wt% and 42.5wt%, respectively, and those of the $TiO_2/SiO_2$ powders ($TiO_2/SiO_2=25/75$, 50/50 and 75/25) were about $70.0{\pm}3.0wt%$. The released substances from the powders were almost organic matters. The as-prepared powders except only $TiO_2$ powder were amorphous. Transformation of anatase to rutil was hindered by $SiO_2$ component and the crystallinity of anatase was decreased with increasing $SiO_2$ contents. The as-prepared powders were bulky states. By heating at $600^{\circ}C$ for 1 hr $TiO_2-SiO_2$ powders ($TiO_2=100%$, $TiO_2/SiO_2=75/25,\;50/50$) showed agglomerates consisted of particles in submicron, but those of $TiO_2/SiO_2=25/75$ and $SiO_2=100%$ were still bulky states. Specific surface area of the powders heat-treated at $600^{\circ}C$ for 1hr was increased with $SiO_2$ concents and their pore sizes were also depended on $SiO_2$ contents. The photocatalytic activity of $TiO_2/SiO_2=75/25$ heat-treated at $600^{\circ}C$ for 1hr was 0.240mo1/h.g-cat as $H_2$ evolution rate. This value was about 2.0 times that of P-25(Degussa P-25) as a standard photocatalyst.

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