• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.173-177
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• 2002

두 개의 유동층 사이를 순환하는 금속매체(Metal or Metal oxide)를 이용하여 공기에 의한 금속매체의 산화와 기체연료(H$_2$, CO, CH$_4$등)에 의한 금속산화물의 환원반응이 별개의 반응기에서 일어나게 하는 새로운 개념의 연소기술인 매체순환식 가스연소기술은 공기와 기체연료를 직접 접촉시켜 반응하는 기존의 가스연소기에 비해 많은 장점을 가지고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1999.05a
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• pp.81-84
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• 1999

순환유동층 (Circulating Fluidized Bed : CFB) 은 기존의 기포유동층에 비하여 높은 유속에서 조업되는 반응기로, 고속의 기체와 크기가 작은 고체 입자간의 긴밀한 접촉을 통하여 비교적 대규모의 여러 가지 화학적, 물리적 작업을 수행하는 유동층기술의 한 분야이다. 순환유동층은 1940년부터 공업적으로 이용되기 시작하였으며 현재에는 가솔린의 제조, 석탄의 연소, 가스화 등에 널리 사용되고 있다.(중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.111.1-111.1
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• 2010

석탄가스화복합발전(IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)의 고온 고압 합성가스로부터 $CO_2$를 저비용으로 포집하기 위한 연소전 포집 기술 중 유동층 촉진수성가스전환(SEWGS) 공정이 제안되어 연구개발 중에 있다. 연소전 $CO_2$ 포집을 위한 SEWGS 공정은 동일한 2탑 순환 유동층 반응기에서 고온 고압의 합성가스($H_2$, CO)를 유동층 WGS 촉매를 사용하여 CO를 $CO_2$로 전환하는 동시에 전환반응으로 생성된 $CO_2$를 흡수제를 이용하여 포집하는 기술이다. 본 연구는 $CO_2$ 회수와 WGS 반응이 동시에 이루어지는 공정에 적용 가능한 건식 재생 흡수제 및 유동층 WGS 촉매 개발을 목표로 $CO_2$ 흡수제(P Series) 및 WGS 촉매(PC Series) 조성을 제안하고 분무건조기를 이용하여 6~8kg/batch로 성형 제조하였다. 제조된 $CO_2$ 흡수제 및 촉매의 특성 평가 결과 내마모도(Attrition resistance)를 포함한 물리적 특성이 유동층 공정의 요구조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 모사 석탄 합성가스를 이용하여 20bar, $200^{\circ}C$ 흡수/$400^{\circ}C$ 재생 조건에서 열중량 분석기(TGA) 및 가압 유동층(Fluidized-bed) 반응기를 통한 흡수제의 $CO_2$ 흡수능 평가를 수행하였다. 그 결과 내마모도(AI) 3% 이하로 기계적 강도가 우수하며, $CO_2$ 흡수능 17.6 wt%(TGA) 및 11wt%(가압 유동층)를 나타냈다. 유동층 WGS 특성 평가 결과 내마모도가 7~35%로 우수하였고, CO 전환율은 $200^{\circ}C$에서 80% 이상으로, 유동층 SEWGS 공정에 적용 가능한 특성을 확인하였다.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.6
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• pp.521-534
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• 1990

유동층 연소방식을 이용한 열병합설비는 상당수가 전세계적으로 성공리에 운전되고 있으며, 연료의 폭넓은 수용성, 저온연소에 기인한 저공해 특성으로 인해 기존연소 방식보다 월등한 강 점이 인정되고 있다. 따라서 에너지 활용의 극대화와 환경오염의 최소화라는 두가지 명제를 만족시키는 금세기 최대의 매력적인 석탄 연소 방법으로서 유동층 연소 기술은 지속적인 확산이 예상된다. 그러나 그 동안의 문제가 제작자와 사용자의 노력에 의해 거의 해결되었다고는 하나, 아직도 대형화 및 기본설계상의 문제가 부분적으로 해결되어야할 숙제로 남아 있다. 최근의 추세는 다양한 형태의 설계개념이 차츰 서로 비슷해지는 추세로서, 이는 구체적인 설계과정에서 최적 시스템으로 취합되는 경향을 나타내고 있다. 각공정에 맞는 최적 시스템/최적 설계를 도 입하기 위해서는 각 제작자의 독특한 시스템에 대한 검토 분석이 있어야 하며, 사용코자하는 연료와 석회석의 물리화학적 특성을 사전에 분석하여 선택코자 하는 유동층 시스템과의 적합성 여부에 대한 사전 검토가 요망된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.236-241
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• 2009

To identify turbulent flow characteristics of non-reacting case resulted from cooling flow injection in a rectangular swirl combustor, 3D Large Eddy Simulation(LES) was implemented and Proper Orthogonal Decomposition(POD) analysis was used for post-processing. The combustor of concern is the LM6000, lean premixed dry low-NOx annular combustor, developed by GEAE. It was observed that increase in speed of shear layer resulted from the inflow of cooling flow caused intensified vorticity magnitude in central toroidal recirculation zone. In the case of vorticity magnitude in corner recirculation zone, however, was weakened. In addition, pressure fluctuation in combustor was damped down and longitudinal acoustic mode was significantly dissipated

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.11
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• pp.861-869
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• 2015

In this study, wall to bed heat transfer and hydrodynamic characteristics in a conical fluidized bed combustor was investigated using computational fluid dynamics method. A two-fluid Eulerian-Eulerian model was used with applying the kinetic theory for granular flow(KTGF). The effects of the two drag models, Gidaspow and the Syamlal-O'Brien model, different inlet velocities($1.4U_{mf}{\sim}4U_{mf}$) and different particle sizes on the hydrodynamics and heat transfer were studied. The results showed that the hydrodynamic characteristics such as bed expansion ratio and pressure drop were not affected significantly by the drag models. But the heat transfer coefficient was different for the two drag models, especially at lower gas inlet velocities and small particle sizes.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.422-428
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• 2011

금속을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 분말형 금속연료 연소시스템이 필요하고, 이에 대한 선행연구로 분말을 정량 공급할 수 있는 공급기를 설계 제작하였다. 유동층 방식의 분말 공급에 영향을 미칠 수 있는 변수들을 피스톤 및 벤츄리관이 적용된 공급 방법을 사용하여 통제한 후, 조절 가능한 공급기 내부 압력만을 변수로 하여 중요 성능인 분말 공급량을 직접적인 중량 측정 방법으로 측정하였다. 측정 실험의 결과로부터 연소시스템에 적용할 공급기의 작동 조건을 도출할 수 있었고, 작동 조건에서 벗어난 영역에서 분말 공급기가 가지고 있는 문제점을 확인하였다.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.6
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• pp.846-853
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• 2017

Cold bed and $30kW_{th}$ pilot bed tests using circulating fluidized bed (CFB) were conducted to apply oxy-fuel technology for waste sludge combustion as a carbon capture and storage technology. In cold bed test, the minimum fluidization velocity ($u_{mf}$) and superficial velocity for fast fluidization was determined as 0.120 m/s and 2.5 m/s, respectively. In the pilot test, air and oxy-fuel combustion experiments for waste sludge were conducted using CFB unit. The flue-gas temperature in 21~25% oxy-fuel combustion was higher than that of air and up to 30% oxy-fuel combustion. In addition, the concentration of carbon dioxide was more than 80% with the oxygen injection range from 21% to 25% in oxy-fuel CFB waste sludge combustion.