• 에너지공학
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• 제17권2호
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• pp.100-106
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• 2008

매트형태의 연소촉매를 사용하는 촉매연소 버너는 발생 열을 원적외선 형태로 피 가열체에 공급할 수 있기 때문에 저온 공정에서 효율적으로 열을 사용할 수 있다. 매트형태 촉매연소 버너의 활용 가능성을 높이기 위해 촉매연소버너를 제작하고 구조에 따른 연소성능에 대해 고찰하였다. 확산식 촉매연소에서는 연소면의 방향이 연소반응에 많은 영향을 주며, 촉매 주위 온도변화에 따른 산소의 확산속도 차이가 촉매 연소 반응 속도에 많은 영향을 주는 것을 알았다. 예혼합 촉매연소에서 연소공기는 이론공기량 보다 조금 많게 공급하는 것이 최적이고, 연소열의 70% 이상이 복사로 전달됨을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.247-250
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• 2009

촉매 연소는 낮은 온도와 희박한 조건에서 연소가 가능할 뿐만 아니라 $NO_x$, CO, UHC와 같은 오염물질을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 하지만 촉매연소는 균질 반응뿐만 아니라 비균질 반응에 의해서 지배되는 매우 복잡한 반응과정을 가지고 있기 때문에 촉매 연소기의 안정적인 작동을 위해서는 다양한 탄화수소의 촉매연소 특성에 대한 연구가 필요하다. 연구에서는 메탄 촉매연소 특성에 대한 수치적 연구의 검증을 거친 후 수소의 공급량, 과잉공기비, 그리고 공간속도의 변화에 따른 프로판의 촉매연소 특성을 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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• pp.193-198
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• 1996

고연소속도 HTPB/AP 추진제를 얻기 위하여 현재 각광받고 있는 3종의 철화합물 연소촉매를 선정하여 연소속도 증진효과와 기계적 특성, 공정성 및 노화특성에 미치는 영향을 검토하였다. 사용한 철 화합물은 HTPB 프리폴리머에 silicone-ferrocene이 그라프트된 $BUTACENE^$\circledR$$ 과 결합제 역할을 하는 acylaziridinyl ferrocene(AAF), 그리고 입자크기가 30nm인 $NANOCAT^$\circledR$$ superfine iron oxide(SFIO)이었다. 이들 철 화합물을 추진제에 적용한 결과 공정성의 경우 $BUTACENE^$\circledR$$ 은 혼합점도가 높았으나 pot life의 감소는 없었으며 AAF와 SFIO는 혼합점도는 비교적 낮은 반면 pot life가 현저히 감소하는 경향을 보였다. 추진제의 노화거동은 연소촉매를 사용하지 않았을 때보다 저하되었으나 metal deactivating 산화방지제인 $PRO-TECH^$\circledR$$ 과 함께 사용할 경우 공정성 및 노화특성 모두 바람직한 수준으로 향상되었다. 기계적 특성은 SFIO를 제외하고는 저하되었으며 $BUTACENE^$\circledR$$ 은 프리폴리머로서, AAF는 결합제로서의 기능이 다소 미흡하였다. 한편 연소촉매의 함량에 따른 촉매효과는 AAF>SFIO>$BUTACENE^$\circledR$$ 순이었고 철 함량 측면에서는 AAF>$BUTACENE^$\circledR$$ >SFIO 순이었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1223-1230
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• 1989

본 연구에서는 이러한 관점으로부터, 개방식 연촉매치를 상정하여, 백금의 모노리스형 촉매를 이용한 메타놀예%%합형 촉매연소기의 정상운전의 실용성에 관한 실험 및 수치계산을 행하였다. 먼저 촉매연소기의 온도분포 및 배기가스 온도분포를 파악하고, 촉매연소기의 실용성을 평가하기 위하여 실내환경예측을 행하였다. 또한 실험만으로는 연소기의 여러가지 운전조건에 관한 전테이타를 얻는 것은 어렵다. 이 때문에 본 연구에서는, 이전의 연구에서 이용한 계산과 같이 메타놀이 완전연소하는 는 것으로 보고 중간산하물의 생성을 무시한 1차원 수치계산모델로 연소특성, 배기가 스의 배출특성등의 예측을 하였으며, 명종 운전 파라메타의 설정한계 등에 대하여 검토를 행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.508-512
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• 2017

본 연구에서는, 고연소속도 고체 추진제 개발을 위하여 금속연료인 Al 과 Zr이 도입된 HTPB/AP계 추진제의 연소특성에 대한 연구를 수행하였다. 고체 추진제의 연소특성은 연소속도와 압력지수로서 평가하였으며 연소속도 증진을 위한 연소촉매제로서 Butacene을 적용하여 추진제를 제조하였다. Al과 Zr이 도입된 추진제가 성능 및 연소 특성이 향상되었음을 보였다.

• 유기물자원화
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• 제14권1호
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• pp.169-177
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• 2006

본 연구에서는 휘발성 유기 화합물의 촉매연소에 의한 제거 반응에 대하여 조사 하였다. 촉매와 VOC의 접촉형태(공간속도 및 촉매층의 높이)에 따라 완전연소온도가 조금씩 달라지며 공간속도(SV)는 처리가스의 유량(Q, $m^3/hr$)을 촉매 층의 부피(V,$m^3$)로 나눈 값(SV=Q/V)을 나타내는 값으로, 촉매연소 장치에서는 보통 $10,000{\sim}50,000hr^{-1}$을 유지한다 열교환기를 통한 VOC는 수소염 이온화 검출기를 통하여 농도를 측정하였으며 반응온도는 373K-423K에서 촉매를 활성화 시켜 VOC 농도의 제거효율을 측정하였다. 농도측정은 100회 이상하여 제거효율을 조사 하였다. 자동차 도장시설에서 VOC 배출농도는 63.37 ppm 이며 373K 촉매 활성시 제거율은 평균 70% 이며 423K 촉매 활성시 제거효율은 78.92% 이었다. 반응농도가 증가할수록 제거효율은 증가하는 경향이었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.309-315
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• 2012

촉매연소는 희박조건에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 UHC, CO, 그리고 NOx와 같은 공해물질의 배출을 억제할 수 있기 때문에 연소효율이 좋고 환경친화적인 연소방식이다. 따라서 본 연구에서는 백금계열의 촉매를 이용한 $CH_4$, $C_2H_6$, 그리고 $C_3H_8$ 연료의 촉매연소 특성에 관한 수치해석 연구를 수행하였다. 1차원 및 Langmuir-Hinshelwood 모델을 적용한 지배방정식을 설명한 후 촉매연소기의 설계변수, 즉, 입구온도, 과잉공기비, 그리고 공간속도가 촉매연소에 미치는 영향을 고찰하였다. 사용된 연료 중에서 $C_3H_8$의 화학적 구조 및 반응성 때문에 출구온도 및 전환율이 가장 높음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.151-154
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• 2011

$NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.34-40
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• 1997

자동차 촉매인 Pd/cordierite 촉매상에서 메탄의 연소시험을 통하여 천연가스 이용기술 활용가능성에 대해서 고찰하였다. 중고온 연소에서 알맞은 비표면적 18.7$m^2$/g 을 갖으며 안정한 구조를 확인하였다. 메탄 연소 반응시 활성화에너지는 19.2 kcal/mol로써 비교적 우수한 활성을 보여주었으며, 메탄 연소 반응의 승온과 온도를 내리면서 촉매의 비활성 특성을 보여주는 활성 히스테리시스 현상을 관찰하였다. Pd/cordierite 촉매상에서 반응온도 $700^{\circ}C$이하에서 공간속도와 공연비를 변화시키면서 메탄 연소특성을 수행하였다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.803-810
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• 1998

능금산법으로 제조된 페롭스카이트 촉매에서 입자상물질의 연소반응에 대하여 연구하였다. 페롭스카이트 산화물의 A 및 B site에 금속이온을 치환시켜 연소반응의 활성을 증가시켰다. 또한 반응온도, 산소의 농도, 공간속도, $SO_2$ 및 물의 영향에 대하여 조사하였다. $LaCoO_3$형 촉매의 A site에 알칼리족 금속을 치환시키면 연소개시 온도가 낮아졌고, 알카리족 금속은 Cs>K>Na의 순서로 연소활성을 증가시켰다. 그러나 $La_{0.6}Cs_{0.4}CoO_3 $촉매에서 B site에 Fe나 Mn을 치환시키더라도 연소개시 온도의 변화가 거의 없었다. 산소의 농도가 증가함에 따라 연소개시 온도는 낮아졌고 이산화탄소의 생성속도는 산소분압의 영향을 별로 받지 않았다. 한편 공간속도의 증가에 따라 연소개시온도가 낮아졌고, 이산화황에 대한 촉매의 비활성화는 일어나지 않았으며, 반응물 중에 첨가된 물에 의해 연소반응이 촉진되었다.