• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2779-2785
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• 2009

육류 중에 닭은 가장 저렴한 생산비용으로 단백질을 섭취할 수 있는 장점으로 인하여 많은 양이 사육되며 우리나라 식생활의 육류 소비를 늘리는 중요한 가축이다. 생육조건에 악영향을 미치는 여러 요인 중에 축산업에서 가장 대표적인 것은 악취이다. 악취물질은 축분에서 발생되는 암모니아, 아민류, 황화수소 및 머캡탄을 들 수 있으며 악취는 없으나 악영향을 미치는 물질로는 메탄, 질소산화물 등이 있다. 이러한 악취물질에 의하여 가축은 생육에 저해를 받으며, 심한 경우 폐사까지 이르게 된다. 계사의 경우 겨울철에는 난방을 하고 있는 실정임에도 불구하고 나머지 계절과 같이 환기를 통하여 악취를 제어하고 있다. 겨울철의 경우 대부분의 계사가 등유를 사용하는 온풍기를 이용하여 난방을 하고 있으나 계사내의 유해한 암모니아의 농도가 높아지므로 인하여 환기를 시키고 있는 실정이다. 따라서 본 연구과제에서는 기존에 사용되고 있는 온풍기에 복합촉매시스템을 접합하여 계사 및 축사의 암모니아 등의 유해 가스를 제어할 수 있는 시스템에 사용될 촉매를 개발하였으며, Mn과 Pt-Rh을 최적의 조성으로 도출하였다.

• 태양에너지
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• 제10권2호
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• pp.69-76
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• 1990

[ $TiO_2$ ] 박막을 물에 담그고 빛을 조사하였을때의 물의 광전기화학적 분해현상을 관찰하였다. $TiO_2$ 박막은 스프레이법에 의해 $SnO_2$ 네사글라스를 만들고 이 네사글라스 위에 딥-코오팅법을 이용하여 $TiO_2$ 박막을 코오팅하였다. 다양한 두께의 $TiO_2$ 박막의 I-V 특성을 조사하였고 SEM에 의해 그 표면 상태를 알아 보았다. 필름의 두께가 $1.8{\mu}m$ 일때 광전기 전류가 최대로 나타남을 볼 수 있었다. $TiO_2$ 박막을 산성 수용액(pH=1)에 담그고 Xe-램프를 광원으로 하여 광전기 화학반응에 의한 물의 광 분해에 의해 산소 및 수소 가스가 발생함을 볼 수 있었다.

• 월간산업보건
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• 통권107호
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• pp.2-10
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• 1997

직업성 피부질환은 1988년 미국 전체 직업성 질환중 20%에 해당된다(미 노동부 자료 참고). 그 비율은 주에 따라 크게 달라지기도 한다. 피부질환은 어떤 주에서는 보상되는 직업성 질환의 대다수를 차지하기도 한다; 예를 들어, 캘리포니아와 플로리다주에서는 농작물에 의한 접촉성 피부염이 흔하다. 접촉성 피부염은 직업성 피부질환으로 보고되는 가장 흔한 피부질환이다. 이러한 사례의 4/5는 유기용제, 절삭유, 세척유, 알칼리, 산 등과 같은 자극성 화학물질에 대한 노출과 관련이 있다. 자외선은 어떤 화학물질(예를 들면, 코울 타르, 크레오소오트)과 반응하여, 이 화학물질 및 빛에 노출되는 부위에 자극성 접촉성 피부질환을 유발하기도 한다. 1/5의 사례는 에폭시 수지, 크롬, 식물 수지, 그 밖의 많은 것 등 특수 접촉 감광제와 관련될 수 있다. 강한 자극제에 노출되어 발상하는 화학적 화상은 비교적 흔하게 일어난다. 백반과 유사한 피부탈색은 드물게 일어나며 피부 접촉을 통하여 야기하는 특수 화학물질과 관련될 수 있다. 여드름과 모낭염은 기름 및 유지들과의 피부 접촉을 통하여 생겨날 수 있다. 10대 여드름과 구별되는 염소성 여드름이라고 불리는 질환은 여러 종류의 염화 탄화수소들(예를들면 다브롬화 디페닐, 다염화 디페닐, 디옥신)에 노출되어 발생되기도 한다. 신체적인 손상으로 반복되는 외상부위에 가골이 형성되기도 한다. 여러 종류의 일에 특징적인 것(예를 들면 바이올린 연주자의 목에 가골)이 소위 "직업적인 표지" 이다. 전기톱 작동 기술자, 분쇄기 작동기술자, 지하 광산 암석 천공 기술자에게서 발생하는, 손 - 팔 부위의 진동은 오랜기간 혹은 심하게 노출된 노동자에 있어서 - 손에 혈관수축질환 - 진동장애 백색 수지질환을 일으킬 수 있다. 피부암은 직업과 관련이 있다고 할 수 있다. 하지만 몇몇 사례가 산재 관련 기관에 보고외어 있지만, 암등록소에 보고는 불완전하며, 피부암으로 인한 사망은 드물기 때문에 피부암의 발생률은 알 수 없다. 예방적인 방법은 개인보호구(장갑, 구두 등), 기계공학적 통제, 노동자 교육, 피부에 노출되는 것을 피하기 위해 주어진 일을 맡는 노동자들의 교대와 같은 관리적인 통제가 있다. 이러한 방법들은 화학적 화상, 알러지성 접촉성 피부염과 같은 피부염, 진동장애, 직업관련성 질환(예를 들면, 건선, 단순태선, 백반)을 예방하는데 도움이 된다. 만성 자극성 접촉성 피부염은 아직 잘 이해하고 있지 못하여 현재 예방하는 방법은 아직 만족스럽지 못하다.

• 월간산업보건
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• 통권105호
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• pp.16-25
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• 1997

직업성 피부질환은 1988년 미국 전체 직업성 질환중 20%에 해당된다(미 노동부 자료 참고). 그 비율은 주에 따라 크게 달라지기도 한다. 피부질환은 어떤 주에서는 보상되는 직업성 질환의 대다수를 차지하기도 한다; 예를 들어, 캘리포니아와 플로리다주에서는 농작물에 의한 접촉성 피부염이 흔하다. 접촉성 피부염은 직업성 피부질환으로 보고되는 가장 흔한 피부질환이다. 이러한 사례의 4/5는 유기용제, 절삭유, 세척유, 알칼리, 산 등과 같은 자극성 화학물질에 대한 노출과 관련이 있다. 자외선은 어떤 화학물질(예를 들면, 코울 타르, 크레오소오트)과 반응하여, 이 화학물질 및 빛에 노출되는 부위에 자극성 접촉성 피부질환을 유발하기도 한다. 1/5의 사례는 에폭시 수지, 크롬, 식물 수지, 그 밖의 많은 것 등 특수 접촉 감광제와 관련될 수 있다. 강한 자극제에 노출되어 발상하는 화학적 화상은 비교적 흔하게 일어난다. 백반과 유사한 피부탈색은 드물게 일어나며 피부 접촉을 통하여 야기하는 특수 화학물질과 관련될 수 있다. 여드름과 모낭염은 기름 및 유지들과의 피부 접촉을 통하여 생겨날 수 있다. 10대 여드름과 구별되는 염소성 여드름이라고 불리는 질환은 여러 종류의 염화 탄화수소들(예를들면 다브롬화 디페닐, 다염화 디페닐, 디옥신)에 노출되어 발생되기도 한다. 신체적인 손상으로 반복되는 외상부위에 가골이 형성되기도 한다. 여러 종류의 일에 특징적인 것(예를 들면 바이올린 연주자의 목에 가골)이 소위 "직업적인 표지" 이다. 전기톱 작동 기술자, 분쇄기 작동기술자, 지하 광산 암석 천공 기술자에게서 발생하는, 손 - 팔 부위의 진동은 오랜기간 혹은 심하게 노출된 노동자에 있어서 - 손에 혈관수축질환 - 진동장애 백색 수지질환을 일으킬 수 있다. 피부암은 직업과 관련이 있다고 할 수 있다. 하지만 몇몇 사례가 산재 관련 기관에 보고외어 있지만, 암등록소에 보고는 불완전하며, 피부암으로 인한 사망은 드물기 때문에 피부암의 발생률은 알 수 없다. 예방적인 방법은 개인보호구(장갑, 구두 등), 기계공학적 통제, 노동자 교육, 피부에 노출되는 것을 피하기 위해 주어진 일을 맡는 노동자들의 교대와 같은 관리적인 통제가 있다. 이러한 방법들은 화학적 화상, 알러지성 접촉성 피부염과 같은 피부염, 진동장애, 직업관련성 질환(예를 들면, 건선, 단순태선, 백반)을 예방하는데 도움이 된다. 만성 자극성 접촉성 피부염은 아직 잘 이해하고 있지 못하여 현재 예방하는 방법은 아직 만족스럽지 못하다.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2001년도 전기 제11차 학술대회 논문집
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• pp.14-18
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• 2001

현대의 우리들의 생활환경 중에는 약 10만 종류 이상의 아주 많은 화학물질이 존재하고 있으며 매년 약 1000종류의 새로운 화합물이 상품화되고 있다고 알려져 있다. 이들 중 일부는 우리의 일상생활에 편리한 기능을 가져다 주는 역할을 하고 있으나 최근 생태계 및 인체에 유해한 영향을 미치는 물질로 판명되는 사례가 증가하고 있다. 그들 중에는, 성호르몬과 유사한 구조를 가지기 때문에 호르몬 수용체에 잘못 결합하여 호르몬 활성을 異常히 높이는 등의 영향을 미치는 것이 알려져 있으며, 또, 약물대사 효소의 유도나 효소활성의 저해 등에 의한 물질대사의 교란, 면역계통의 저해, 발암작용 등의 영향에도 미치는 것이 알려져 있다. 이러한 일군의 물질은 내분비계 장애물질(Endocrine disruptors; 환경 호르몬)로 불리며, 최근의 여성에 있어서 유방암의 발생율의 상승이나 남성의 정자수의 감소, 혹은 어떤 종의 야생 생물에 있어서 생식기능 장해(악어 수컷 생식기의 퇴화, 수컷 잉어등의 암컷화, 일부 권패류의 임포섹스 등)는 이러한 내분비계 장애물질에 의하여 유발되고 있다고 하는 가능성이 지적되고 있다. 그렇지만, 이러한 내분비계 장애물질의 환경 중에서의 분포나 다양한 생물에의 영향에 관한 연구는 세계적으로도 아직 부족하고 내분비계 장애물질의 실태나 그 메카니즘 및 그것이 가지는 의미에 대하여는 아직 명확하게 규명되어 있지 않고 있어, 그것에 의한 생체영향의 평가를 총합적으로 검토하기까지에는 이르지 않고 있다. 이러한 물질에 관한 연구는 최근 선진국을 중심으로 활발한 연구가 수행되고 있으나, 우리 나라에 있어서의 연구는 지금까지는 아직 미미한 수준에 머물고 있다. 따라서, 이러한 내분비계 장애물질을 빠른 시기에 발견하여 그것들에 의한 영향을 평가하고, 그 영향을 미연에 방지하는 데에 필요한 대책을 강구하기 위한 많은 연구가 필요 불가결하다. 본고에서는 이러한 환경호르몬 물질 중 본 연구실에서 수행한 내용을 중심으로 유해화학물질 오염 및 대책에 대하여 간단히 발표하고자 한다. 발표내용은, 남해안을 중심으로 조사한 유기주석화합물 오염, 광양만에서의 PAHs(다환방향족탄화수소류) 및 Bisphenol A 오염에 관한 연구결과와 이러한 유해화학물질 오염을 평가하고 관리하는 하나의 유용한 방법으로서 위해성 평가에 대하여 실례를 중심으로 간단히 소개하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1998년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.22-22
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• 1998

304 는 BWR(boiling water reactor)의 reactor 구조용 재료로 사용되고 있고, 합금 600 은 PWR(pressurized water reator) 의 증기 발생기 세관으로 쓰이고 있으며 모두 약 $280{\;}^{\circ}C$ 이상 의 원자로 냉각수에 노출되어 있다. 원자로 냉각수 분위기에서 두 합금의 공통적인 특정은 입계응력부식균열(IGSCC)에 민감한것과 IGSCC가 예민화(sensitization)와 관련이 있는 것이 다. 두 합금에서 일어나는 IGSCC는 원자력발전소의 부식피해중 가장 빈도가 높고 발생시 방사능 누출로 인하여 원전의 신뢰성을 저하시키고, 가동중단으로 인한 경제적 손실을 초 래하여 지난 20 년 동안 가장 심도있게 연구된 주제다. 304 은 크롬 탄화물의 업계 석출로 언하여 예민화된경우 IGSCC 에 민감한 반면 600 은 예민화된 경우 뿐만 아니라 용체화처리된 상태에서도 IGSCC에 민감하다. 오히려 600은 용 체화처리 후 700 C에서 15~20시간 시효처리를 하여 크롬탄화물을 업계에 석출 시커었을 때 IGSCC 저항성이 향상된다. 두 합금의 IGSCC 특정 중 큰 차이는 304는 임계균열전위 ( (critical cracking potential) 이 존재하여 부식전위(corrosion potential) 가 엄계균열전위보다 낮 은 경우 IGSCC 가 일어나지 않지만 그 반대인 경우 IGSCC 에 민감하게된다. 반면에 600 은 뚜렷한 임계균열전위가 존재하지 않고 양극 분극(anodic polarization) 뿐만 아니라 음극분극 시에도 IGSCC 가 일어난다. 이련 이유로 600의 IGSCC 가구로 피막파괴-양극용해(film rupture-anodic dissolution)외에 수소취성(hydrogen embrittlement)기구도 제안되고 었다. 원전의 냉각수는 고 순도의 물이지만 수 처리 과정과 웅축기 배관의 누수로 인한 산소, $Cu^{2+},{\;}S_xO_6{\;}^{2-}(x=3~6)$ 등이 유입되어 오염되는데 이려한 오염물질들이 수 ppm정도 소량 포함된 경우 응 력부식민감도는 상당히 증가된다. 산성분위기 흑은 산소, $Cu^{2+}$, 등이 소량 포합된 산화성 분위기 그리고 sufur oxyanion 에 오염된 고온의 물에서 600 의 IGSCC 민감도는 예민화도가 증가할 수록 민감하여 304 의 IGSCC 와 매우 유사한 거동을 보인다. 본 강연에서는 304 와 600 의 고온 물에서 일어나는 IGSCC 민감도에 미치는 환경, 예민화처리, 합금원소의 영향을 고찰하고 이에 대한 최근의 연구 동향과 방식 방법을 다룬다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.79-79
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• 2011

water cavitation peening(WCP)은 water jet 과정으로 인한 cavitation이 발생할 때, 금속표면 cavitation 현상에 의해 재료표면의 잔류응력과 경도 등의 물성을 변화시키게 되며, 그로 인해 생긴 잔류 응력으로 재료의 내구성 및 수명을 향상시키는 기술이다. 최근에는 water jet을 이용한 장치들이 건설 분야, 일반기계분야, 컷팅 공정, 분쇄 등 다양한 분야에서도 사용되고있다. 그러나 water jet을 이용한 peening은 소개 된지 20여년이 경과했음에도 불구하고 연구 및 개발 내용은 shot peening에 비해 아직 초기 단계이다. water cavitation peening은 기존의 피닝 방법의 단점을 보완 할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 그 가치가 크다. 아직은 다른 peening 기법 보다 잔류압축응력 부가 측면에서 그 효과가 떨어지지만, water cavitation peening은 열에 영향을 받는 영역이 생성되지 않으며, 기계의 표면 가공을 하는 동안 어떤 미세한 먼지도 생성하지 않아 친환경적이다. 또한 복잡한 외형을 가지는 부품 및 내면에 적용성이 뛰어나고, 표면 정밀도 저하가 낮다는 장점이 있다. 본 연구에서는 조류발전용 블레이드의 재료로 사용하려는 동합금에 대하여 증류수 내에서 water cavitation peening 시간, 거리, 파형 등의 변수를 적용하여 최적 조건을 찾고, 다양한 전기화학적 실험을 실시하였으며, water cavitation peening 부의 부식특성을 평가 하였다. ASTM-G32 규정에 의거하여 압전효과를 용한 진동발생 장치(RB 111-CE)를 이용하여 동합금 표면에 water cavitation peening을 실시하고, 실험 후 표면의 손상거동을 관찰하기 위하여 3D현미경 및 전자주사현미경(SEM)을 사용하였다. 물성치 변화를 확인하기 위하여 SHIMADZU사의 HVM-2 Model의 비커스 경도기를 이용하여 표면 경도값을 측정하였다. 전기화학실험은 각 3회 이상 실시하였으며, Tafel 분석결과로 부식전류밀도와 부식전위의 평균, 부식전위를 알 수 있었고, 음분극 실험결과, 용존산소 환원반응에 의한 농도분극에서 수소가스발생에 의한 활성화 분극으로 진행되는 변곡점을 확일 할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.53-68
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• 2020

한우를 전문으로 사육하는 전업농가의 퇴비사에서 암모니아와 황화수소 그리고 미세먼지 발생량을 측정하였다. 시험은 단순퇴적식 퇴비화시설(T1)과 기계교반식 퇴비화시설(T2, T3)로 구분하여 수행하였다. 단순퇴적식 퇴비단(T1)의 경우 최고온도가 46℃를 기록하였고, 2곳의 기계교반식 퇴비화시설들(T2, T3)에서는 각각 63℃와 68℃까지 상승하였다. T1에서의 PM2.5 농도는 15 ㎍/㎥ 수준이었고 T2에서는 PM2.5 농도가 5~10 ㎍/㎥ 내외의 수준을 유지하였다. T3에서는 PM2.5의 농도가 10 ㎍/㎥ 이하의 수준이었다. T1에서 발생하는 암모니아의 최고농도는 4 ppm이었으나 황화수소는 검출되지 않았다. T2에서는 암모니아 농도가 최고 3 ppm 수준이었으나 황화수소는 검출되지 않았다. T3의 암모니아 최고농도는 4 ppm을 나타낸 반면에 황화수소는 검출되지 않았다. T3에서는 교반기가 퇴비를 교반하는 지점에서의 암모니아 농도가 65 ppm까지 상승하였다. 퇴비화 기간이 경과함에 따라 초기에 9.06이었던 퇴비단의 pH가 퇴비화기간을 거치면서 8.94로 낮아졌다가 다시 9.14 수준으로 상승하였다. 염분(NaCl)농도는 퇴비화가 진행된 이후에 0.09% 수준이었다. 수분함량은 65.9% 수준에서 62% 수준으로 낮아졌으며, 총고형물 중에서 휘발성고형물(Volatile Solids)이 차지하는 비율은 퇴비화 초기에 65.6%에서 퇴비화후기에는 64.7% 낮아졌다. 퇴비화 초기에 1.327% 수준이었던 TKN 함량도 퇴비화를 거치면서 1.095%로 낮아졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.651-657
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• 2020

고체 입자들이 유체처럼 움직이는 유동층 공정은 에너지 전환 공정뿐만 아니라 범용 고분자 수지의 생산 공정에도 이용되고 있다. 범용 고분자 수지 중의 하나인 LLDPE(Linear low density polyethylene)도 기포 유동층 공정을 통해 전세계에서 생산되고 있다. 입자 크기에 비해 밀도가 낮은 LLDPE 입자들은 고분자 중합 반응을 위해 공급되는 수소에 의해서 유동화된다. 그러나 LLDPE 생산 공정은 기포유동층 공정임에도 불구하고 발생한 슬러그로 인하여 반응에 영향을 끼쳐 공정의 효율 저하를 불러올 수 있다. 이에 본 연구에서는 상용 고분자 반응기를 모사한 pilot 규모의 고분자 합성 반응기(0.38 m l.D., 4.4 m High)와 동일한 시뮬레이션 모델을 구축하여 LLDPE 입자의 유동화 상태를 고찰하였다. 특히 기체 유속(0.45-1.2 m/s), 고체 입자 밀도(900-1900 kg/㎥), 입자 구형도(0.5-1.0), 입자 크기(120-1230 ㎛)의 변화에 따른 슬러그 특성을 세밀하게 고찰하기 위하여 전산입자유체해석(Computational particle-fluid dynamics, CPFD)을 이용하였다. CPFD를 통해서 일부 실험자들만 고찰할 수 있었던 flat slug의 발생을 시각적으로 구현하였으며 밀도, 구형도, 크기 등의 고체의 물리적 특성을 변화시킴에 따라 슬러그 발생을 저감시킬 수 있음을 확인하였다.