• Clean Technology
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• v.21 no.3
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• pp.191-199
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• 2015

The SO_x emission from the ship diesel engines will do a negative influence to the human health and the environment. To reduce the negative environmental effect of the SO_x emission caused by the high traffic of ship movements, the SECA (SO_x emission control area) has been set on several province around world to carry out the severe emissions control and to meet the emissions control standard. To cut down the SO_x emission from the ships, the wet type scrubber is being used widely. In this work, we prepared a numerical model to simulate the spray type scrubber to study the motion of liquid droplets in the flow of the scrubber. For the analysis, the CFD (computational fluid dynamics) method was adopted. As a special topic of the study, we designed the wave plate type of mist eliminator to check the carry over of the uncontrolled water droplet to the exhaust. Numerical analysis is divided into two stages. At the first stage, the analysis was done on the basic scrubber without the mist eliminator, and then the second stage of analysis was done on the scrubber with the mist eliminator on several condition to check and compare with the basic scrubber. On the condition of the basic scrubber, 42.0% of the distributed water droplets were carried over to the exhaust. But by adding the designed droplet eliminator at the exhaust of the scrubber, only 3.4% of the distributed water droplets supplied to the scrubber was emitted to the atmosphere.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.05b
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• pp.397-398
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• 2003

대기 중 분진을 제거하는 방식으로 여과 이론을 적용할 수 있는 경우는 섬유 여과기, 입자상 여과기, 액적에 의한 습식 세정기 그리고 기포를 이용한 분진 제거 방법 등을 들 수 있다. 이러한 여과 원리를 이용한 집진 설비를 설계하는데 있어, 액적 또는 기포 주위의 유동장을 정확히 파악하는 것은 매우 중요하다. 특히, 포집구의 크기가 작아지고 화학적으로 반응성을 갖는 고온의 함진가스가 유입되는 경우 및 저압에서 운영되는 경우에 누드센수(Knudsen number)의 영향을 무시할 수 없는데 이러한 영역을 저 누드센 영역(low Kundsen number regime)이라고 한다(Lee et al., 1978). (중략)

• Particle and aerosol research
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• v.13 no.4
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• pp.151-158
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• 2017

Electrostatic precipitator is widely used to remove particulate matters in indoor air and industrial flue gas due to low pressure drop and high collection efficiency. However, it has a low collection efficiency for the submicrometer sized particles. Electrospraying is a potential method to increase the particle charging efficiency, which results in increased collection efficiency. Although particle charging efficiency is highly dependent upon droplet size, the effective measuring method of the droplets is still uncertain. Tap water was electrosprayed in this study, and the images of electrosprayed droplets were taken with a high speed camera coupled with several visualization methods in order to measure the droplets size. The droplet size distribution was determined by an image processing with an image-J program. As a result, a droplet measured by a laser visualization, had a half size of that by a Xenon light visualization. In addition, the experimentally measured droplet sizes were a good agreement with the predicted values suggested by $Fern{\acute{a}}ndez$ de la Mora and Loscertales(1994).

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.58.2-58.2
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• 2010

FPD (Flat Panel Display) 제조 공정에서 사용되는 패턴은 수 ${\mu}m$ 수준까지 감소하였으며, FPD의 크기는 급격하게 대형화 되여 현재 8세대(2200mm*2500mm)에 이르고 있다. 이에 따라, $1\;{\mu}m$ 이상의 크기를 갖는 오염입자에 의한 수율 저하를 극복하기 위한 세정효율의 향상 및 다량의 초순수 사용에 따른 폐수 발생으로 인한 환경오염, 또한 장비의 크기에 따른 공간 효용성 감소와 이에 따른 공정 비용의 증가 등의 어려움에 직면하고 있다. 따라서, 현장에서는 고효율, 저비용의 세정 공정 기술 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하고자 이류체 노즐 세정 장치와, 화학액 린스를 위한 초순수 Spray, 건조 공정에 해당하는 Air-knife, Halogen lamp로 구성된 소형화 된 고속 FPD(Flat Panel Display) 세정기에 대한 연구를 진행 하였다. 이류체 노즐은 초순수와 $N_2$ 가스를 내부에서 혼합하여 액적(Droplet)을 형성하여 고압으로 분사시키는 장치로서 화학액을 사용하지 않고 물리적인 방법으로 오염입자를 제거한다. Spray는 유기 오염입자 제거를 위한 오존수의 린스 공정을 위해 설치 하였다. 세정 후 표면에 남아있는 기판의 액막(water film)은 고압의 가스를 분사하는 Air-knife를 통해 제거하였으며, 고속 공정시 발생할 수 있는 Air-knife에서 제거하지 못한 잔류 액막을 Halogen lamp를 사용하여 효과적으로 제거함으로써, 물반점(water mark) 없는 건조 공정을 얻을 수 있었다. 실험에는 미세 입자의 정량적인 측정을 위하여 유리 기판 대신에 6인치 실리콘 웨이퍼(P-type (100))를 사용하였으며, > $\;1{\mu}m$ 실리카 입자를 스핀방식을 사용하여 정량적으로 균일하게 오염하였으며, 오염물의 개수 및 분포는 파티클 스캐너 (Surfscan 6200, KLA-Tancor, USA)를 사용하여 분포 및 개수를 정량적으로 측정 하였다. 이류체 노즐은 $N_2$ 가스의 압력과 초순수의 압력을 변화시켜 측정하여, 각각 0.20 MPa, 0.01 MPa에서 최적의 세정 결과를 얻을 수 있었으며, 건조 효율은 Air-Knife의 입사 각도와 건조면 간격, 할로겐 램프의 온도를 조절 하여 최적의 조건을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.258-258
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• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• Clean Technology
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• v.13 no.2
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• pp.109-114
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• 2007

In this study, we performed basic researches to develop wet purification system for improving air qualities of ventilation in semiconductor manufacturing process. Using 0.5 M aqueous solution of $KMnO_4$, 50 ppm of $NH_3$, SOx and NOx were reduced to 99% successfully. However, the removal of $O_3$ was limited to $22{\sim}30%$ for all the tested chemical solutionsincluding $KMnO_4$. Therefore, adoption of a dry ozone filter is necessary to reduce $O_3$ below a satisfactory level. For all the chemical solutions tested, NOx removal efficiency increased as NOx was mixed with $O_3$. As chemical solution was sprayed using water spraying system equipped with air atomizing type nozzle, the removal efficiencies of gaseous pollutants increased due to the increase of gas-liquid interfacial area.

• 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.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.4
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• pp.596-610
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• 2021

For application in adsorption process, we synthesized silica nanospheres by Stober method, and silica particles with wrinkled surface as well as macroporous silica particles were also fabricated by utilizing emulsion droplet as micro-reactors, followed by modification of the particle surface using suitable coupling agents containing amine groups. These particles exhibited improved adsorption capacity for heavy metal ions and anionic dyes, which were difficult to be removed by conventional silica particles without surface modification. Anionic dye, methyl orange could be removed almost completely by adsorption using porous silica particles modified using APTES. The adsorption efficiency of heavy metal like copper ions was close to 100%, when porous silica was used as adsorbent particles modified with AAPTS.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.6
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• pp.611-618
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• 2007

We demonstrate the sol-gel coating technique of colloidal clusters for producing hollow micro-particles with complex morphologies. Cross-linked amidine polystyrene (PS) microspheres were synthesized by emulsifier-free emulsion copolymerization of styrene and divinylbenzene. The amidine PS particles were self-organized inside toluene-in-water emulsion droplets to produce large quantities of colloidally stable clusters. These clusters were coated with thin silica shell by sol-gel reaction of tetraethylorthosilicate (TEOS) and ammonia, and the organic polystyrene cores were removed by calcination at high temperature to generate nonspherical hollow micro-particles with complex morphologies. This process can be used to prepare hollow particles with shapes such as doublets, tetrahedra, icosahedra, and others.