• Applied Chemistry for Engineering
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• v.8 no.3
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• pp.517-523
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• 1997

We have been studied that combustion efficiency and the production of air pollution of anthracite-bituminous coal blend in a fluidized bed coal combustor. Also, the reaching time of steady state condition have been studied. This experimental results are presented as follows. As the height of fluidized bed combustor becomes higher, the concentrations of $SO_2$ and NOx mainly increased. Also, as anthracite fraction increased, the emission of $SO_2$ concentration was increased but, the variation of $NO_X$ concentration was negligible according to anthracite fraction. When anthracite fraction ratio was increased, elutriation rate was increased and exit combustible content over feeding combustible content was increased. Regardless of anthracite fraction ratio the uncombustible weight percentage according to average diameter of elutriation particles were approximately high in the case of fine particles. Over bed temperature $850^{\circ}C$ and excess air 20%, the difference of combution at the velocity 0.3m/s, bed temperature $850^{\circ}C$, the excess air 20%.

• Journal of Energy Engineering
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• v.12 no.4
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• pp.289-301
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• 2003

To develop a chemical-looping combustion technology, conceptual design of 50 kW thermal chemical-looping combustor, which is composed of two interconnected pressurized circulating fluidized beds, was performed by means of mass and energy balance calculations. A riser type fast fluidized bed was selected as an oxidizer and a bubbling fluidized bed was selected as a reducer by mass balance for the chemical-looping combustor. Calculated values of bed mass, solid circulation flux, and reactor dimension by mass and energy balance calculations were suitable for construction and operation of chemical-looping combustor. It is concluded from the comparison of the design results and operating values of commercial circulating fluidized bed that the process outline is realistic. Moreover, the previous results support that oxygen carrier particle, NiO/bentonite, fulfills the conversion rates needed for the proposed design. The effects of system capacity, metal oxide content in a oxygen carrier particle, amount of steam input, gas velocity, and solid depth on design values were investigated and the changes in the system performance can be estimated by proposed design tool.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.110.2-110.2
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• 2010

현재 상용가능한 연소전 $CO_2$ 포집 기술은 습식 스크러빙 방식으로 고온의 합성가스를 상온 수준으로 온도를 낮춘 후 $CO_2$를 포집해야 하고 포집된 $CO_2$의 압력이 낮아 재압축하여 저장소로 보내야 함에 따라 큰 폭의 열효율 손실이 불가피하다. 고온 고압에서 이산화탄소를 포집할수 있는 고체 흡수제를 이용할 경우 이산화탄소 포집 치 저장 추가에 따른 시스템 효율 저하를 최소화할 수 있다. 고체 $CO_2$ 흡수제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 $CO_2$를 흡수하고 재생탑에서는 고온의 수증기와 접촉하여 흡수된 $CO_2$를 다시 배출함으로써 재생된다. 따라서 건식 재생 $CO_2$ 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 $CO_2$ 흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 유동층 공정에 적합한 물성을 가진 연소전 $CO_2$ 포집용 고체 흡수제를 분무건조법으로 제조하였으며, 모사 합성가스를 이용하여 열중량분석기와 기포유동층반응기를 이용하여 $200^{\circ}C$ 흡수, $400^{\circ}C$ 재생, 압력 20 bar 조건으로 반응성을 측정하였다. 개발된 고체 $CO_2$ 흡수제는 열중량분석기에서는 반응 후 10-13 wt%의 무게증가를 나타내었고 기포유동층반응기에서는 8-10 wt%의 $CO_2$ 흡수능을 보여주었다. 특히 수증기의 함량이 10% 이상에서 높은 흡수능을 나타내어 수증기가 반응에 크게 작용하고 있음을 알 수 있었다.

• Plant Journal
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• v.11 no.3
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• pp.46-52
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• 2015

200MWe 순환유동층보일러인 A화력발전소는 정부정책에 의해 국내 무연탄만을 연료로 배정받아 운영되었다. 하지만 무연탄에 대한 민간수요 증가에 따른 정부의 정책변경에 따라 유 무연탄 혼탄을 2000년대 후반부터 시행하고 있다. 하지만 기동시 석탄 투입온도는 여전히 무연탄 전소시의 기준온도인 $600^{\circ}C$에 석탄을 투입하고 있는 실정이라 기동시간 지연의 한 원인으로 작용하고 있고 기동 중 소요되는 경유의 과다소비라는 고질적인 문제점을 안고 있다. 이에 본 연구에서는 A화력에서 사용되는 석탄에 대한 공업분석과 원소분석을 통하여 비교적 휘발분이 많고 반응성이 좋은 러시아산 유연탄(Suek) 연소에 따른 경유에서 석탄으로의 연료교체시 경제적인 시점을 예측하였다. 실험결과 러시아산 유연탄 (Suek) 연소시 투입가능온도는 연소전환율이 90%이상이 되는 연소최대온도($426^{\circ}C$)가 기술적, 경제적으로 가장 적합한 것으로 예상하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.6
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• pp.1057-1062
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• 2008

To overcome disadvantages of conventional two interconnected fluidized beds system, a novel two-interconnected fluidized bed process has been adopted to 3kW chemical-looping combustor. This system has two bubbling beds, solid injection nozzles, solid conveying lines, and downcomers. In this study, effects of operating variables such as gas velocity through the solid injection nozzle, fluidizing velocity, solid height, geometry of solid intake hole, bed temperature on solid circulation rate have been investigated in a 3kW chemical-looping combustor. The solid circulation rate increased as the solid height and the opening area of solid intake holes increased. The effect of the fluidizing velocity and the bed temperature were negligible. Moreover, long-term operation of continuous solid circulation up to 50 hours has been performed to check feasibility of stable operation. The pressure drop profiles in the bubbling beds and the downcomers were maintained steadily and solid circulation was smooth and stable.

• 에너지협의회보
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• s.2
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• pp.30-33
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• 1986

• Cement
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• s.104
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• pp.27-30
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• 1986

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2000.12a
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• pp.123-131
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• 2000

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2002.06a
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• pp.237-246
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• 2002

가압유동층연소로(bed dia. 0.17m, freeboard dia. 0.25, total height 5m)에서 국내무연탄을 연소시켜 이에 대한 탈황특성을 고찰하였다. 실험은 압력($2{\sim}6atm$), 요동층온도(($850{\sim}950^{\circ}C$), 과잉공기(10, 20, 30,%)등의 조건과, 탈황을 위한 Ca/S몰비(($0.8{\sim}4.8$)가 탈황특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로, 본 연구의 실험범위에서 연소효율은 $80{\sim}99%$를 보였고, 연소온도, 압력 그리고 과잉공기가 증가 할수록 증가하였다. 배가스중의 $SO_2$배출농도는 압력, Ca/S몰비가 증가함에 따라 감소하였다. 탈황율은 상압에서 층(bed)온도의 증가에 따라 감소하였다. 운전압력이 증가함에 따라 탈황율의 감소폭이 둔화되었다. 과잉공기가 증가함에 따라 탈황율은 증가하는 경향을 나타냈다. 각각의 운전압력에서 과잉공기의 증가에 따라 약 10%의 증가폭을 보였다. 국내무연탄을 연소하는 경우 운전압력 4atm일 때 Ca/S몰비는 4이상 주입하여야 하고, 6atm일 때 Ca/S 몰비가 2.5이상주입하여야 150ppm이하를 보여 배출규제치를 만족하는 것을 보였다.