• 한국주조공학회지
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• 제41권1호
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• pp.16-25
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• 2021

환경오염방지와 에너지 소비 절감에 대한 기술 개발의 요구는 이미 사회 전체의 문제가 되고 있고, 주물산업에서의 환경과 에너지 관련 기술 개발 또한 최근 중요한 문제로 부상하고 있다. 본 논문에서는 주조공정에서 발생하는 분진의 친환경적인 집진처리를 위한 분진 흡입 시스템을 개발하고 기존의 건옥식 고출력 설비의 집진 효율과 비교 및 검토하였다. 넓은 범위를 집진하는 건옥식 방식은 에너지 및 집진 효율이 떨어지고, 건물 높이에 따라 효과를 보지 못 할 수도 있다는 단점이 있다. 또한 주물공장에서 발생하는 분진은 용해 후 출탕, 레이들 이송, 주입 공정까지 미세먼지의 발생원 위치가 연속적으로 바뀌기 때문에 효과적인 집진을 위한 국부적 범위의 이동식 집진장치의 개발이 요구된다. 이에, 본 논문에서는 이동하는 분진원에 효과적으로 대응할 수 있도록 크레인, 호이스트, 모노레일 등의 레이들 이송 장비에 집진 설비를 설치하고, 집진 특성을 평가하였다. 본 논문에서 개발한 이동형 집진 장치는 주물 생산 현장의 에너지 절감과 환경보호 측면에서 의의가 있으며, 타 산업 현장의 적용도 가능하다고 판단할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.9-14
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• 2020

필터가 장착 된 먼지 감소 팬을 포함하여 새로운 유형의 Composite Cyclone Scrubber를 개발하고, 목표 설치 및 유지 보수 비용에 대해서는 기존 도로 오염 저감 시스템 대비 64 %의 투자비 절감 (61 억 원 vs. 170 억 원), 기존 도로 오염 저감 조치 (72.6 억 원) 대비 사회적 비용편익이 43 % 증가, 50.8 억 원)가 예측되고 있다. 장치의 구성은 송풍기 형 나선형 가이드 베인이며, 분사 압력은 미세먼지를 포집한다. 분사 각도 및 접촉 범위가 다양한 노즐, 스프레이 액체 등과 순환 수를 이용한 스프레이이며, 분사 된 물이 Guide Vane과 45도 각도로 충돌로 인해 오염된 가스를 만나기 때문에 41.4 % 더 많은 미세 먼지를 포집한다. 이는 기존의 집진기보다 141 % 증가한 것이다. 포집 액체, 순환 빗물 및 우물 공급원과 관련하여 우리는 특허에서 막대한 양의 에너지와 경제적으로 절약되는 친환경 시스템을 기대한다. 가이드 베인 및 금속 필터는 90 % 이상의 미세 먼지를 줄였으며, 분무 된 물은 베인과 필터를 청소하여 유지 관리 예산을 최소화했다. 개발 된 설계의 예비 평가를 통해 특징적인 물분사로 인하여 유지 보수 예산을 줄일 수 있다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제14권4호
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• pp.171-180
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• 2018

To optimize the shape of the electrostatic precipitator for the removal of particulate matter in subway environments, the wind-tunnel experiments were carried out to characterize collection efficiency and ozone emission rate. As a standardized parameter, power consumption divided by the square of flow velocity, was increased, the $PM_{10}$ collection efficiency increased. If the standardized parameter is higher than 1.0 due to high power consumption or low flow velocity, increase in thickness of electrodes from 1 to 2 mm, or increase in distance of collection plates from 5 to 10 cm did not change the $PM_{10}$ collection efficiency much. Increase in thickness of high-voltage electrodes, however, can cause decrease in $PM_{10}$ collection efficiency by 28% for low power consumption and high flow velocity. The ozone emission rate decreased as distance of collection plates became wider, because the ozone emission rate per unit channel was constant, and the number of collection channels decreased as the distance of collection plates increased. When the distance of collection plates was narrow, the ozone emission rate increased with the increase of the thickness of electrodes, but the difference was negligible when the distance of collection plates was wide. It was found that the electrostatic precipitator having a thin high-voltage electrodes and a narrow distance of collection plates is advantageous. However, to increase the thickness of high-voltage electrodes, or to increase the distance of collection plates is needed, it is necessary to increase the applied voltage or reduce the flow rate to compensate reduction of the collection efficiency.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.508-511
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• 2011

Dust released from the rotating timber cutting process causes various kinds of diseases as well as safety issues. Although there were lots of efforts to reduce the amount of dust by installing large-sized dust collectors or by using expensive high-quality cutters, they proved to be not so effective. In this study we want to modify and improve the design of the rotary cutter system to prevent dust from being released to the environment as possible by using computational fluid dynamics (CFD) analysis. We have developed CFD models of the conventional cutter and several design modifications. Through the CFD analysis the characteristics of the air flow was predicted, and then the behavior of dust produced during the cutting process was analyzed for different designs. The most efficient design feature to capture dust inside the cutter as much as possible was chosen based on the CFD analysis results. Finally the prototype of the ratary saw machine was constructed and tested to check the dust capturing efficiency, which result is reasonably consistent with the predicted performance through the CFD analysis.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권6호
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• pp.530-537
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• 2015

The wet electrostatic precipitator (wet ESP) is an effective control device which removes submicron particles reentrained in a collection plate and water soluble gas. However, its collection efficiency decreases, as its operation is subject to water-induced distortion of the collection electrode. In order to make up for the limitation, we modified the wet ESP system by installing electrosprayed discharge electrodes. The modified wet ESP system can wash both the collection plate and discharge electrode. As a result, we were able to fabricate a compact wet ESP with a small specific collecting area ($0.18m^2(m^3/min)$) that can accomplish a high collection efficiency of fine particles (97.1%). In addition, the device obtained a relatively low specific corona power of approximately $10W/(m^3/min)$.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.149-156
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• 2013

본 논문에서는 미세먼지를 제거하기 위하여 설계된 Multi Inner Stage(MIS) 사이클론을 대상으로 입자 제거 효율에 대한 모의실험을 수행하고, 실제 입자에 대한 제거 효율을 확인하고자 하였다. 배출부는 -1,000Pa의 음압조건으로 설정하고, 전산유체해석 프로그램인 STAR-CCM+의 난류 모델과 lagrangian method를 이용하여 $5{\mu}m$와 $10{\mu}m$ 입자에 대해 해석을 실시한 결과, 각각 55.7%와 64.1%의 집진효율을 보였다. 해석 결과와 MIS 사이클론 장비의 실제 입자에 대한 제거 효율의 비교를 위하여 열반응기(heat reactor)를 이용해 $SiO_2$ 입자를 생성시켜 실험을 수행하였다. 실제 생성된 $SiO_2$ 입자의 제거 효율 실험에서는 유량에 따라 63~76% 집진효율을 나타냈다. 전자주사현미경(SEM; scanning electron microscope)과 광대역 미세먼지입자 측정기(WAPS; wide range aerosol particle spectrometer)를 이용하여 실제 생성된 $SiO_2$ 입자의 크기는 15~30nm인 것으로 검증하였다. 이에 일반 상용 알루미나 입자($5{\mu}m$, $10{\mu}m$, 그리고 $20{\mu}m$)를 대상으로 MIS 사이클론의 입자 제거효율 실험을 재차 수행한 결과, 76~95% 정도의 제거효율을 보임으로써 유동 해석보다 실제 실험이 더 높은 제거효율을 보인다는 것을 검증하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제5권1호
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• pp.29-34
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• 2019

백필터 집진기는 여러개 또는 수십개의 여과포를 구성하여 미세먼지를 정화시켜 깨끗한 공기를 대기에 방출시키는 일종의 공기청정기이다. 백필터 길이가 5m 이하인 경우 다이아프램 밸브에서 발생되는 압축공기를 벤추리를 통과시키는 것만으로도 백필터에 부착된 분진 및 흄을 효율적으로 탈진 할 수 있었다. 7m 이상의 롱백 탈진에 만족스러운 결과를 얻기 위해서는 더욱 효율이 높고 경제성 있는 인젝터 개발이 시급한 실정이다. 기존 국내외 인젝터의 경우 유지 보수시 다수의 블루튜브 해체작업과 인젝터와 블루튜브가 결합되어 중량증가로 인한 작업의 불편성 등 많은 문제를 내포하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 코안다 효과를 이용한 최적의 인젝터 개발을 위한 유동해석과 4차 산업의 지능형 자동화 탈진 기술이 접목되어, 기존 설비 대비 에너지 비용저감 및 필터 수명향상 등을 획기적으로 개선시키고자 하는 상용화 연구를 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1482-1485
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• 2004

Electrostatic Precipitators have been used widely in industry, and play an important role in environmental protection. Electrostatic Precipitators (ESP) can be operated with a high collection efficiency and low pressure drop. Pulse energization is a technique to cope with high resistivity dust, and this results in lower power consumption. In this paper, Pulse energization ESP to use subway station air clean in subway station, design and test a pulse power supply for ESP.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.115-120
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• 2004

An indoor air cleaner consisting of a dielectric barrier discharge system and an electrostatic precipitator (ESP) was experimentally investigated. The function of the dielectric barrier discharge is to precharge particles by producing nonthermal plasma before indoor air enters ESP, leading to an enhancement in dust collection efficiency. The dependence of particle size distribution on the plasma discharge was examined to understand the mechanism of the particle precharging. The plasma discharge was found to increase the electrical force of the particles, rather than agglomerate them. Coarse particles in the range of 0.5 to $5.0{\mu}m$ were observed to be easily collected by this indoor air cleaner, and the present study laid emphasis on the removal of fine particles of $0.3{\mu}m$. The collection efficiency of the fine particles was largely enhanced by the plasma discharge.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.268-274
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• 2010

유해대기오염물질인 중금속의 배출은 그 위해성으로 인해 엄격한 법적 규제를 하는 등 지대한 관심이 기우려지고 있다. 무연탄을 사용하는 상용 화력발전시설로부터 배출되는 중금속의 농도 및 배출특성에 대한 연구를 실시하였다. 대상 발전시설은 순환 유동층 연소로, 싸이클론, 보일러, 전기집진기 설비로 구성되었고 가스상 수은을 포함한 주요 중금속의 농도를 측정하기 위해 분진과 가스상 시료를 전기집진기(ESP) 전단과 연돌에서 측정하였다. 총 먼지량(TPM), PM-10, PM-2.5와 같은 입자상 물질의 배출량은 ESP 전단에서 각각 23,274, 9,555, $7,790mg/Sm^3$로 매우 높았으며, 이는 예측했던 바와 같이 미분탄 화력발전소보다 높은 수치였다. 그러나 ESP에 의한 먼지의 제거효율이 높기 때문에 연돌에서의 총 먼지량은 $0.16mg/Sm^3$ 정도였다. 마찬가지로 중금속 배출량 또한 ESP에서 높은 제거효율을 보였다. 입도분포와 입경 범위 별 중금속 농축 정도에 대한 데이터를 살펴볼 때 일부 금속의 농도는 작은 입경 범위에서 더 농축된 것을 보여 입자의 크기와 상관관계를 지어 볼 수 있었다. 수은의 경우 다른 금속들과 다르게 높은 휘발성 때문에 대부분이 가스 상태로 배출되며 그로 인하여 수은의 제거효율은 68% 정도로 다른 중금속들에 대한 제거효율보다 낮았다. ESP를 지나면서 수은 화학종이 원소수은에서 산화수은으로 변하는 것이 확인되었으며, 그로 인하여 습식세정탑이 설비된 다른 석탄 화력발전소에서는 원소 수은이 지배적인 데 반해 본 시설의 경우 연돌에서 총 수은의 절반 정도만 원소수은이었다.