Recently, the rapid development of the semiconductor industry induces the prompt technical progress in the area of device integration and the application of large diameter wafers for the price competitiveness. As a result of the usage of large wafers in the semiconductor industry, the silicon carbide components which have layers of silicon carbide on graphite or RBSC substrates is getting widely used due to the advantages of SiC such as high hardness and strength, chemical and ionic resistant to all the environments superior than other ceramic materials. For the uniform and homogeneous deposition of silicon carbide on these huge components, it needs to know about the gas flow in the CVD reactor, not only for the delicate adjustment of the process variables but more essentially for the cost reduction for the shape change of specimens and their holders on the stage of reactor. In this research, the CFD simulation is challenged for the prediction of the inner distribution of the gas velocity. Chemical reaction simulation is used to predict the distribution of concentration of the reacting gas with the rotating velocity of the stage. With the increase of the rotating speed, more uniform distribution of the reacting gas on the surface of the stage was obtained.
The thermal pyrolysis of chlorodifluoromethane (R22) for producting tetrafluoroethylene (TFE) has been studied using the tubular reactor designed by the authors. The reaction temperature over $600{\sim}850^{\circ}C$, residence time over 0.005~0.6 sec, and steam/R22 ratio 3 to 30 were varied through experiments to analyze the effect of these variables on the conversion of R22 and selectivity for TFE. We have provided the guidelines for the optimal operation and design for the pyrolysis reactor. With increasing the dilution ratio, not only the conversion of R22 but also the selectivity for TFE increase. The optimum range of reaction temperature was $700{\sim}750^{\circ}C$ and the residence time 0.07~0.1 sec. In the kinetic study, first order rate equation was fitted well with the experimental data. This indicates that the main reaction step is a $CF_2$ generation from R22 pyrolysis. The range of activation energy for the rate constant was obtained 44.7~48 kcal/mol.
Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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1998.10a
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pp.15-18
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1998
Membrane reactors are systems which combine a chemical reactor with a membrane separation process allowing to carry out simultaneously conversion and product separation. The catalyst can be immobilized on the membrane or simply compartmentalized in a reaction space by the membrane. Membrane reactors are today investigated to produce optically pure isomers and/or resolve racemic mixture of enantiomers. The interest towards these systems is due to the increasing demand of enantiomerically pure compounds to be used in the pharmaceutical, food, and agrochemical industries. In fact, enantiomers can have different biological activities, which often influence the efficacy or toxicity of the compound. On the basis of current literature there are basically two schemes on the use of membrane technology to produce enantiomers. In one case, the membrane itseft is intrinsically enantioselective: the membrane is the chiral system which selectively separates the wanted isomer on the basis of its conformation. In the other, a kinetic resolution using an enantiospecific biocatalyst is combined with a membrane separation process; the membrane separates the product from the substrate on the basis of their relative chemical properties (i.e. solubility). This kind of configuration is widely used to carry out kinetic resolutions of low water soluble substrams in biphasic membrane reactors [Giomo, 1995, 1997; Lopez, 1997]. These are systems where enzyme-loaded membranes promote reactions between two separate phases thanks to the properties of enzymes, such as lipases, to catalyse reactions at the org ic/aqueous interface; the two phases are maintained in contact and separated at the membrane level by operating at appropriate transmembrane pressure. A schematic representation of biphasic membrane reactor is shown in figure 1, while an example of enantiospecific reaction and product separation carried out with these systems is reported in figure 2.
Nano-sized $BaNd_2Ti_5O_{14}$ powders were prepared by the spray pyrolysis process. Sucrose used as the organic additive enabled the formation of nano-sized $BaNd_2Ti_5O_{14}$ powders. The powders prepared from the spray solution without sucrose had a spherical shape, dense structure and micron size before and after calcination. However, the precursor powders prepared from the spray solution with sucrose had a large size, and hollow and porous morphology. The precursor powders had an amorphous crystal structure because of the short residence time of the powders inside the hot wall reactor. The complete decomposition of sucrose did not occur inside the hot wall reactor. Therefore, the precursor powders obtained from the spray solution with sucrose of 0.5M had a carbon content of 39.2wt.%. The powders obtained from the spray solution with sucrose of 0.5M had a slightly aggregated structure of nano-sized primary powders of $BaNd_2Ti_5O_{14}$ crystalline phase after calcination at $1000^{\circ}C$. The calcined powders turned into nano-sized $BaNd_2Ti_5O_{14}$ powders after milling. The mean size of the $BaNd_2Ti_5O_{14}$ powders was 125 nm.
Halim, Ronald;Utama, Robert;Cox, Shane;Le-Clech, Pierre
Membrane and Water Treatment
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v.1
no.4
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pp.283-296
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2010
During the disinfection of potable water, humic substances present in the solution react with chlorine to form potential carcinogenic compounds. This study evaluates the feasibility of using a submerged membrane photocatalysis reactor (SMPR) process for treatment of humic substances through the characterization of both organic removal efficiency and membrane hydraulic performance. A simple SMPR was operated and led to the removal of up to 83% of the polluting humic matters. Temporal rates of organic removal and membrane fouling were found to decrease with filtration time. Using tighter membrane in the hybrid process resulted in not only higher organic removal, but also more significant membrane fouling. Under the experimental conditions tested, optimum $TiO_2$ concentration for humic removal was found to be 0.6 g/L, and increasing initial pollutant concentration expectedly resulted in a more substantial membrane fouling. The importance of the influent nature and pollutant characteristics in this type of treatment was also assessed as various water sources were tested (model humic acid solution vs. local water containing natural organic matters). Results from this study revealed the promising nature of the SMPR process as an alternative technique for organic removal in the existing water treatment system.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.18
no.3
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pp.101-104
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2008
GaN films were grown on the vertical and horizontal reactors by the hydride vapour phase epitaxy (HVPE). The structural and optical characteristics of the GaN films were investigated depending on the reactor-type. GaN epilayers were characterized by double crystal X-ray diffraction (DC-XRD), transmission electron microscopy (TEM) and photoluminescence (PL). Surface defects of two kinds of the GaN films were revealed by the wet chemical etching method, using $H_3PO_4$ acid at $200^{\circ}C$ for 8 minutes. Hexagonal etch pits were analyzed by optical microscopy and SEM. Etch pit densities were calculated to be approximately $1.4{\times}10^7$ and $1.2{\times}10^6\;cm^{-2}$ for GaN layers grown on horizontal and vertical reactors, respectively. Those results show GaN grown in the vertical reactor having a better quality of optical properties and crystallinity than that in the horizontal reactor.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.22
no.3
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pp.386-401
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2011
Mathematical models for various steps in coal gasification reactions were developed and applied to investigate the effects of operation parameters on dynamic behavior of gasification process. Chemical reactions considered in these models were pyrolysis, volatile combustion, water shift reaction, steam-methane reformation, and char gasification. Kinetics of heterogeneous reactions between char and gaseous agents was based on Random pore model. Momentum balance and Stokes' law were used to estimate the residence time of solid particles (char) in an up-flow reactor. The effects of operation parameters on syngas composition, reaction temperature, carbon conversion were verified. Parameters considered here for this purpose were $O_2$-to-coal mass ratio, pressure of reactor, composition of coal, diameter of char particle. On the basis of these parametric studies some quantitative parameter-response relationships were established from both dynamic and steady-state point of view. Without depending on steady state approximation, the present model can describe both transient and long-time limit behavior of the gasification system and accordingly serve as a proto-type dynamic simulator of coal gasification process. Incorporation of heat transfer through heterogenous boundaries, slag formation and steam generation is under progress and additional refinement of mathematical models to reflect the actual design of commercial gasifiers will be made in the near futureK.
An atmospheric plasma pre-treatment method was applied to PU foam, Leather (Action), Rubber to improve its adhesion using solvent and water soluble type pressure sensitive adhesion in atmospheric plate type reactor. In order to investigate the optimum reaction condition of plasma treatment, type of reaction gas (nitrogen), rate of gas flow (30~100 mL/min), and reaction time (0~30 s) were examined in a plate plasma reactor. The result of the surface modification with respect to the treatment procedure was characterized by using SEM. Due to a de-crease of the contact angle of various materials, the greatest adhesion strength was achieved at optimum condition such as flow rate of 100 mL/min, reaction time of 10 second for an atmospheric plasma treatment of the PU foam, EVA foam, Leather (Action) and Rubber also resulted in the improvement of the adhesion.
Hydrogen is an alternative fuel for the future energy which can reduce pollutants and greenhouse gases. Synthesis gas have played an important role of synthesizing the valuable chemical compound, for example methanol, DME and GTL chemicals. Renewable biomass feedstocks can be potentially used for fuels and chemical production. Current thermal processing techniques such as fast pyrolysis, slow pyrolysis, and gasification tend to generate products with a large slate of compounds. Lignocellulose feedstocks such as forest residues are promising for the production of bio-oil and synthesis gas. Pyrolysis and gasification was investigated using thermogravimetric analyzer (TGA) and bubbling fluidized bed gasification reactor to utilize forest woody biomass. Most of the materials decomposed between $320^{\circ}C$ and $380^{\circ}C$ at heating rates of $5{\sim}20^{\circ}C/min$ in thermogravimetric analysis. Bubbling fluidized bed reactor were use to study gasification characteristics, and the effects of reaction temperature, residence time and feedstocks on gas yields and selectivities were investigated. With increasing temperature from $750^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$, the yield of char decreased, whereas the yield of gas increased. The gaseous products consisted of mostly CO, CO2, H2 and a small fraction of C1-C4 hydrocarbons.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.21
no.6
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pp.587-594
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2010
Hydrogen is an alternative fuel for the future energy which can reduce pollutants and greenhouse gases. Synthesis gas has played an important role of synthesizing the valuable chemical compounds, for example methanol, DME and GTL chemicals. Renewable biomass feedstocks can be potentially used for fuel and chemicals. Current thermal processing techniques such as fast pyrolysis, slow pyrolysis, and gasification tend to generate products with a large slate of compounds. Lignocellulose feedstocks such as forest residues are promising for the production of bio-oil and synthesis gas. Pyrolysis and gasification was investigated using thermogravimetric analyzer (TGA) and bubbling fluidized bed gasification reactor to utilize forest woody biomass. Most of the materials decomposed between $320^{\circ}C$ and $380^{\circ}C$ at heating rates of $5{\sim}20^{\circ}C$/min in thermogravimetric analysis. Bubbling fluidized bed reactor was used to study gasification characteristics, and the effects of reaction temperature, residence time and feedstocks on gas yields and selectivities were investigated. With increasing temperature from $750^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$, the yield of char decreased, whereas the yield of gas increased. The gaseous products consisted of mostly CO, $CO_2$, $H_2$ and a small fraction of $C_1-C_4$ hydrocarbons.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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