• 대한기계학회논문집B
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• 제33권3호
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• pp.149-155
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• 2009

In this work a numerical study to find the characteristics of the internal flow and mixing process has been conducted in a static mixer used in the system of catalytic combustor of the fuel cell power plant. After introducing the model description and final governing equations the present numerical approach is applied to the analysis of static mixer, which may have one or more helical elements inside the circular tube by changing such various parameters as incoming mass flow rates and the number of helical elements. The results show that although the static mixer is efficient in mixing fuel and air, more optimization processes are required to achieve the appropriate mixing characteristics in front of the honeycomb type catalytic combustor used in the MCFC power plant

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권11호
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• pp.870-877
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• 2008

Numerical analysis is applied to model Pt-catalyzed reaction in a micro-scale combustor fueled by butane. The reaction constants of catalytic oxidation are determined from plug flow model with the experimental data. Orders of magnitude between the chemical reaction rate and the mass transfer rate are carefully compared to reveal which mechanism plays a dominant role in the total fuel conversion rate. For various conditions of fuel flow rate and surface temperature, the profiles of Sherwood number are investigated to study the characteristics of the mass transport phenomena in the micro-tube combustor.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권3호
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• pp.237-242
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• 2009

MEMS catalytic combustors were fabricated to use in micro-power sources as a heat source. The combustor was fabricated by photolithography and anisotropic wet etching of photosensitive glass wafers. Two different catalyst loading methods were used to complete the fabrication of the combustors. For thin film type, the $Al_2O_3$ was washcoated on the surface of the combustion chamber as a catalyst support, and for packed-bed type, ceramic foam was inserted after Pt was coated. The volume of the combustors was 1.8 $cm^3$ and 16W of heat was generated using the fabricated combustors with hydrogen. The energy density of combustor was about 8.9 W/$cm^3$.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1815-1820
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• 2008

Self-catalytic behavior of combustion-synthesized carbon nanotubes (CNTs) is evaluated using a double-faced wall stagnation flow burner with a CNT-deposited stainless steel plate wall. CNT formation is observed using field-emission scanning and transmission electron microscopies and Raman spectroscopy. A self-catalytic behavior of multi-walled CNTs (MWCNTs) shows the enhanced ratio of channel diameter to tube wall thickness and the enhanced intensity ratio of G-band to D-band in Raman spectroscopy, implying that the quality of metal-catalytic, flame-synthesized MWCNTs can be much improved via a CNT self-catalytic flame-synthesis process. Thus, using a DWSF burner through the self-catalytic process has potential in mass production of CNTs having much improved quality.

• 동력기계공학회지
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• 제7권3호
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• pp.12-17
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• 2003

The purpose of this study is to observe the purification characteristics of NOx, CO and HC in various catalysts and excess air ratio conditions. For this purpose, we installed various catalysts on the back stream of the coaxial diffusion burner with swirler. As the result, in the case of NOx, Pt-Rh catalyst shows very high value that is more than 90%-conversion efficiency without the relation with the excess air ratio. After excess air ratio of ${\alpha}=1.14$, it shows that the conversion efficiencies were more than 80% in the every Pt catalyst in the view of conversion of every exhaust with changing of the excess air ratio.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.863-870
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• 1999

본 연구에서는 촉매로 Co-Mn-Br계를 사용하고, 상대적으로 온화한 반응조건에서 2,6-Dimethylnaphthalene(DMN)의 산화 반응 특성과 촉매가 반응에 미치는 영향을 고찰하였다. 이를 위해 $2{\ell}$의 회분식 반응기를 이용하여 촉매의 농도를 조절하며 실험하였다. 먼저 반응시간에 따른 반응중간생성물의 농도변화를 분석하여 반응경로를 확인하였고, 그 결과 2-formyl-6-naphthoic acid, 2-methyl-6-naphthoic acid, 그리고 2-hydroxymethyl-6-methylnaphthalene이 반응중간물임을 확인할 수 있었다. 또한, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid(NDA)의 수율은 Co와 Br의 농도에 많은 영향을 받는다는 것을 알 수 있었고, 제품의 품질 척도 중 하나인 color-b는 Mn의 농도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났으며, 용매연소는 Mn과 Br의 농도조절로 줄일 수가 있었다. 조촉매로 Ce/Cu 화합물을 첨가함으로 NDA의 수율을 증가시키고 용매연소를 줄이는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제20권5호
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• pp.431-437
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• 1976

연탄 연소가스중의 일산화탄소와 산소 사이의 반응을 몇가지 촉매에 대해 조사했다. 이산화망간, 산화 동 및 그 혼합촉매를 사용하였으며, 그 실효반응 온도(effective reaction temperature)는 각각 다음과 같다. 즉, $MnO_2$ 단독촉매 및 30% $MnO_2$-70% CuO 혼합촉매는 $250^{\circ}C,\;CuO$는 $450^{\circ}C$, 50% $MnO_2$-50% CuO는$200^{\circ}C$, 70% $MnO_2$-30% CuO는$180^{\circ}C$였다. 실효반응온도 이하에서 일산화탄소의 산화율은 일산화 탄소의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 실효반응 온도 이상에서는 변화가 없었다. 반응기 내 체재시간은 0.9 ∼ 1.8초의 범위 내에서는 일산화탄소 산화반응에 조금도 영향을 주지 않았다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.54-60
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• 2008

본 연구에서는 오리멀젼 연소 발전소 SCR 설비의 최적 운전과 폐촉매의 재생 기술개발을 위해 기초가 되는 촉매의 피독정도와 원인을 촉매의 특성 분석 및 반응 시험을 통해 규명하였다. 시험 결과 비활성화된 촉매의 활성은 350$\sim$450$^{\circ}C$의 반응온도에서 약 5$\sim$10% 감소하였으며 SO$_2$의 산화율은 약 0.59% 증가하였다. 성분 분석 결과, 다량의 V, Mg, S 성분이 비활성화된 촉매에서 증가하였으며 이중 V 성분과 S 성분은 오리멀젼 연료 성분에 기인하고 Mg 성분은 V에 의한 SO$_2$의 SO$_3$로의 산화를 방지하기 위해 주입되는 MgO 성분에 기인한다. 촉매담체의 결정구조는 신촉매의 결정구조와 같은 anatase 형태의 결정구조를 유지하여 운전에 따른 촉매의 열적 소결현상은 관찰되지 않았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.132.1-132.1
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• 2010

Anode off-gas of high temperature fuel cells such as MCFC still contain combustible components such as hydrogen, carbon monoxide and hydrocarbon. Thus, it's very important to fully burn anode off-gas and use the generated heat in order to increase system efficiency. In the present study, catalytic combustors have been applied to high temperature MCFC system so that the combustion of anode-off gas can be boosted up. Since the performance of catalytic combustor directly depends on the combustion catalyst, this study has been focused on the experimental investigation on the combustion characteristics of multiple commercial catalysts having different structures and compositions. In order to determine the design conditions of the catalytic combustor, parameters such as inlet temperature, space velocity and excess air ratio have been varied and optimized for combustor design. Results show that $H_2$ in off-gas assists $CH_4$ combustion in a way that it decreases minimum inlet temperature limit and increases maximum space velocity while keeping high fuel conversion efficiency.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.114.2-114.2
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• 2010

마이크로 반응기술은 작은 반응기 부피, 높은 열전달, 넓은 반응 면적/부피 및 정확한 반응시간 조절이 가능하기 때문에 화학공정의 고집적화, 반응 선택도의 향상 및 안전도 향상을 꾀할 수 있는 장점이 있다. 이러한 마이크로 반응 기술을 중소형 천연가스 및 국내에서 소규모로 국지적으로 발생하는 메탄의 활용 방안으로서 개발함은 청정 합성유를 제조함으로서 석유 자원의 고갈과 고유가에 대비하여 에너지 자원의 다변화 및 자립을 확보 할 수 있다. 본 연구에서는 마이크로 반응기술을 적용한 미세 유로 반응기(Micro Channel Reactor)를 사용하여 메탄 스팀 개질 반응 특성을 연구하였다. 미세유로 반응기는 내부 홀이 존재하는 plate를 적층함으로 반응기내에 반응가스가 이동할 수 있는 미세유로가 존재하게 하였다. 이러한 미세유로는 반응기의 크기가 작음에도 반응기내에서 반응가스가 충분히 반응할 수 있는 시간과 높은 열전달 효율을 가질 수 있게 한다. 메탄 스팀 개질 반응에 사용된 촉매는 Ni 촉매를 사용하였고, 반응에 필요한 열원으로는 수소 연소에서 발생한 열을 사용하여 반응을 유도하였다. 본 반응기는 외부의 열원을 사용하지 않고, 반응기 내부의 수소 연소에서 발생한 열을 사용함으로 적은 발생 열만으로 메탄 스팀 개질 반응에 필요한 에너지를 얻을 수 있고, 열의 손실이 적다. 또한 메탄 스팀 개질 반응으로 발생한 일부의 수소를 열원으로 이용하여 에너지 사용면에서도 효율적인 반응 공정이다.