• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.10
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• pp.1013-1018
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• 2011

The charging of 10-nm-class nanoparticles in an electrostatic precipitator (ESP) according to particle charging ratio has been investigated and compared to the diffusion effect of the nanoparticles. The competition between the charging probability and the diffusion loss effect determines the collection efficiency of nanoparticles in the ESP. The collection efficiency of nanoparticles decreased continuously with decreasing particle diameter. This indicates that the partial charging effect of 10-nm-class nanoparticles is more dominant than their diffusion loss effect in the ESP for nanoparticles in the particle size range of less than 10 nm. The charging ratios based on unipolar diffusion charging calculations were in good agreement with the experimental collection efficiencies for nanoparticles less than 10 nm in diameter.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.5
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• pp.983-987
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• 2008

Computational simulation has been performed to design optimally the filtration system for IGCC pilot plant. It was analyzed how the different inflow pattern influences the flow field and the particle behavior in a filter vessel. The particle loading onto the filter surface lowers significantly and decreases dramatically with particle size when the dusty gas flows into the filter vessel with a shroud tube through a tangential inlet setup tangentially on the vessel outer wall. However, the particle loading is considerably high when the dusty gas enters the filter vessel through a normal inlet setup vertically on the vessel top wall, and the decrease of the particle loading with particle size is not steeper compared with the tangential inflow pattern.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.639-650
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• 2000

The main object of this study was to investigate experimentally the characteristics of cyclone-bag filter with bottom inlet to decrease the high pressure drop which was one of main problems of fabric bag filter. The experiment was executed for the analysis of collection efficiency and pressure drop(specially, pressure drop of fabric filter) characteristics of the cyclone-bag filter in comparison with those of general fabric bag filter with various experimental parameters such as the inlet velocity, dust loading and variation of vortex region, etc. In the results, the tangential inlet type showed higher collection efficiency for submicron particles below $1{\mu}m$ in diameter than of center inlet, and over 99% for overall collection efficiency. For the inlet particle concentration $100mg/m^3$, pressure drop reduction ratios were shown as 15~38% with the inlet velocity in case of large bag, while 30~48% for small bag due to the increase of vortex region.

• 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.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2004.04a
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• pp.1963-1968
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• 2004

A collection efficiency of cyclone is influenced by cut-size and slope of grade efficiency curve. It has been recognized that the collection efficiency is improved when the cut-size is reduced. However, effects of the slope have never been studied so far. In this study, we analyze a relationship between slope of grade efficiency and collection efficiency in two-stage cyclones. In single stage cyclones, higher slope cyclones have high efficiency. On the contrary to single stage cyclone, collection efficiency of two-stage cyclone have the maximum value when the first cyclone has a lower slope and second cyclone is high.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.313-317
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• 1995

최근 환경오염이 심각한 사회문제로 대두됨에 따라 환경오염원을 제거하기 위한 여러 가지의 집진장치가 개발되고 있는데 화력발전소에서는 건식정전집진장치(dry electrostatic precipitator)를 이용하고 있다. 건식정전집진장치는 햄머(hammer) 방식의 충격장치를 설치하여 집진극과 방전극에 충격을 가함으로써 충격력을 극대화시키고 높은 분진박리 효과를 꾀하고 있는데 환경오염원이 되고 있는 집진판의 분진의 분리율을 높이기 위해서는 집진판의 전체 영역에서 분진을 동일하게 떨어뜨릴 수 있는 충격장치가 설계되어야 하는데, 이를 위해서는 충격하중에 따른 집진판의 진동 형태를 정확하게 분석하여야 한다. 본 연구에서는 집진판의 충격하중에 따른 진동의 형태를 분석하기 위해 펄스 레이저를 이용한 2중 노출 홀로그래피 시스템을 구성하였다. 홀로그래픽 간섭계는 이미 오래 전에 개발된 레이저 응용 계측기법으로서 주로 정현적인 진동을 하는 진동체의 진동 현상을 연구하는 데에 많이 사용되어 왔는데 그 기술 개발은 상당한 수준에 있다. 그러나 종래의 기술들은 주로 헬륨-네온(He-Ne)레이저와 같은 연속 레이저(continuous wave laser)를 이용한 기술들인데 최근에는 루비(ruby) 레이저와 같은 펄스 레이저 (pulse laser)를 이용한 기술이 많이 응용되고 있다. 이 펄스 레이저 홀로그래픽 간섭계를 Gottenberg는 응력파에 의해서 발생된 변형을 측정하기 위해 사용하였고 Aprahamian등은 보(beam)와 평판의 굽힘파(bending wave)의 전파 특성 연구에 이용하였다. 그 실험적 결과는 수치적 해석 결과와 비교되어 매우 좋은 일치성을 보였는데 이러한 펄스 레이져 홀로그래픽 간섭계 기법의 주요 장점은 어떠한 특정한 순간에 관찰하고자 하는 시험편의 전체 영역의 파동 전파 형상을 관찰할 수 있다는 것이다. 따라서 본 연구에서는 펄스 레이저를 응용한 2중 노출 홀로그래피법(double exposure holography method)을 이용해서 집진판에 충격하중이 가해졌을 때 발생하는 진동이 발생과 전파 특성을 충격하중의 방향에 따라서 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.7
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• pp.834-843
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• 2014

A two-stage electrostatic precipitator (ESP) using a carbon brush charger and a plate-plate parallel aluminum collector was developed and its application for removal of oil mist aerosols was investigated. Charge number per particle and particle collection efficiency at different applied voltage to the carbon brush charger were measured and compared to those obtained by theoretical calculations. A long-term operation of the ESP during 9 weeks was also performed to evaluate its performance durability for oil mists. Average charge number per mist particle increased with the applied voltage to the charger, and thus the collection efficiency of the mist particles also increased overall at the particle size range of 0.26 - 3 mm. The tendencies of the average charge number per particle and particle collection efficiency obtained from theoretical calculations were considerably consistent with those of the experimental results. Particle collection efficiency of ~99 % at 0.3 mm could be achieved by power consumption of only 0.0033 W/($m^3/h$) at the face velocity of 1 m/s and its collection performance maintained stably during every 8 hr operation per day for 9 weeks with little increase of pressure drop.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.15 no.3
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• pp.121-128
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• 2007

The purpose of this study was to investigate the removal efficiencies of HCl in dry reactor and Bag-Filter system. The bicarbonate was used as adsorbent to measure the HCl removal rate. The performance of bicarbonate was evaluated to investigate the removal efficiency. It was analysed that the best operation condition in using bicarbonate in process. The operating parameters was residence time, stoichiometric ratio, temperature and pressure. The Residence time was 1.5 sec, stoichiometric ratio was 1SR, 1.25SR, temperature was $160^{\circ}C$, $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$ and the bag filter pressure was 210mmAq, 230mmAq, 250mmAq. In this study it was found that the stoichiometric ratio and pressure can be effected in removal of HCl however the removal efficiency do not depends on temperature. The best operating condition was on 1SR, 230mmAq and $180^{\circ}C$ respectively and in this condition the best removal rate was 99.50%.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.2
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• pp.229-236
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• 2018

A customized cleaning agent was investigated for improving the performance decreased by the pollution of collecting plates in an electric fume collector (EFC) which was developed and applied for the purification of effluent gas including oil mist from the textile industry. The pollutants on the surface of collecting plates were blackened by the condensation of oil mist for a long time and difficult to remove by general cleaning agents. The composition of an optimized cleaning agent consisted of alkali, alcohol, glycol and non-ionic surfactant sources was determined by considering the pollutant properties and effect on the damage of the basic metal of collecting plate and so on. The developed cleaning agent solution diluted by 9.1% was applied to the field test, and also the pollutants strongly adhered on collecting plate surfaces were successfully removed by a simple spraying method. The effluent gas purification efficiency of EFC increased significantly by cleaning of collecting plates.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.4
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• pp.445-449
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• 2005

Present study was designed to evaluate the practical application of triethyl amine(TEA) injection for improving the collection efficiency of electrostatic precipitator(ESP) connected to a real operating plant. The major fuels used at the domestic power stations were bituminous coals imported from Australia, China, South Africa, and USA. Although the values of the electric resistance would be more or less different according to the type of the coals used, the unique electric resistance values of fly ash from the coals were mostly higher than $1{\times}10^{12}\;{\Omega}-cm$ and therefore, back corona problems were always expected to occur in the electrostatic precipitator. The particulates concentrations, smoke concentrations and their electric resistivity measured at the outlet of ESP, and the inspection of collection indicated that the injection of TEA improved the collection efficiency of particulate at collection plates of ESP. The electric resistance for, fly ash with the injection concentration of TEA 15 ppm(Purity 99.7%) was lowered to $2.1{\times}10^{11}\;{\Omega}-cm$ after injection from $1.9{\times}10^{12}\;{\Omega}-cm$ before injection. Under this condition, the dust emission content at the stack was reduced to approximately 80%, lowering the average outlet concentrations of particulates from $70\;mg/Sm^3$ to $14\;mg/Sm^3$.