• 에너지공학
• /
• 제8권1호
• /
• pp.189-201
• /
• 1999

범용 열가소성 플라스틱(polyethylene(PE), polypropylene(PP), polystyrene(PS), polyethylene-terephthalate(PET), acrylonitrile-butandiene-styrene(ABS))과 폐윤활유의 동시처리 열분해반응 실험을 수행하였다. 반응실험은 40$m\ell$ 용량의 회분식 미분반응기(microreactor)를 이용한 실험과 1리터 용량의 autoclave를 이용한 실험의 두 가지로 구분하여 행하였다. 전자의 경우는 통계적 실험적계획법(statistical experimental design)의 하나인 회전계획실험(rotatable design experiments)으로서 오각형 실험계획(pentagonal experimental design)에 의거한 반응변수 실험을 수행한 후 반응표면(response surface)을 회기분석법에 의하여 분석함으로써 최대의 오일 수율을 얻을 수 있는 최적 반응조건을 추적, 결정하였다. Autoclave 반응실험의 기본적인 목적은 실제 연속공정에 있어서 열분해 반응기 거동을 모사하기 위한 전초단계로서 충분한 시료의 확보를 통하여 이 때 생성된 연로유의 체계적인 분석(비등점분포특성, 진공증류, 기체분석, 원소분석, 발열량, 비중 등)을 행함으로써 연료유 수율 및 품질을 모사하고자 하였다. 미분반응기 실험에 있어서 주 범용열가소성수지인 PE, PP 그리고 PS는 각각의 최적반응조건하에서 거의 100%에 가깝게 오일로 전환되었지만 응축수지인 PET와 그래프트공중합수지인 ABS의 오일수율은 각기 78% 및 90%로서 상대적으로 낮게 나타났다. Autoclave를 이용한 실험의 경우 혼합플라스틱을 폐유에 대하여 40wt% 혼합하여 열분해하였을 때, 80wt% 오일, 15wt% 코우크, 그리고 나머지 5wt%는 탄화수소기체(C1-C6)로 전환되었다. 진공증류(252$^{\circ}C$,2 torr) 결과, 기/액-분리도는 3으로서 이는 생성오일의 75wt%가 경질연료유(가솔린, 등유, 경유)로 회수 가능하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권4호
• /
• pp.479-486
• /
• 2016

순산소 전로 후드의 일산화탄소와 열회수를 위해서는 고효율의 증기를 발생시키는 증기드럼의 장착이 필요하다. 그러나 제선 제강공정에서 증기발생은 간헐적이거나 주기적인 산소 취입공정기간에 제한적이다. 따라서, 증기드럼은 전로의 주기에 따른 산소의 취련기간 동안 효율적으로 증기를 발생시키도록 최적 설계되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 다양한 운전조건 및 기하학적 형상변화가 증기드럼 내의 열유동 특성과 성능에 미치는 효과를 예측할 수 있는 3차원 전산유체역학 모델을 제안하였다. 본 모델은 유체유동 및 열전달 뿐만 아니라 계면유동에서의 증발 및 응축을 유한체적법을 사용하여 고려하였다. 본 모델의 예측성능을 검증하기 위하여 실험에서 구한 증기발생량과 비교하였으며 3.2%의 상대오차를 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권2호
• /
• pp.245-249
• /
• 2013

천연가스액 회수공정 중 프로판, 부탄, 이소 부탄의 분별증류 과정의 에너지 효율을 향상시키는 방안으로 일반 분리벽형 증류탑 이중배열(DDWC), 일반 분리벽형 증류탑(DWC)과 탑저 분리벽형 증류탑(BDWC)의 순차배열 및 일반 분리벽형 증류탑에 탑정증기 재압축 히트펌프가 탑저 분리벽형 증류탑에 조합된 복합배열을 제안하고 그 성능을 분석하였다. 그 결과 이러한 배열들이 일반 증류배열과 비교하여 재비기와 응축기에서의 에너지 소모를 상당량 줄여주는 효과를 가지는 것을 확인하였으며 소요되는 증류탑의 수와 직경이 줄어들게 되어 투자비용이 대폭 절감될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 탑저 분리벽형 증류탑에 탑정증기 재압축 히트펌프를 조합하는 내부 및 외부 열통합 조합을 통하여 가장 많은 운전비용 절감을 달성할 수 있음을 확인하였다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.73-82
• /
• 2022

국내 지정폐기물 중 하나인 폐페인트는 현재 전량 소각 방법으로 처리되고 있으며, 다른 폐기물에 비해 재활용도 거의 이루어지지 않고 있어, 자원이 부족한 우리나라에 엄청난 자원의 손실뿐 아니라 소각으로 인한 에너지원의 낭비, 그리고 소각 시 발생하는 대기오염 등의 환경문제도 유발하고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 기존의 폐페인트의 소각처리법을 탈피하여, 온도 조절에 의한 증발·응축, 열분해를 통해 전처리 조작하는 방법으로 전환하고, 이때 발생하는 잔재물을 활용하여 일정한 형상(과립형 및 분말형)으로 성형한 후 이를 대체에너지 열원으로 재활용할 수 있는 친환경(지속가능한) 폐페인트 처리프로세스를 제시하고자 한다. 폐페인트를 처리하는 새로운 방법과 재활용하는 기술개발이 이루어지고 보급된다면 환경적·경제적 면에서 그 효과가 클 것으로 기대한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권7호
• /
• pp.711-719
• /
• 2012

유기 랜킨 사이클(ORC)을 이용한 선박 주기관 폐열 회수 시스템의 열역학적 분석을 수행하고 적용 가능성 및 효과를 검토하였다. 이론 해석에서는 ORC 와 ORC 에 열을 전달하기 위한 열전달 루프, 냉각수 공급 펌프를 모두 고려하여 전체 효율을 예측하였다. ORC 사이클의 성능은 증발기와 응축기의 특성과 열전달 루프의 온도 조건을 달리하여 평가되었으며 그 특성을 사이클 효율과 시스템 효율 관점에서 비교하였다. 수에즈막스 유조선에 대하여 ORC 사이클은 $250^{\circ}C$ 이하의 폐열 조건에 대하여 약 10%정도의 열효율을 보였다. ORC 이용하여 엔진 폐열로부터 주기관 출력의 3~4%에 해당하는 전력을 생산할 수 있으며 수에즈막스 유조선에 적용 시, 정상 운항시 필요한 전력의 59~69%를 ORC 생산 전력으로 대체하여 운항 중 연료 소모량을 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권8호
• /
• pp.1051-1060
• /
• 2003

The heat and mass transfer on two kinds of tube surfaces (bare stainless steel tube and Teflon coated tube) in steam-air mixture flow are experimentally studied to obtain design data for the heat exchanger of the latent heat recovery from flue gas. In the test section, 3-tubes are horizontally installed, and steam-air mixture is vertically flowed from the top to the bottom. The pitch between tubes is 67mm, the out-diameter of tube is 25.4mm, and the thickness is 1.2mm ; blockage factor (cross sectional tube area over the cross sectional area of the test section) is about 0.38. All of sensors and measurement systems (RTD, pressure sensor, flow-meter, relative humidity sensor, etc.) are calibrated with certificated standard sensors and the uncertainty for the heat transfer measurement is surveyed to have the uncertainty within 7%. As experimental results, overall heat transfer coefficient of the Teflon (FEP) coated tube is degraded about 20% compared to bare stainless tube. The degradation of overall heat transfer coefficient of Teflon coated tube comes from the additional heat transfer resistance due to Teflon coating. Its magnitude of heat transfer resistance is comparable to the in-tube heat transfer resistance. Nusselt and Sherwood numbers on Teflon (FEP) coated surface and bare stainless steel surface are discussed in detail with the contact angles of the condensate.

• 멤브레인
• /
• 제20권4호
• /
• pp.312-319
• /
• 2010

탄소막은 고분자막에 비해 높은 선택성과 투과성, 열적, 화학적 안정성을 가지고 있어 기체 분리, 특히 휘발성 유기화합물(VOCs) 분리막으로 많은 관심을 받고 있다. 활성탄소중공사막은 기공 표면(pore wall)에 형성된 흡착성 미세기공에 의해 선택적으로 응축성 성분이 흡착, 확산되는 흡착-확산 기구에 의해 흡착성-비흡착성 물질이 분리된다. 본 연구에서는 다공성 알루미나 중공사막 지지체에 phenolic resin (novolac type)을 코팅한 후 산화, 탄화 및 활성화 등의 열분해 과정을 통해 막 표면과 기공 표변에 흡착성 미세기공이 형성된 활성탄소중공사막을 제조하였다. 또한 열분해 조건에 따른 phenol/alumina 복합 활성탄소중공사막의 물리적 특성과 기체 투과특성에 대해 살펴보았다. 그 결과, 제조된 phenol/alumina 복합 활성탄소중공사막이 휘발성 유기물질의 대부분을 차지하고 있는 탄화수소를 선택적으로 분리 회수하는데 매우 효과적인 특성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 phenol/alumina 복합 활성탄소중공 사막은 VOCs의 분리, 농축에 매우 효과적으로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 플랜트 저널
• /
• 제12권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 2016

최근 늘어가는 에너지 수요를 화석연료에만 의존 할 수 없게 되면서 대체 에너지의 중요성이 대두되고 있으며, 이러한 상황에서 유기랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, 이하 ORC)등 산업체 폐열, 태양열, 지열, 해수 온도차 등의 저등급 에너지를 효과적으로 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 지역난방 축열시 회수수를 혼합하지 않고 ORC를 이용하여 하부사이클을 구성하여 성능해석 상용프로그램으로 작동유체 및 운전특성을 예측하였다. 지역난방수 운전조건인 열원 온도 $120^{\circ}C$, 열원 유량 $163m^3/h$(회수수 유량을 고려한 값)로 하고 이 온도에 적합한 다수의 작동유체를 선정하여 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타난 R245fa의 경우 269.2kW출력과 6.37%효율을 얻을 수 있었다. 또한 ORC 시스템의 응축기 압력변화에 따라 지역난방 회수수 온도가 $57.3{\sim}85^{\circ}C$범위에 형성됨으로서 보일러 입구온도상승에 따른 연료 절감 효과가 예상되었다.

• 에너지공학
• /
• 제7권2호
• /
• pp.231-240
• /
• 1998

CFC계 냉매에 의한 지구환경문제 야기, 여름철 피크전력의 증가뿐만 아니라 열회수 시스템에서의 손실로 인하여 고성능 흡수냉동시스템의 개발은 이 문제를 해결할 수 있는 유망한 방법중의 하나이다. 하수처리수를 이용한 흡수식 냉동시스템은 환경보호와 에너지 보존의 측면에서 유용하다. 본 연구에서는 2중효용 병렬 및 직렬방식에 대한 사이클 시뮬레이션 해석을 수행하였다. 신작동매체로 LiBr+LiI+LiCl+LiNO3 용액을 선택하였다. 이 연구의 주된 목적은 흡수기와 응축기의 냉각수로써 하수처리수를 효과적으로 이용할 수 있는 가능성을 평가하는 것과 2중효용 병렬과 직렬방식에 영향을 미치는 신작동매체의 특성을 파악하고 최적설계조건을 찾고자 하는 것이다. 본 연구에서 사이클 시뮬레이션을 통하여 신작동매체를 사용하는 흡수식 냉동기의 특성을 파악했으며 이를 기존의 LiBr 수용액을 사용하는 흡수식 냉동기와 비교평가하였다. 신작동매체를 이용한 흡수식 냉동기는 LiBr 수용액을 사용하는 경우보다 COP의 향상과 시스템의 소형화가 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권2호
• /
• pp.85-91
• /
• 2016

내연기관 자동차와 달리 전기자동차는 배터리 폐열이 부족하여 실내 난방을 위해 추가적으로 PTC 히터를 사용하고 있지만 전력소모가 큰 단점이 있다. 최근 이러한 단점을 보완할 수 있는 히트펌프 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 히트펌프의 운전특성 해석을 위해 MATLAB/SIMULINK$^{(R)}$환경에서 R134a 히트펌프 모델과 캐빈 모델을 개발하였다. 모델은 여름과 겨울에서 히트펌프의 작동 특성에 따른 실내 온도변화를 나타낼 수 있으며, 모델 검증은 구성품 수준에서 응축기와 증발기의 용량 비교를 수행하였다. 또한 동일한 냉방조건에서 캐빈온도 변화 비교를 통해 캐빈 모델을 검증하였다. 해석 결과 전동압축기 소비전력은 모든 외기온도 조건에서 PTC 히터 보다 낮은 것으로 나타났다. 또한 영하조건에서 히트펌프의 난방용량이 부족한 현상에 대해 폐열회수를 적용하여 효율적인 난방 작동을 할 수 있는 조건을 분석하였다.