• Journal of the KSME
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• v.53 no.6
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• pp.46-50
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• 2013

유동층기술은 물리반응 공정, 화학반응 공정, 에너지 변환공정 등 다양한 산업 분야에 오랫동안 적용되어 왔다. 이 글에서는 여러 산업분야 중 최근 환경 분야에 적용된 유동층 반응기 설계기술, 특히 건식흡수제를 이용한 다단 $CO_2$ 포집공정용 유동층 반응기 설계를 위한 유동층 열교환기 설계 기술에 대해 소개 하고자 한다.

• Clean Technology
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• v.25 no.2
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• pp.161-167
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• 2019

Several types of reactors have been used during the past decade to perform fast pyrolysis of biomass. Among the developed fast pyrolysis reactors, fluidized bed reactors have been widely used in the fast pyrolysis process. In recent years, experimental studies have been conducted on the characteristics of biomass fast pyrolysis in a spouted bed reactor. The fluidization characteristics of a spouted bed reactor are influenced by particle properties, fluid jet velocity, and the structure of the core and annulus. The geometry of the spouted bed reactor is the main factor determining the structure of the core and annulus. Accordingly, to optimize the design of a spouted bed reactor, it is necessary to study the pyrolysis characteristics of biomass. However, no detailed investigations have been made of the fast pyrolysis characteristics of biomass in accordance with the geometry of the spouted bed reactor. In this study, fast pyrolysis experiments using Jatropha curcas L. seed shell cake were conducted in a conical spouted bed reactor to study the effects of reaction temperature and reactor cone angle on the product yield and pyrolysis oil quality. The highest energy yield of pyrolysis oil obtained was 63.9% with a reaction temperature of $450^{\circ}C$ and reactor cone angle of $44^{\circ}$. The results showed that the reaction temperature and reactor cone angle affected the quality of the pyrolysis oil.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1993.10a
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• pp.12-26
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• 1993

본 논문에서는 브레이징법에 대하여 간략히 기술하고 접합체의 접합강도에 영향을 미치는 요인들에 대하여 조사하였다. 그리고 접합 계면의 반응 생성물의 상동정과 미세조직 관찰 결과를 보고한다. 실험 결과에 의하면 반응층은 두 층으로 이루어져 있으며, 엷은 반응층은 $\delta$-TiO,$Ti_2$O등의 Ti 산화물이고, 두꺼운 반응층은 다이아몬드 입방정의 $Ti_4$$Cu_2$O 이었다. 또 이러한 반응층의 형성 구동력이 Ti에 의한 $Al_2$$O_3$의 분해 반응에 의한 것이라는 가정을 뒷받침하는 자료로 XPS의 Al 2p 피이크의 변화를 제시한다. 끝으로 접합체의 잔류응력 분석 결과(FEM, XRD)를 타 실험자들의 연구 결과와 비교 검토하고, 더 높은 접합 강도를 얻기 위한 방법들을 정리하여 보고한다

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.467-476
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• 1999

This paper analyzed the behavior of fixed-bed catalytic reactor (FBCR) which synthesizing maleic anhydride(MA) from the selective oxidation of n-butane. The behavior of FBCR describing convection-diffusion-reaction mechanism is examined by using two-dimensional pseudohomogeneous plug-flow transient model, with the kinetics of Langmuir-Hinshelwood type. Prediction model is composed by optimum parameter estimation from temperature profile, yield and conversion of single FBCR on operating condition variations of Sharma's pilot-plant experiment. A double FBCR with same yield and conversion for single FBCR generated a $8.96^{\circ}C$ lower hot spot temperature than a single FBCR. We could predict parametric sensitivity according to the variation of possible operating condition (temperature, concentration, volumetric flow of feed reactant and coolant flow rate) of single and double FBCR. Double FBCR showed the behavior of more operating range than single FBCR. Double FBCR with nonuniform activities could assure safety operation condition for the possible variation of operating condition. Also, double FBCR had slightly higher than the single FBCR in conversion and yield.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.143-143
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• 1999

Co/Ti 다층 박막을 제조하기 위해 직류원 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하여 (100)실리콘 단결정 기판위에 Co와 Ti층을 각각 2/2, 5/5, 10/10 nm 정도의 두께로 조절하여 세가지 조성의 Co/Ti 다층 박막을 제조하였다. 이러한 Co/Ti 다층 박막의 후속 열처리는 Ar 가스분위기 하에서 Tube furnace를 이용하여 20$0^{\circ}C$와 30$0^{\circ}C$, 40$0^{\circ}C$의 온도에서 진행하였다. 증착초기에서부터 후속 열처리 공정을 진행하는 동안, Co/Ti 다층 박막에서의 계면반응을 미세 구조 변화 및 전기, 자기적 특성변화와 연관지어 관찰하였다. Co/Ti 다층 박막의 결정 구조와 미세 구조 변화를 관찰하기 위해 각각 X-선 회절기와 투과 전자 현미경을 사용하였고, 다층 박막의 전기적, 자기적 특성 변화를 관찰하기 위해 각각 4점 탐침기, 진동 시료형 자속계를 이용하였다. Co/Ti 다층 박막을 20$0^{\circ}C$의 저온에서 열처리를 한 경우에는 증착 초기의 계면반응에 의해 형성된 비정질 층이 성장하였고, 30$0^{\circ}C$와 40$0^{\circ}C$의 고온에서 열처리를 하는 경우에는 비정질 측의 성장보다는 새로운 화합물 CoTi 결정상이 형성되면서 비정질상은 오히려 감소하였다. 즉, Co/Ti 다층 박막의 계면 반응은 결정질 Co와 Ti을 계면 반응물로 소모시키면서 비정질 층을 성장시키는 비정질화 반응이 활발히 일어났다. 특히, 소모된 계면 반응물로 소모시키면서 비정질 층을 성장시키는 비정질화 반응일 활발히 일어났다. 특히, 계면 반응물로 소모시키면서 비정질 층을 성장시키는 비정질화 반응일 활발히 일어났다. 특히, 소모된 계면 반응물 Co와 Ti 중에서 Ti의 소모속도가 더 빠르게 관찰되었다. 이로부터 Ti 이 증착초기에서 저온 열처리 과정동안 Co/Ti 다층 박막의 계면에서 일어나는 비정질화 반응의 주 확산자로 작용했다는 것을 알 수 있다. 한편, 30$0^{\circ}C$와 40$0^{\circ}C$의 고온에서 열처리한 Co/Ti 다층 박막의 계면 반응은, 비정질 반응에 의한 비정질층의 형성보다는 새로운 화합물 결정질 CoTi상을 형성시키는 결정화 반응이 우세했다. Co/Ti 다층 박막의 전기적 저항은, 열처리에 의한 비정질 층의 생성 및 성장으로 인해 증가하였고 새로운 저저항 CoTi 결정상의 형성으로 인해 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 Co/Ti 다층 박막의 포화 자화값은, 열처리에 의한 계면에서의 비정질화 반응과 CoTi 결정화 반응으로 인해 강자성체인 Co 결정상이 감소됨에 따라 감소하는 경향을 나타냈다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.72.2-72.2
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• 2010

평판형 고체산화물 연료전지 스택의 고온 밀봉 구조에 대하여 설명하고 스택 운전 후 사후 분석을 통하여 밀봉재와 금속 분리판의 계면반응에 대하여 고찰하였다. 대표적인 고온 밀봉재인 Barium-Silicate 계 결정화 유리와 Fe-Cr 계 금속 분리판은 스택의 작동온도인 $700{\sim}850^{\circ}C$ 에서 고온 반응을 통하여 계면에 반응생성물을 형성하는 것이 확인되었다. 이러한 계면반응은 장기 운전시 SOFC 스택 성능 저하의 원인이 되고, 열 싸이클(작동온도${\leftrightarrow}$상온)을 가하면 계면반응 생성물이 delamination 되어 밀봉구조가 파괴되어 수명을 단축시키게 된다. 계면반응은 Fe-Cr 계 금속 분리판의 산화물인 Cr 산화물, Fe 산화물이 밀봉유리 소재와 반응을 일으키는 것이 주요 원인으로 판명되었다. SOFC 스택에서 열 싸이클시 계면반응에 의하여 기밀도가 감소하는 현상이 확인되었으며, 밀봉 구조의 어느 부분에서 계면반응이 진행되는지 관찰하였다. 이러한 계면반응을 막기 위해서는 금속 분리판과 밀봉유리 사이에 계면반응을 억제하는 보호층을 형성하는 방법이 효과적이다. 본 연구에서는 보호층으로서 밀봉유리 및 Fe-Cr 계 금속 분리판과의 계면반응성이 낮고 열팽창 계수가 비슷한 Yttria Stabilized Zirconia 층을 APS(Atmospheric Plasma Spray) 공정을 이용하여 형성하였다. 밀봉유리/YSZ 보호층/금속분리판은 gas-tight 한 밀봉 구조를 형성하였으며, YSZ 보호층은 밀봉유리와 Fe-Cr 계 금속 분리판 소재와 계면반응을 효과적으로 억제하는 것이 확인되었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.8
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• pp.1200-1209
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• 1999

Prediction model was composed by optimal parameter estimation from best fitting on reactant temperature profile, inlet and outlet temperature of coolant and yield of dual fixed-bed catalytic reactor(FBCR) which was measured in the industrial field. In order to design the FBCR which could obtain maximum conversion and yield, we investigated the effect of catalyst bed length and reactor radius changes. An uniform activity FBCR showed the best performance at z = 2.8 m of total catalysst bed length in case of reactor radius r = 0.01241 m and z =2.80 m(upper layer: 1.88 m, lower layer: 0.92 m) under reactor radius r = 0.01254 m for a dual activities FCBR. In case of reactor radius changes, the axial temperature profile and maximum radial temperature was rapidly risen for radius increase. The reactor radius decrease showed the opposite result.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.10
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• pp.710-716
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• 2013

New and renewable energy sources have drawn attention because of climate change. Many studies have been carried out in waste-to-energy field. Fast pyrolysis of waste lignocelluosic biomass is one of the waste-to-energy technologies. Bubbling fluidized bed (BFB) reactor is widely used for fast pyrolysis of the biomass. In BFB pyrolyzer, bubble behavior influences on the chemical reaction. Accordingly, in the present study, hydrodynamic characteristics and fast pyrolysis reaction of waste lignocellulosic biomass occurring in a BFB pyrolyzer are scrutinized. The computational fluid dynamics (CFD) simulation of the fast pyrolysis reactor is carried out by using Eulerian-Granular approach. And two-stage semi-global kinetics is applied for modeling the fast pyrolysis reaction of waste lignocellulosic biomass. To summarize, generation and ascendant motion of bubbles in the bed affect particle behavior. Thus biomass particles are well mixed with hot sand and consequent rapid heat transfer occurs from sand to biomass particles. As a result, primary reaction is observed throughout the bed. And reaction rate of tar formation is the highest. Consequently, tar accounts for 66wt.% of the product gas. However, secondary reaction occurs mostly in the freeboard. Therefore, it is considered that bubble behavior and particle motions hardly influences on the secondary reaction.

• ETRI Journal
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• v.13 no.4
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• pp.58-69
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• 1991

고집적회로에서 A1 금속공정의 diffusion barrier로 널리 사용되는 titanium nitride의 성질을 조사하였다. 실제 회로 구조의 열적 안정성을 관찰하기 위하여 준비된 TiN/Ti다층 barrier를 $600^{\circ}C$까지 열처리하여 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cross-sectional transmission electron microscopy(XTEM) 등으로 분석하였다. 열처리 온도가 증가됨에 따라 oxygen은 TiN 층의 표면과 pure-Ti 층에 pile up 된다. TiN 층의 표면에서는 $600^{\circ}C$열처리시 TiN이 분해되어 완전히 $TiO_2$가 형성되며, TiN 층 내에서는 oxygen 함량은 열처리 온도의 증가에 따라 커지고 이때 형성되는 Ti-oxide는 $TiO_2$ 보다 TiO, $Ti_2$$O_3$ 상태로 존재하게 된다. Pure-Ti 층은 열처리시 두개의 층으로 나누어 지는 데, 표면에서 침투하는 oxygen과 pure-Ti이 반응하여 Ti-oxide 층이 생기며 실리콘 기판과의 반응으로 Ti-silicide를 형성한다. $600^{\circ}C$에서 모든 Ti 층이 반응으로 소모되고 열적 stress, Ti-silicide의 grain growth, oxygen의 침입으로 TiN 층에 blistering이 발생한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.82.2-82.2
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• 2012

캐패시터, 액추에이터와 같이 MIM (Metal-Insulator-Metal) 구조를 갖는 디바이스는 높은 소결온도를 갖는 세라믹 유전체/압전체와 고온 내산화성이 낮은 금속 전극의 적층 형태로 인하여 동시 열처리 공정에 있어서 많은 제약이 따른다. 본 연구에서는 소결온도를 대폭 낮춘 저온 소결용 PZT 압전체 테이프를 니켈 금속 포일에 적층하여 동시 열처리를 통하여 소결을 시도하였다. 동시 열처리된 MIM 디바이스의 세라믹과 금속 전극 계면의 미세구조 및 성분 분석을 통하여 계면 반응 기구를 확인하였고, 계면 반응층이 디바이스의 특성에 미치는 영향에 대한 정량적 분석을 수행하였다. 또한 열처리 시간에 따른 계면 반응층의 변화를 관찰하고 반응층의 변화가 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 니켈 이외에 니켈 합금인 INCONEL 718과 PZT 세라믹과의 동시 소성을 시도하여 니켈, INCONEL 두 금속 기판과 PZT 사이에 생성되는 계면 반응층의 미세구조와 특성의 차이점을 비교하였고 디바이스로서 사용하기 위한 적합성 여부를 확인하였다.