• 자원리싸이클링
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• 제28권2호
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• pp.40-45
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• 2019

전기로 공정은 스크랩을 재활용하여 주원료로 사용하고 아크에 의해 용해하며, 전력을 주 에너지로 사용한다. 슬래그 포밍은 전력에너지 저감에 중요한 요소 기술이다. 투입되는 가탄재(분탄)와 슬래그 중 FeO와의 반응과 용강 중의 카본과 투입되는 산소와의 반응에 의해 CO가스가 발생된다. 이러한 반응에 의해 발생된 CO가스는 슬래그에 포집되어 슬래그 포밍 현상이 일어난다. 전기로 제강 공정에서 일반적으로 가탄재는 가공분탄(무연탄)과 cokes를 사용하고 있다. 본 연구는 전기로 제강 공정에 사용되는 가탄재에 따른 슬래그 포밍의 영향을 조사하였다. 연구 결과 가공분탄 보다는 cokes에 의해 슬래그 포밍 높이가 증가 되었으며, 입도 $500{\mu}m$ 이하의 입자 함량이 증가할수록 포밍높이가 증가하는 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 조업에 적용한 결과, 슬래그 포밍높이 증가와 가탄재 원단위 저감, 전력에너지 저감의 효과를 얻었다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.677-681
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• 2018

본 연구에서는 탄소블럭의 고밀도화를 위하여 불소화 표면처리된 코크스와 바인더피치를 압축성형으로 탄소블럭을 제조하였다. 불소화 표면처리 후 코크스 표면에 불소원소는 XPS 분석을 통하여 최대 24.14 at%가 도입된 것을 확인하였다. 불소화된 코크스와 바인더피치의 젖음성을 반응온도에 따라 평가하였다. 접촉각 측정 결과로부터 불소원소가 코크스 표면에 도입될수록 바인더피치와의 젖음성이 약 64.7% 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 불소가 가장 많이 도입된 탄소블럭의 밀도는 미처리된 코크스로부터 제조된 탄소블럭의 밀도 대비 최대 6.8% 증가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.636-642
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• 2022

The "Hydrogen Economic Activation Road map" was announced in 2019, and hydrogen demand is expected to exceed 470,000 tons per year in 2022 and keep increasing. Under this circumstance, it has become important to understand the greenhouse gas (GHG) emissions associated with various hydrogen production pathways. In this study, the evaluation of life cycle GHG emissions regarding the hydrogen produced as by-product from coke oven gas (COG) in steel mill is conducted. To cover the possible range of operations, three literatures were reviewed and their data of inputs and outputs for the process were adopted for calculation. Life cycle inventories and emission factors were mostly referred to GaBi and Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines, respectively. When there are multiple products from a single process, the energy allocation method was applied. Based on these sources and the assumptions, the life cycle emission values of COG-based hydrogen were found to be 3.8 to 4.7 kg/CO₂-eq./kg-H₂.

• 자원리싸이클링
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• 제7권5호
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• pp.19-25
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• 1998

EAF dust 처리를 위해 RAPID system으로 명명된 Extended Arc Plasma Furnace 공정개발의 기초자료를 확보하기 위해서 EAF dust 처리공정의 초기반응 단계에서 코크스에 의한 EAF dust의 고욘열적거동을 조사하였다. 실험조건은 반응기내의 온도를 1000, 1100, 1200 및 130$0^{\circ}C$로 변화시키고, 각각의 반응온도에 대해서 반응시간이 3, 5, 8 및 12분인 경우에 석회석의 소성, EAF dust 자체의 열분해, EAF dust 혼합시료의 환원 및 휘발거동을 파악하였다. RAPID system에서 EAF dust의 용융 및 환원에 적합한 탄소환원 당량 180%와 염기도 1.7를 고려하여 혼합시료(EAF dust: 코크스 : 석회석=80:10:10 wt%)를 제조하였으며, 각 시료의 크기는 약 0.1mm 이하로써 입도분포는 200 mesh 이하가 80%를 나타내고 있다. 석회석의 소성은 $1100^{\circ}C$이상에서 3분이내에 완결되었으며, EAF dust 자체를 열분해시켰을 경우 $1300^{\circ}C$ 및 12분인 경우에 약 14%의 무게감량이 일어났고, 일부 입자들의 부분적인 소결 및 용융현상이 관찰되었다. EAF dust 혼합시료는 초기 반응단계에서 반응온도 및 반응시간이 증가함에 따라서 무게 감량폭이 더 증가하였으며, $1300^{\circ}C$ 및 12분인 경우에 46%이 무게감량이 일어났다 이와 같이 EAF dust의 휘발 및 환원 거동에 관련된 무게감량 정보는 공정내에서 EAF dust의 처리시간을 결정하여 주고 궁극적으로 대용량의 전기로 분진처리 공정 설계시 전기로 분진의 처리량을 결정하는 주요인자중의 하나로써 사용될 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.813-818
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• 2008

고체 산화물 연료전지(SOFC)에서 Ni/YSZ 음극 촉매를 이용한 내부 개질 반응 시 코크 형성에 의한 촉매 비활성화 문제점을 개선하기 위해 음극에 여러가지 조촉매(Ce, Co, Cu, Cr, Mn, Pd, K, $K_2Ti_2O_5$)들을 첨가하여 그 영향을 조사하였다. $H_2O/CH_4=1.5$ 몰비, 800의 반응 조건하에서 수증기 개질 반응을 행한 결과 전이금속산화물들은 코크형성을 억제하는 효과가 없었고 메탄전환율도 오히려 감소하였다. Potassium을 담지한 Ni/YSZ의 경우는 초기에는 뚜렷한 코크형성 억제 효과가 있었으나 반응 후 42시간이 지나면 휘발에 의한 Potassium함량 감소로 급격한 촉매활성의 저하가 일어났다. 격자 구조에 Potassium이 내장된 $K_2Ti_2O_5$를 5% 혼합한 Ni/YSZ의 경우에는 장기간 운전에도 반응 활성이 줄어들지 않아서 음극 촉매의 코크 억제용 첨가제로 적용될 수 있음을 알았다. 반응시간에 따른 촉매의 비활성화는 촉매 표면에서의 graphidic carbon의 생성 때문으로 밝혀졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.575-583
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• 2019

반응물의 펄스주입에 의한 촉매반응결과는 코크가 많은 반응의 경우 초기반응특성을 연구하는데 유용하다. 프로판의 펄스주입으로 알루미나에 담지된 백금주석촉매의 탈수소 반응 특성을 연구하였다. 프로판 주입전 촉매의 환원을 $550^{\circ}C$에서 한 경우, 환원시간이 1시간인 경우 프로필렌의 수율이 최대가 되었다. PtSn (4.5)촉매를 사용하고, 프로판 펄스 주입에 의해 짧은 접촉시간을 모사한 경우 코크의 양이 매우 적었음을 Raman분석으로 알 수 있었다. 백금의 분산도를 다르게 하기위하여 PtSn (4.5)촉매를 수소로 $900^{\circ}C$에서 신터링 후 공기-재분산시의 온도를 다르게 처리한 후, 프로판 펄스 주입한 결과 공기처리 온도가 $600^{\circ}C$ 일 때 프로판의 전환율과 수율은 가장 높았다. 공기-재분산의 온도가 낮을수록 선택도는 높았다. 백금촉매에 주석함량이 증가함에 따라 프로판 전환율은 낮아졌지만, 프로필렌으로의 선택도는 높아져서, 수율은 증가하였다. 이로부터 주석을 첨가한 백금촉매는 코크의 영향이 적은 반응초기부터 백금촉매보다 활성이 낮다는 것을 알 수 있다. 프로판 펄스주입에 의한 탈수소반응은 COx의 생성에 의해 연속주입에 의한 결과보다 높은 전환율을 보이고, 코크의 양이 매우 적은 특징을 보이고 있다. COx의 생성에 의한 선택도 하락은 환원온도와 시간을 증가시키면 줄일 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.611-619
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• 2019

본 연구에서는 흡열연료의 종류와 촉매의 성형 방법에 따른 연료의 분해특성 및 코크 생성에 대하여 분석하였다. 실험에 사용된 연료는 methylcyclohexane (MCH), n-dodecane 그리고 exo-tetrahydrodipentadiene (exo-THDCP)이며, 백금을 담지한 USY720에 압력만을 가하여 제조한 disk 형태, binder와 silica solution을 혼합하여 제조한 pellet 형태의 제올라이트를 촉매로 사용하였다. 성형 방법에 따른 촉매의 특성은 X-ray 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 질소흡탈착등온선 그리고 암모니아 승온탈착분석법을 통해 분석하였으며, 연료가 초임계 상태로 존재할 수 있는 고온고압의 조건($500^{\circ}C$, 50 bar)에서 반응을 진행시킨 후에 생성된 혼합물은 가스 크로마토그래프 질량분석계(GC-MS), 촉매에 생성된 코크는 열중량분석기를 사용하여 분석하였다. 이와 같은 분석을 수행한 결과, 반응 후 생성물의 조성은 연료를 구성하는 화합물의 구조에 따라 크게 차이를 보였다. 또한, 촉매의 성형 방법에 따른 결정성이나 표면 특성의 변화는 미미하였으나, 비교적 큰 변화를 보인 산점과 기공 특성이 생성물과 코크 생성량 및 조성의 변화에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제10권2호
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• pp.90-98
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• 2016

Total suspended particulates (TSP) in the atmosphere were collected for 2 weeks during winter in Muroran, Hokkaido, Japan, a typical iron-manufacturing city. The concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and nitropolycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) in TSP were determined by high-performance liquid chromatography (HPLC) using fluorescence and chemiluminescence detectors, respectively. No relationship was observed between the atmospheric PAH and NPAH concentration, or the atmospheric PAH and TSP concentration. However, there was a tendency that the atmospheric PAH concentration was higher when the wind blew from the coke-oven plant. Furthermore, the concentration ratios of 1-nitropyrene to pyrene, which is a suitable indicator of the contribution made by automobiles and coal combustion systems to urban air particulates, were smaller in Muroran and the values were close to those observed in particulates from coal combustion systems. Therefore, these results show that the PAH and NPAH compositions for Muroran are characteristic of an iron-manufacturing city.

• 한국연소학회지
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• 제20권2호
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• pp.40-45
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• 2015

This study is aimed to study combustion characteristics of low $NO_X$ burner using petroleum cokes as fuel. The petroleum coke, which is produced through the oil refining process, is an attractive fuel in terms of its high heating value and relatively low price. But petroleum coke is a challenging fuel because of its low volatile content, high sulfur and nitrogen content, which give rise to undesirable emission characteristics and low ignitability. The petroleum cokes burner is operated at fuel rich condition, and overfire air are supplied to achieve fuel lean condition. The low $NO_X$ burner is designed to control fuel and air mixing to achieve air staged combustion, in addition secondary and tertiary air are supplied through swirler. Air distribution ratio of triple staged air are optimized experimentally. The result showed that $NO_X$ concentration is lowest when overfire air is used, and the burner function at a fuel rich condition.

• 한국환경보건학회지
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• 제31권1호
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• pp.86-93
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• 2005

Because generally large amount of sludges are generated from the process of sewage and wastewater treatment, the management and controlment of those sludge has become a important issue in many researches. In this dissertation, we conducted the research to see the physico-chemical characteristics of sludges generated from various sources. Moisture of sludges were 81.5% in textile industries, 81.4% in frame metal industries, 80.7% in 1st metal industries. Volatile solid were 22.1% in hide · rubber industries, 21.9% in coke · petroleum industries. Fixed solid were 18.5% and 17.7% in the 1st metal industries and frame metal industries. High heating value by wet base were 1,850 kcal/kg in coke · petroleum industries, 1,220 kcal/kg in hide · rubber industries, but sludges from the 1st metal industries and frame metal industries were impossible to incinerate because most of those sludges were inorganic. The leaching test showed that hazardous materials was detected in nearly every kinds of sludges. Some of sludges from hide · rubber industries and frame metal industries exceeded the leaching criteria and so they were classified as specific wastes. And other sludges generated in sewage treatment plants or other industries was below the leaching criteria.