• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.05a
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• pp.146-149
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• 1995

석탄 가스화 복합발전 시스템(IGCC)에서 집진은 가스 터빈의 입자에 의한 마모와 침식으로부터의 보호와 분진 배출의 환경 규제를 만족하기 위한 필수 공정이다. 특히 고온고압에서 집진이 수행되면 시스템의 열효율 향상은 물론 가스정제 시스템을 간단히 함으로써 건설비와 운전비의 절감에도 큰 효과를 거둘 수 있다. 석탄 가스화 공정에서 평균 입경이 2 - 3$\mu\textrm{m}$의 입자가 10g/m이상으로 발생되는 농도를 10mg/m이하로 처리하기 위하여 많은 집진 시스템이 제안되고 있지만 IGCC에 도입하기 위한 집진시스템으로서 세라믹 캔들 필터가 제일 타당하다. 세라믹 캔들 필터로 절데 집진 일경이 5$\mu\textrm{m}$이하이고 전체 집진 효율을 99.6% 이상 수행할 수 있다. 세라믹 필터를 이용한 상용화 개발 현황은 현재 세계적으로 bench급, pilot급, 그리고 상용화급 IGCC공정에 도입되어 그 성능이 검정되고 있으며 본 시스템의 내구성과 안정성이 상용화에 충족한 것으로 판명되고 있다. 본 연구에서는 고온고압용 세라믹 필터 집진시스템을 개발하기 위하여 제작된 bench급 집진 공정 및 세라믹 필터설계의 기술적 문제점을 소개하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.12 no.3
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• pp.207-215
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• 2003

An experimental study on the characteristics of collection efficiency for electrostatic precipitator under the action of acoustic energy in the gas stream was performed. In the experiment, the acoustic energy which has 2 kHz and 141 dB was applied to electrostatic precipitator inlet, and the test parameters were used in terms of the magnitude of gas velocity. From the results of experiment, the collection efficiency of ESP was increased due to acoustic energy, and this effect was much clearer at high velocity. This means that the acoustic energy can play an important role in the enlargement of specific collection area of the electrostatic precipitator.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.149-150
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• 2001

산업공정에서 배출되는 입자상 오염물질은 인체 및 환경에 미치는 영향이 직접적이고 가시공해의 주된 원인이 되므로 인관 주민의 민원을 유발시키는 등 주요 지역현안 문제의 원인이 되고 있다. 먼지를 제거하기 위한 대표적인 기술로는 전기집진기, 여과집진기, 사이클론, 습식집진기를 들 수 있으며, 대규모 산업공정에서는 정전기적 힘에 의해 집진하는 전기집진기가 일반적으로 적용되고 있다. 전기집진기는 비교적 높은 효율의 집진 성능을 보장하나 전력소모량이 비교적 많으며 미세먼지, 특히 고비저항을 가진 먼지의 제거효율이 낮다는 단점을 가지고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2000.11a
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• pp.268-269
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• 2000

본 연구에서는 선진국에서 개발되어 상용화되고 있는 표면여과용 다공질 표면층 접합 집진필터를 대상으로 제조기술 조사, 성능 평가 및 비교 분석을 하였으며, 이를 통해 고효율 표면여과용 집진필터 개발을 위한 기반 기술을 축적하고 추후 연구개발 방향을 수립하고자 하였다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.259-260
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• 2012

산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

• Air Cleaning Technology
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• v.25 no.3
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• pp.39-49
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• 2012

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.461-468
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• 2019

Demand for improving dust removal efficiency in coal power plants and the dust removal requirement to the level of capturing fine particulate matter and ultrafine particles have been increasing. While bag filter and electrostatic precipitator (ESP) are typically used for dust removal in the processes operating at atmospheric pressure, metal filters or ceramic filters are employed for dust which is produced at high temperature/pressure system as in coal gasification. For dust removal at the high temperature/pressure conditions, two metal filters of five compressed/sintered layers were manufactured and applied to analyze the dust removal characteristics. Manufactured metal filters exhibited more than 99% dust removal efficiency on coal gasification fine particulates in mass basis. To evaluate the fine particulate removal efficiency of less than $2.5{\mu}m$, JIS standard fine sample was used and confirmed the removal efficiencies of 97% and 70~82% on the fine particulates of $1{\sim}2.5{\mu}m$ size range. For the size range of less than $1{\mu}m$, dust removal efficiency of manufactured metal filters significantly degraded with smaller particle size. Improving methods are proposed to overcome the limitations in applying to fine dust of less than $1{\mu}m$.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.10b
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• pp.167-170
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• 1996

석탄의 고압 유동층연소는 기존의 PC 보일러보다는 저온 연소로써 NOx의 발생이 억제되며 탈황제를 동시에 주입하여 SOx 발생을 줄일 수 있는 것이 큰 잇점으로서 석탄 신에너지 개발에 유력한 시스템이다. 본 시스템에서 집진은 연소가스 중의 입자가 고온고압에서 고속으로 터빈에서 충돌될 때 일어나는 터빈의 마모, 침식, 및 부식 등을 방지하기 위하여 필수적이다. PFBC 연소기에서 연소된 가스가 정제후에 바로 가스터빈에 주입되기 때문에 PFBC의 집진은 매우 가혹한 조건이다. 뿐만 아니라 차세대에 더욱 높은 열효율 향상과 가스터빈의 수명 연장을 위하여 집진조건이 더욱 가혹해지고 엄격해질 전망이다. 그 동안 PFBC 집진의 연구가 다방면으로 진행되고 있으나 상용화를 위한 준비가 아직 갖추어지지 않았으며 모든 집진 시스템이 잠정적인 문제점을 갖고 있다. 그 중에서도 세라믹 캔들 필터는 성능이 우수하고 가장 많은 운전경험을 갖고 있기 때문에 가장 가까운 시기에 상용화에 성공할 수 있는 집진 시스템이다. 본 고에서는 세라믹 캔들필터 개발의 현황과 핵심 개발과제에 대하여 논의코자 했다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2000.10a
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• pp.61-64
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• 2000

일반적으로 에어로졸 상의 고체입자에 대한 분리기술은 크게 전기집진기술과 여과집진기술, 습식기술 등으로 나눌 수 있다. 최근 연료의 탈황으로 인해 배출되는 먼지의 비저항성이 높아져 전기집진기술의 효율이 크게 떨어져 여과집진기술로 조금씩 대체되어가고 있다. 그러나 여과집진기술의 경우, Flow Gas 포집기작의 영향이 지배적이지 못한 l㎛ 미만의 입자들에 대한 제어가 효과적이지 못한 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 1㎛ 미만의 입자들에 대해 정전기력을 부여해서 전기적응집에 의한 입자성장을 유도하여 여과집진시에 필터 표면에 Dendrites Structure를 형성하게끔 유도하여 AP 증가율을 낮추고자 한다. 이에 따른 직접적인 효과는 탈진회수의 감소로 탈진시 소요되는 동력비의 감소와 탈진시 마모나 파손되는 여과포의 수명연장으로 실제 산업공정에 적용시 운전유지비의 감소효과를 꾀할 수 있을 것으로 사료된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.4
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• pp.423-428
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• 2010

Electrostatic precipitators (ESPs) used currently in industries for removing fine particles from semiconductors have to be made of expensive anticorrosive metallic materials in order to maintain their particle-removal performance. To satisfy the economical demands of industries, a novel ESP was developed; in this ESP, the charger is made of carbon fibers and collection plates consist of PET films among which an aluminum sheet is inserted. The ESP was evaluated by changing the voltages applied to the chargers and collection plates, flow rates, and number of charging channels. KCl particles with mean diameters of 100 nm were used, and a scanning mobility particle sizer was used to measure the changes in particle number concentrations upstream and downstream of the ESP. The experimental results showed that more than 90% of the particles were removed by using the ESP containing ionizers with nine channels and 65-mm collection plates at $500\;m^3/hr$ when voltages of 7 kV and 10 kV were applied to the ionizers and collection plates, respectively.