• Title/Summary/Keyword: 반응기

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수평형 열화학기상증착 반응기를 이용한 고수율의 단일벽 탄소나노튜브 합성 연구

  • Jo, Seong-Il;Jeong, Gu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.47-47
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    • 2018
  • 단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 우수한 물리적 화학적 특성을 갖고 있어 나노전자소자, 투명전도막, 에너지소자, 센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 열화학기상증착(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)법은 SWNTs의 합성 공정이 간단하고 공정변수의 제어가 용이하다는 장점이 있어 SWNT 합성 연구에 가장 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 금속 촉매의 박막이 증착된 합성 기판은 온도가 가장 높고 비교적 균일성이 보장되는 TCVD 반응기의 중심부에 위치시키고 공정변수를 변화해가며 연구를 진행해 왔다. 본 실험실에서는 수평형 반응기 전역에 합성 기판을 설치하여 SWNTs를 합성한 결과, 반응기의 중심보다 뒤의 영역에서 SWNTs의 합성 수율이 상당히 증가하는 것을 초기실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 SWNTs 합성 시 가스 유량과 합성 온도를 변화시켰을 때 기판 위치에 따른 SWNTs의 수율 및 물성변화를 구체적으로 조사하였다. 합성가스와 촉매로는 메탄가스와 철 박막을 사용하였으며, 합성 수율의 변화는 고분해능 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 그리고 합성된 SWNTs의 형태 및 결정성은 라만분광법과 원자간힘현미경을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 진행하였던 모든 합성 조건에서 반응기 중심보다 뒤의 영역에서 더 고수율의 SWNTs가 합성되었으며, 최적 합성 조건의 SWNTs 면밀도는 99% 이상이었다. 본 연구의 결과는 CVD 공정을 이용하는 다양한 저차원 나노 소재의 합성에도 적용될 수 있을 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

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Denitrification of Wastewater in a Fluidized Bed Biofilm Reactor (유동층 생물막 반응기에서의 폐수 탈질화)

  • 신승훈;서일순;장인용
    • KSBB Journal
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    • v.16 no.4
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    • pp.337-343
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    • 2001
  • Activated carbon particles of 1.274 mm diameter and sand particles of 0.455 mm diameter were employed as the support of the biofilm formed in fluidized bed biofilm reactors(FBBRs) for the wastewater denitrification. Ethanol was used as the electron donor in the anoxic respiration. The steady-state biofilm thickness increased as the nitrate loading rate increased, and the activated carbon particles induced thicker biofilm than the sand particles. The FBBRs with sand support showed higher efficiency and rate of the nitrate removal than those with activated carbon support, and exhibited the biomass concentration of 37 kg/㎥ and the nitrate removal rate of 21 kg N/㎥d.

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Thermal Hazards of Polystyrene Polymerization Process by Bulk Polymerization (벌크 중합법에 의한 폴리스티렌 중합공정의 열적위험성)

  • Han, In-Soo;Lee, Jung-Suk;Lee, Keun-Won
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.17 no.4
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    • pp.1-8
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    • 2013
  • The aim of this study is to assess thermal hazards of polystyrene polymerization process by bulk polymerization with accelerating rate calorimeter(ARC) and Multimax reactor system(MM). From this study, we found out that the polymerization process should be operated at reaction temperature of $120^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$. At reaction temperature over $130^{\circ}C$, there was a runaway reaction hazard due to the temperature control failure following a viscosity increase of reaction products. With a cooling failure of a reactor in the early stage of process operation at the reaction temperature ($120^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$), there was a high thermal hazard of burst of a reactor's rupture disk or explosion of a reactor caused by the rapid rise of temperature and pressure to $340^{\circ}C$, 5.3 bar respectively within 30 - 50 minutes.

내부순환유동층 반응기에서 수증기를 이용한 석탄가스화 연구

  • 전석구;이운재;김상돈
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1993.11a
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    • pp.42-45
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    • 1993
  • 내경 0.1 m 의 draft tube 를 갖는 직경 0.3 m, 높이 2.7 m 인 내부순환유동층 가스화반응기에서 호주산 준 역청탄을 공기와 수증기를 사용하여 가스화 하였다. draft tube에 공기를 주입하여 연소반응, annulus 구역에 수증기를 주입하여 가스화하여 연소반응에서 생성된 열을 annulus 에 공급하였다. 반응기온도와 석탄주입량에 따라 H$_2$, CO 및 발열량이 증가하였으나 공기의 유량증가에 따른 H$_2$, CO는 감소하고 $CO_2$ 는 증가하였으며 발열량은 감소하였다.

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Dynamic Behavior Simulation of Reactor for Chemical Heat Pump System Design (화학 열펌프 시스템 설계를 위한 반응기의 동적 거동 모사)

  • 김태민;김성준;최홍규;이태희
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1994.11a
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    • pp.43-47
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    • 1994
  • 화학 열펌프 시스템의 반응기 설계를 위하여 정적 설계의 결과를 이용하여 시간에 따른 전화율, 온도, 압력, 출력 등의 변화에 대한 모사를 시도하였다. 정적 모사를 통한 설계결과는 동적 거동 모사의 결과와 유사하였으며, 이로부터 정적모사가 동적모사를 위한 적절한 초기치와 기초 설계 정보를 제공함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 설계절차와 해석방법에 따른 사례연구를 통하여 향후 실용화될 화학 열펌프 시스템의 개략적인 사양과 바람직한 설계방향을 제시 할 수 있었으며, 반응기의 조작에 따른 제어변수의 영향을 평가하는 기준을 마련할 수 있었다.

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RBC 운전조건 변화에 따른 생물막의 형성 및 조성 변화 특성

  • 최정순;남귀숙;박근태;손홍주;이상준
    • Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.162-163
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    • 2001
  • 기질농도, HRT, 온도, pH, $Ca^{2+}$ 농도변화에 따른 반응기의 생물막형성과 세포외고분자물질의 조성변화에 따른 기질 제거율을 살펴보았다. 그 결과 반응기의 초기 생물막 형성은 각 조건에 따라서 약간의 차이를 보였다. 반응기 운전 초기에 균에 의해 생산된 세포외고분자물질은 점액질의 형태로 세포벽에 부착되어 주위환경의 해로운 요인으로부터 세포를 보호하는 기능을 가지고 있어 생물막 형성을 촉진시키는 역할을 하였으나, 생물막이 안정화된 후에는 오히려 생물막의 산소투과와 영양분의 접촉을 떨어뜨리는 역할을 하여 기질 제거율을 저하시키는 작용을 하는 것으로 나타났다.

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Design of Water Gas Shift Reactor for Rapid Start-Up in 200 W Portable Fuel Cell System (200 W급 휴대용 연료전지 시스템의 빠른 기동 특성을 위한 수성 가스 반응기 설계)

  • Choi, Jong-Rock;Lee, Sungchul
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.51 no.4
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    • pp.455-459
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    • 2013
  • The fuel processor for the portable fuel cell includes multi-step processes consisting of hydrogen generator, heat generator and several CO clean-up stages. One of requirements of the fuel processor for portable fuel cell system is a rapid start-up time. Especially, the warm-up time for WGS reactor is crucial factors for total start-up time. In this paper, active heating protocol, which is the heating protocol of WGS reactor supplied by the oxidation of CO rich reformate in the initial stage, is used for a rapid start-up. The air stream fed to the inlet of WGS reactor rapidly oxidize the CO rich reformate in the WGS reactor. Therefore, CO concentration in reformate quickly stabilized at the desired concentration without CO surges.

Modeling of Non-Equilibrium Kinetics in Gas Generator including Soot Formation (Soot 생성을 고려한 가스발생기의 Kerosene/LOx의 비평형 화학반응 모델링)

  • Yu, Jung-Min;Lee, Chang-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.150-153
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    • 2006
  • Gas generator should be adopted either fuel rich or oxidizer rich combustion because of the temperature restriction to avoid any possible thermal damages to turbine blade. This study focuses to model the non-equilibrium chemical reaction of kerosene/LOx with detailed kinetics developed by Dagaut using Perfectly stirred reactor(PSR) assumption. To predict more reliable species fraction and other gas properties, Frenklach's soot model was added to Dagaut's detailed kinetics.

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Experimental approach for catalyst bed sizing of liquid propellant thruster (50 Newton 급 액체 추력기의 촉매베드 사이징)

  • An, Sung-Yong;Kwon, Se-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.145-148
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    • 2008
  • A 50 Newton monopropellant thruster being developed for attitude control in a variety of aerospace application systems is described in this paper. A scaled down thruster with platinum on aluminum oxide in the reaction chamber was tested to determine the catalyst capacity. A scaled up thruster, was designed and fabricated using data obtained on small scale device, was evaluated by decomposition efficiency based on temperature, efficiency of characteristic velocity, and measurement of thrust. The performance of a scaled up thruster was 42 Newton in thrust, 98 % in efficiency of characteristic velocity, and 123 sec in specific impulse at sea level.

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Experimental approach for catalyst bed sizing of liquid propellant thruster (액체추력기 촉매베드 크기 결정을 위한 실험적 방법)

  • An, Sung-Yong;Kwon, Se-Jin
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.12 no.3
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    • pp.24-33
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    • 2008
  • A 50 Newton monopropellant thruster being developed for attitude control in a variety of aerospace application systems is described in this paper. A scaled down thruster with platinum on aluminum oxide in the reaction chamber was tested to determine the catalyst capacity. A scaled up thruster which was designed and fabricated using data obtained from a small scale device was evaluated by its decomposition efficiency based on the temperature, the efficiency of characteristic velocity, and the measurement of thrust. The performance of a scaled up thruster was marked by a measured thrust of 42 Newton, 98 % efficiency of the characteristic velocity, a specific impulse of 123 sec at sea level.