• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권6호
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• pp.1291-1297
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• 2001

The commercial viability of heat exchanger is mainly dependent on their long-term fouling characteristics because the feeling increases the pressure loss and degrades the thermal performance of a heat exchanger An experimental study was performed to investigate the characteristics of fluid flow in a fluidized bed heat exchanger with circulating various solid particles. The present work showed that the drag force coefficients of particles in the internal flow were higher than in the external flow, in addition, they were lower with the shapes of particles being closer to the spherical geometries.

• 설비공학논문집
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• 제15권5호
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• pp.406-412
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• 2003

An experimental study was carried on the characteristics of fluid flow and heat transfer in a fluidized bed shell-and-tube type heat exchanger with corrugated tubes. Seven different solid particles having same volume were circulated in the tubes. The effects of various parameters such as water flow rates, particle geometries and materials, and geometries of corrugated tubes on relative velocities and drag coefficients were investigated. The present work showed that the drag force coefficients of particles in the corrugated tubes were usually lower than those in the smooth tubes, meanwhile the relative velocities between particles and water in the corrugated tubes were little higher than those in the smooth tubes except the glass.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.525-530
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• 2005

상용 순환 유동층 연소로(200 ton steam/hr, $4.97{\times}9.90{\times}28.98m$)의 수관벽에서 전열관의 마모속도를 측정 및 고찰하였다. 전열관의 두께는 초음파 측정방법을 이용하여 측정되었다. Splash 영역에서 윙월을 포함한 모든 수관벽 전열관의 마모속도가 두드러졌다. 전열관의 마모속도는 분배기로부터 높이가 증가함에 따라서 감소한 후 다시 증가하였다. 프리보드 기체출구 부근의 윙월에서는 기체 및 고체흐름의 편향성으로 인한 마모속도의 차이도 나타났다. 윙월의 마모속도는 연소로 단면의 중앙에 위치할수록 크게 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1756-1760
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• 2004

Circulating Fluidized-Bed (CFB) boilers which have been operated in Korea were manufactured by the design technology of foreign leading companies. As they are not active to transfer their technology, domestic companies don't have the enough ability to design it independently yet. Doosan Heavy Industries & Construction Co. Ltd. and Korean Institute of Energy Research are trying to develop and improve the particle re-circulating device among the components of CFB boiler. Our purpose is to control the amount of particles leaving the re-circulating system by adjusting utility air and reuse the heat of circulating particles. The results of experiments with cold model system show that a fluidization state in the particle re-circulating device is very stable when the amount of utility air is supplied to its wind box with 2.29 times of minimum fluidization velocity. Also the amount of particles entering the riser don't increase linearly when the amount of utility air is supplied over 2.5 times of minimum fluidization velocity. Now we are testing its functional run with the hotstate experiment set-up.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.499-505
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• 2010

본 연구에서는 두 개의 기포유동층으로 구성된 연속장치(높이: 1.2 m, 내경: 0.11 m)를 이용하여 실험장치의 최소유동화속도와 고체순환량을 측정하여 수력학적 특성을 파악하고 흡수-재생 조업변수에 의한 반응특성을 알아보았다. 사용된 K-계열 건식흡수제는 한국전력연구원으로부터 공급되었고 $CO_2$ 흡수를 위한 35%의 탄산칼륨과 기계적 강도를 위한 65%의 지지체로 구성되어 있다. 연속 장치는 두 개의 기포유동층 반응기, 수송관, 상승관, 냉각장치, 분석기, 히터 등으로 구성되어 있다. 이 장치의 최소유동화속도는 0.0088 m/s이고 수송관의 유속이 1.05 m/s일 때 고체순환량은 $10.3kg/m^2{\cdot}s$로 측정되었다. 모사가스를 이용하여 실험을 수행하였고 흡수반응기 입구 $CO_2$ 농도(Dry basis)는 약 10 vol%였고, 온도는 흡수반응온도 $70^{\circ}C$, 재생반응온도 $200^{\circ}C$에서 각각 일정하게 유지하였다. 반응기의 차압은 흡수반응기 $415mmH_2O$, 재생반응기 $350mmH_2O$에서 안정적으로 유지하였다. 실험은 조업변수들인 $H_2O$ 주입농도(7.28~19.66%), 모사가스 유속(0.053~0.103 m/s), 흡수반응온도($60{\sim}80^{\circ}C$), 재생반응온도($150{\sim}200^{\circ}C$), 고체순환량($7.0{\sim}10.3kg/m^2{\cdot}s$)의 변화에 따라 반응실험이 실시되었다. 각 변수실험은 정상상태 도달 후 1시간 정도 유지한 후 결과를 저장, 분석하였다. 실험결과 수증기 주입량, 재생반응온도, 고체순환량이 증가할수록 제거율은 증가하였고 흡수반응온도, 유속이 증가함에 따라 제거율은 감소하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.635-641
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• 2018

To select the operating condition of 0.5 MWth chemical looping combustion system, minimum fluidization velocity, transition velocity to fast fluidization and solid circulation rate were measured using mass produced new oxygen carrier (N016-R4) which produced by spray drying method for 0.5 MWth chemical looping combustion system. A minimum fluidization velocity decreased as the pressure increased. The measured transition velocity to fast fluidization was 2.0 m/s at ambient temperature and pressure. The measured solid circulation rate increased as the solid control valve opening increased. We could control the solid circulation rate from 26 to $93kg/m^2s$. Based on the measured minimum fluidization velocity and transition velocity to fast fluidization, we choose appropriate operating conditions and demonstrated continuous solid circulation at high pressure condition (5 bar-abs) up to 24 hours.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.335-341
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• 2013

목질계 바이오매스인 옥수수대 전처리를 위하여 고안된 순환식 암모니아 전처리 반응기(Ammonia Circulation Reactor (ACR))를 이용하여 연구하였다. 이 전처리 방법은 적은 양의 액체를 사용하도록 고안되었으며 이 연구에선 기존의 전처리 공정보다 낮은 전처리 온도($60{\sim}80^{\circ}C$), 반응시간(4~12 hour) 그리고 고체:액체 비율(1:3~1:8) 등의 공정 조건을 실험 하여 효과를 비교하였다. 즉 여러 공정 조건에서 전처리 후 고형물의 잔류 고체량, 당, Lignin 함량, 그리고 효소당 화율 등을 측정하였다. 여러 실험 조건에서 공통적으로 관찰된 것은 전처리 조건이 더 가혹해 지면 Lignin의 제거율이 가장 큰 영향을 받았으며, 47.6~70.6% 범위로 나타났다. 반면 다른 당(Glucan, Xylan)은 손실이 비교적 작게 나타났다. 모든 실험 조건에서, 전처리된 고형물의 Glucan 손실율은 4.7~15.2% 범위로 변화가 크지 않았으며 Xylan 손실율은 여러 조건의 변화에 따라 7.4~25.8% 정도 범위로 나타났다. 암모니아 순환 전처리로 8~12 hour 동안 처리된 옥수수대는 90.1~94.5%의 높은 72-h Glucan 당화율을 (15 FPU-GC220+30 CBU)/g-glucan의 효소 투입으로 나타냈으며 순수 Cellulose인 Avicel의 당화율(92.7%)과 비슷하거나 높았다. 또한 8~12 hour 처리된 옥수수대의 초기 24-h Glucan 당화속도는 73.0~79.4%로 Avicel의 같은 시간 당화율인 69.5% 보다 높게 나타났다. 반응시간을 증가는 보다 많은 Lignin을 제거하였으며 따라서 효소 당화율 증가에 기인한 것으로 보인다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.201-210
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• 2016

To develop a pressurized chemical looping combustor, conceptual design of 0.5 MWth chemical looping combustor was performed by means of mass and energy balance calculations. Based on the conceptual design, reactivity of oxygen carrier and solid circulation rate were selected as key parameters. Sensitivity analysis of those key parameters were conducted with the change of oxygen carrier utilization percent from 5 to 50% and proper solid circulation rate and solid conversion rate to meet 98% of $CO_2$ selectivity were confirmed. Feasibility of 0.5 MWth pressurized chemical looping combustor was confirmed by experimental studies to find real solid circulation rate and $CO_2$ selectivity within the operating conditions based on the conceptual design. We could varied very wide range of solid circulation rate in two interconnected fluidized bed system. We also got enough $CO_2$ selectivity more than 98% in semi-continuous chemical looping combustor using OCN717 oxygen carrier. Consequently, feasibility of 0.5 MWth pressurized chemical looping combustor was confirmed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.856-863
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• 2018

순산소 순환유동층 보일러에서 탈황을 위해 이용되는 석회석의 재탄산화 거동을 분석하기 위하여, 상용 순환유동층 보일러에서 이용되는 석회석 4종의 재탄산화 반응 특성을 열중량분석기(TGA-N1000)에서 고농도의 $CO_2$ 가스를 이용하여 분석하였다. 생석회의 재탄산화 반응은 반응온도($600{\sim}900^{\circ}C$), 석회석의 $CaCO_3$ 함량(77~95%) 등의 조건에 따른 질량 변화를 통해 고찰되었다. $600{\sim}800^{\circ}C$의 온도 영역에서는 반응 온도가 증가함에 따라 전환율이 증가하였고, $850{\sim}900^{\circ}C$ 에서는 반응 온도가 증가함에 따라 전환율이 감소하는 경향이 발견되었다. $CaCO_3$ 함량의 경우, $870^{\circ}C$의 반응온도에서 뚜렷한 전환율의 차이를 보였다. 또한 기-고체반응속도 모델들에 적용하여 석회석의 재탄산화 반응을 모사하는 반응속도식을 제시하였다.

• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.243-249
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• 2005

회분식/순환식증류 반응시스템에서 Amberlyst 이온교환수지와 황산의 첨가에 따른 젓산의 에스테르화 반응을 고찰하였다. 회분식증류 반응시스템에서는(n-butanol/lactic acid = 4, $100^{\circ}C$) 물의 함유량이 적을수록, n-butanol/lactic acid의 몰비가 증가할수록 에스테르화 전환율이 높게 나타났다. 알코올의 종류에 따른 에스테르화 전환율을 비교 해본 결과 단순한 구조의 메탄올과 치환반응성이 뛰어난 tert-부탄올이 에탄올, n-부탄올, iso-부탄올에 비해 치환 반응에 의한 에스테르화 전환율이 높은 것으로 나타났다. 지속적으로 물을 제거하는 순환식증류 반응 시스템에서는 (n-butanol/ammonium lactate = 4, $115^{\circ}C$) Amberyst-15 고체산 촉매를 사용한 경우가 황산촉매를 사용한 경우보다 에스테르반응 전환율이 높게 나타났다. 고체산 촉매를 반응초기에 투입한 경우에는 에스테르 반응이 지속적으로 진행되었으나 황산촉매의 경우에는 초기단계의 반응속도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이는 반응 초기에 투입한 황산이 ammonium lactate간의 반응을 통해 ammonium sulfate를 생성하는 중화반응에 우선적으로 참여하기 때문인 것으로 사료된다.