• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.75-78
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• 2007

천연가스의 수증기 및 이산화탄소 복합 개질은 탄화수소화합물과 이산화탄소를 원료로 사용하여 수소를 생산하는 공정으로, 온실가스로 지목되고 있는 주요 화합물을 수소와 일산화탄소 혼합 가스로 전환시켜 합성 반응 또는 연료전지에 사용할 수 있도록 해준다. 본 연구에서는 $MgAl_2O_4$를 지지체로 하는 니켈계 촉매를 제조하여 수증기 및 이산화탄소 복합 개질 반응에 사용하였으며, 기존의 수증기 개질촉매 적용 시 문제가 되었던 탄소 침적에 의한 촉매 비활성화를 피할 수 있었다. 개발된 촉매 레시피를 바탕으로 펠릿 촉매를 제조하여 0.1 bpd규모의 Fischer-Tropsch 합성 반응에 적용 가능한 튜브형 반응기에 적용하여 수증기 및 이산화탄소 복합 개질 반응을 실시하였으며, 반응기의 온도 구배, 가스 조성 변화를 관찰하였다. 반응 조건에 따른 촉매 및 반응기의 성능 최적화를 실시하여 최적 촉매 및 반응기 성능을 모색하고자 하였다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.746-752
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• 2017

High test hydrogen peroxide has been widely developed as green propellant for thrusters. Hydrogen peroxide is decomposed in the catalyst bed to produce the thrust. Catalyst bed design optimization is considered through existing model for catalyst beds. To verify the model, static firing tests were conducted under various conditions using a 100 N scale $H_2O_2$ monopropellant thruster. Temperature and pressure estimations from the model were well correlated to the experimental data. The model is used to obtain optimal design parameters by analyzing the catalyst capacity and pressure drop data for various simulated conditions. Catalyst beds can be optimized from the analysis of the catalyst capacity and pressure drop correlation through catalyst bed modeling.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.109-112
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• 2007

유동층 반응기를 이용한 프로판의 촉매 분해는 $CO_2$를 방출하지 않고 수소를 생성하는 새로운 방식이다. 카본블랙을 이용한 프로판 분해는 메탄보다 상대적으로 분해가 잘되며, 같은 온도에서 전환률이 높기 때문에 수소 생성량이 더 많다. 촉매로 사용된 카본블랙은 반응 중 생성되는 탄소의 침적에도 불구하고 8시간 이상 촉매의 활성이 유지되어 전환율이 일정하게 유지되었다. 프로판 촉매 분해 실험은 상압에서 600 ${\sim}$ $800^{\circ}C$ 온도 변화 실험을 수행하였고, 가스 유속 변화는 2.0 ${\sim}$ $4.0U_mf$에서 실험 조건 변화에 따른 실험을 하였다. 온도, 유속 변화에 따른 생성 가스의 몰분율과 프로판 전환율을 분석하였다. 프로판 분해에 의해 생성된 기체는 수소뿐만 아니라 메탄, 에틸렌, 에탄, 프로필렌과 분해되지 않은 프로판이 배출되었다. 수소를 제외한 여타 가스들은 고온에서 실험을 할수록 몰비가 줄어들었다. 고온에서 프로판의 전환율과 수소 수득률이 증가하였다. 프로판 분해 실험 전후의 카본블랙 표면의 변화는 FE-TEM으로 관측하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.5
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• pp.497-502
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• 2014

The conversion reaction of methane and carbon dioxide at an atmospheric pressure plasma reactor filled with Ni-$Al_2O_3$ and Ni-$MgAl_2O_4$ catalyst was performed. Effects of various process parameters such as the applied electric power, reaction gas flow rate, reactor temperature, mixing ratio of reactants and the presence of the catalyst on the reaction between methane and carbon dioxide were analyzed. From the analysis of the contribution of the catalyst in the reaction step, even if the temperature raised to $400^{\circ}C$, there was no spontaneous catalytic conversion of methane and carbon dioxide without plasma discharges. When the catalysts for the conversion of methane and carbon dioxide would be adopted to the plasma reactor, the careful selection of suitable catalysts and process parameters should be essential.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.109-112
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• 2008

A performance of micro thruster was measured with catalyst bed that was prepared by different catalyst loading condition for the optimization of catalyst bed size. Among the catalyst loading conditions, pH level of precursor solution was changed by several solutions like Nitric acid or Sodium hydroxide. For the each case, it was heated at different drying temperatures that can affect the phase of catalyst loaded on support. From these results, it was studied that the effect of catalyst loading condition on the performance. 90wt% hydrogen peroxide was used as a monopropellant, and platinum was chosen as a catalyst. Characteristic velocity efficiency and temperature efficiency were used for the performance evaluation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.4
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• pp.619-625
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• 1995

발전소 계통의 부식의 원인은 여러가지가 있으나 그 중 용존산소에 의한 덴팅이나 점식등은 증기발생기에 심각한 영향을 줄 수 있다. 용존산소를 제거하는 방법은 기계적 방법과 환원제를 사용하는 화학적 방법, 그리고 촉매를 이용하는 방법등이 있는데 이중 촉매를 이용하는 방법이 우수한 것으로 평가되고있다. 본 연구는 촉매탑을 이용하여 용존산소를 제거하는 공정에 있어서 여러가지 촉매를 사용하여 용존산소가 제거되는 것을 실증하였고 각 촉매의 성능을 비교하였다. 그 결과 Lewatit OC-1045 촉매가 가장 우수한 성능을 보였다. 촉매탑 실험시 물질전달 계수를 측정하고 이 값과 촉매탑 모델링을 이용하여 실제 발전소 계통에 부착시켜 응용할 수 있는 촉매탑 설계를 수행하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.05a
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• pp.98-102
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• 1994

천연가스의 주성분인 순수 메탄에 대한 촉매 산화반응은 Pd촉매가 가장 양호하나 LP가스의 주성분인 프로판에 대해서는 Pt촉매가 가장 양호한 결과를 보였다. 그러나 유황 피독된 Pd촉매는 메탄에 대해 영구피독 현상을 보였고, fresh한 Pd촉매는 연료 중 미량의 유황분량에 의해 반응 개시온도가 지연되는 경향을 보였다. 이와 같은 촉매독 영향이 적은 Rh촉매버너를 개발하여 8000시간 이상 성공적인 연소 실험을 하고 있으며 C 방적의 염색 시험기에 적응 실험한 결과 기존의 적외선 전기 건조기에 비해 에너지 절감은 약30-40%를 기하였고 연료비는 70-80%의 절약효과를 얻었다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2002.04a
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• pp.311-312
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• 2002

환경분야에서 광촉매는 주로 오염물질의 광분해처리에 이용되고 있는데, 기존에 사용되고 있는 광분해 방법은 광촉매 미립자를 수용액에 슬러리 형태로 분산시키거나 fixed bed, fluidized bed에 부착시킨 형태의 반응기들이다. 실험적 수준의 연구로부터 얻어진 여러 연구 결과에 의하면 슬러리 형태의 반응기가 고정화 촉매 반응기보다 효율이 더 높은 것으로 보고되고 있다. 그러나 엔지니어링 관점에서 슬러리형 반응기는 촉매의 재활용과 정화 처리 후 촉매입자를 유체로부터 분리해야하는 결점이 있다. (중략)

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.5
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• pp.531-537
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• 2014

A catalytic plasma reactor was employed for the oxidation of isopropyl alcohol (IPA) classified as a volatile organic compound (VOC). Copper oxide (Cu : 0.5% (w/w)) supported on a multichannel porous ceramic consisting of ${\alpha}-Al_2O_3$ was used as a catalyst, which was directly exposed to the plasma created in it. The effects of discharge voltage and reaction temperature on the concentrations of IPA and its byproducts were examined to understand the behavior of the catalytic plasma reactor. Without thermal insulation, the reactor temperature increased up to $120^{\circ}C$ at an applied voltage of 17 kV (discharge power : 28 W), and the IPA at a flow rate of $1L\;min^{-1}$ ($O_2$ : 10% (v/v); IPA : 1000 ppm) was completely removed. At temperatures below $120^{\circ}C$, however, besides the desirable product $CO_2$, several unwanted byproducts such as acetone, formaldehyde and CO were also formed from IPA. On the other hand, when the reactor was thermally insulated, the plasma discharge increased the temperature up to $265^{\circ}C$ under the same condition and most of IPA was oxidized to $CO_2$. Without loading CuO on the ceramic support, the plasma discharge in the thermally insulated reactor produced nearly equal amounts of $CO_2$ and CO. On comparison, with the catalyst alone (temperature : $265^{\circ}C$), more than 70% of the removed IPA was simply converted into another type of VOC (acetone), indicating that the catalyst assisted by the plasma is more effective in the oxidation of IPA than that of the catalyst-alone process.