• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.259-260
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• 2012

산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2019.01a
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• pp.53-56
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• 2019

본 논문에서는 화력을 이용하는 대형 파워 플랜트 설비의 미세먼지 발생량을 저감시키고 능동적으로 제어 할 수 있는 효율적인 시스템을 제안한다. 이 시스템은 기존의 고정형으로 설계된 집진기 방식의 고정부하량 한계점과 극복하고 초미세먼지 PM2.5, 미세먼지 PM10의 발생량에 따라 IoT센서 감지에 의해 지능형 알고리즘으로 효율적으로 저감 제어 처리량을 극대화하고, 미세먼지 발생량을 최소화한다. 또한 이 시스템의 차별성은 기존의 집진기에서 잡혀지지 않는 초미세먼지를 새로운 형태의 물질인 FAA(Fine-dust Adsorption Agent)를 통해 연료 연소 시 발생되는 초미세먼지 미세입자 자체를 크게 만들어 기존 설비 집진기 필터에 포집되게 하는 혁신적인 방식이다. 이번 연구를 통해 350도~1000도 열원에서 작용할 수 있는 화학물질 FAA 용액(Agent)을 개발 하였으며 지능형 AI 분사장치를 통해 연료에 첨가되어 연소 시 미세먼지를 20배~50배까지 볼륨을 확대시켜 기존 집진필터에 포집될 수 있게 동작된다. 이때, 기존 설계된 집진기의 한계(부하)용량에 상관없이 미세먼지 발생량을 상황인식 반응형 알고리즘(AI제어) 통해 분사량을 능동적으로 조절하여 미세먼지 발생량을 저감하는 진보적 혁신성을 지닌다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.7
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• pp.391-402
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• 2017

Particulate matter becomes an important issue in the environmental society recently so that it is necessary to evaluate that the commercial application of baghouse systems for effective control of fine particulates is viable. A laboratory-scale baghouse experimental apparatus with filter bags made of PTFE felt or PTFE felt coated with PTFE membrane is used to investigate the filtration performances of fine particulates. Experiments by changing filtration velocity, inlet dust concentration, and average dust particle size show that the dust collection efficiency becomes higher at lower filtration velocity, higher inlet dust concentration and larger average dust particle size. The total pressure drop through the filter media and dust layer becomes higher at higher filtration velocity and higher inlet dust concentration. The dust collection efficiency is higher and the pressure drop is lower at a baghouse with filter bags coated with PTFE membrane than that without membrane coating. From the result that the dust collection efficiency of $PM_{2.5}$ in a reasonable filtration velocity range during off-line pulsing at a baghouse with PTFE felt bag filters coated with PTFE membrane is as high as 99.99%, it is confirmed that the use of baghouse is an effective measure to control the fine particulates.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.11
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• pp.506-512
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• 2018

The fine dust generated in the home and restaurant business occupies a low ratio of about 4% of the total fine dust emissions. However, at the foodservice business, the rate of change of the pollutant concentration is very high, so that the temporary fine dust concentration can be measured up to 60 times. The pollutants generated from non-industrial combustion plants consist of particulate fine dust and gaseous organic compounds. To remove these pollutants, cleaning dust collection system, which is an effective system for simultaneous removal of gaseous and particulate matter, is applied. This is a method of increasing the probability of diffusion capture of the Brownian motion by pressurized liquid injection method using the atomizing nozzle. The dust removal efficiency of the fine dust collecting system was analyzed by nozzle spraying air pressure condition and angle using the manufactured fine dust removing system. As a result, it was confirmed that the efficiency of removal of fine dust and gaseous organic compounds was more than 90%. The developed system is expected to be highly usable in the future because it can remove particulate dust from the existing plant hood system without any installation cost.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.174-176
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• 2019

최근 미세먼지(PM10 또는 PM2.5)로 인한 인체 유해성 및 실제 피해사례가 인터넷, TV 매체 등에 의해 화두가 됨에 따라 각종 제조, 사업장 및 발전소에서는 미세먼지 배출기준을 충족하기 위한 고효율 집진 기술이 필요로 되고 있는 상황이다. 고압 코로나 방전에 의해 미세먼지를 포집하는 고전압 하전방식 집진장치의 경우 전류를 광범위로 조절 가능하며 역전리 방지에 탁월하여 고효율의 집진이 가능하다. 본 논문에서는 기존의 다전원(펄스전원, 기본전원)을 이용한 마이크로 펄스 하전방식이 아닌 공진형 컨버터와 고압 트랜스포머, 배전압 회로를 적용한 고전압 단전원 제어 하전방식 및 이를 이용한 고전압 전압원의 저속 스위칭 제어기법을 제안하고, 실제 측정을 통해 제안 방식의 실효성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.149-150
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• 2001

산업공정에서 배출되는 입자상 오염물질은 인체 및 환경에 미치는 영향이 직접적이고 가시공해의 주된 원인이 되므로 인관 주민의 민원을 유발시키는 등 주요 지역현안 문제의 원인이 되고 있다. 먼지를 제거하기 위한 대표적인 기술로는 전기집진기, 여과집진기, 사이클론, 습식집진기를 들 수 있으며, 대규모 산업공정에서는 정전기적 힘에 의해 집진하는 전기집진기가 일반적으로 적용되고 있다. 전기집진기는 비교적 높은 효율의 집진 성능을 보장하나 전력소모량이 비교적 많으며 미세먼지, 특히 고비저항을 가진 먼지의 제거효율이 낮다는 단점을 가지고 있다. (중략)

• Plant Journal
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• v.16 no.1
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• pp.34-37
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• 2020

The need to improve the performance of the dust collector by increasing the fine dust pollution in Korea is eminent. In this study, electrostatic spray wet electrostatic precipitator is used to remove Particulate Matter (PM). In order to enter the Cone-jet mode, which is the most stable spray mode among the various modes of electrostatic spraying, an appropriate voltage-flow condition must be satisfied, and a voltage-flow interval enabling this can be expressed as Stability Island. The voltage at which the conduit mode starts in the Stability Island section is referred to as the electrostatic spray minimum voltage (Onset Voltage). However, the conventional electrostatic spray is uses a very low flowrate, at most few millilitres per minute. The use of much higher flowrates has introduced different patterns of electrospray modes. In this study, the different spray modes will be studied in detail.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.3
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• pp.679-686
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• 2018

A new dust cleaning vehicle is needed to remove fine and ultra-fine particulate matter in subway tunnels. Therefore, the recently developed tunnel cleaning vehicle is equipped with an efficient suction system and cyclone-based prefilter to handle ultra-fine particles. To treat various sizes of particulate matter with an underbody suction system, this paper proposes a cyclone-based prefilter in the suction system and validates the dust removal efficiency through Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis using ANSYS FLUENT. Using the created surface and volume mesh, various particle sizes, materials, and fan flow rates, the particles were tracked in the flow with a discrete phase model. As a result, the dust cleaning vehicle at a normal operational speed of 5km/h requires at least a fan flow rate of $1500m^3/min$ and 100mm of suction inlet height from the tunnel track floor. Those suction modules and cyclone-based prefilters in the dust cleaning vehicle reduces the dust accumulation load of the electric precipitator and helps remove the accumulated fine and ultra-fine dust in the subway tunnel.

• Plant Journal
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• v.18 no.1
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• pp.50-54
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• 2022

The demand for high-efficiency dust collectors is rapidly increasing to remove PM from exhaust gas emission facilities, such as thermal power plants, steel mills, and industrial cogeneration plants, as the Pmemission standards have been strengthened. In this study, the electrospray is adapted for existing electrosratic precipitator(EP) to remedy its shortcomings and to improve the performance. Electrospray has been mainly used for the purpose of generating very fine droplets, but fir the purpose of EP, the flow rate over 10 mL/min per nozzleis required, and a high flow rate condition of 65 to 200 times is required. The electrospray of high flow rate has a completely different spray shape from the low flow rate condition, and was visualized through various figures such as corona discharge photographs and shadow images.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.03a
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• pp.47-67
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• 1995

현재 국내 산업공정 및 먼지발생공정에서는 발생된 먼지를 포집 제거하기 위해 머지 발생원의 특성에 따라 각종 집진기술을 적용하고 있는데, 여과포집진장치의 경우 년간 고체연료 사용량이 1,000톤 이상인 사업장을 대상으로 조사한 자료에 의하면 1985년에는 1,374기 였고, 1989년에는 2,100기, 1991년에는 5,710기로 년 평균 110% 이상 증가하는 추세를 나타냈다. 이와 같은 증가 추세는 여과포집진 기술이 다른 집진기술에 비해 여러가지 장점을 갖고 있기 때문이라고 볼 수 있다. 앞으로 산업체에서는 먼지배출 허용농도의 강화 대응 뿐만 아니라 대기오염 방지 측면과 인간의 호흡기에 유입되어 폐에 침착되는 미세한 입자까지 포집, 제거하기 위해서는 먼지제거 설비에는 고효율 집진기술을 적용하여야 한다. 따라서 본 글에서는 선진국에서 고효율 집진기술로 판명되고 있는 여과포집진기술에 대해 먼지포집 특성과 장치의 구성을 먼저 살펴보고 최근에 산업체 및 발전소에 적용하고 있는 여과포집진기술의 운전현황을 고찰하여 미래에 한국형 종합배가스 처리용 여과포집진기술을 개발하기 위한 기초자료로 활용하고자 한다.