• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.783-791
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• 2015

바이오매스 가스화 공정을 위하여 내경이 0.1 m이고 높이가 1.2 m인 유동층 반응기에서 수증기 및 촉매의 첨가가 프로듀서가스(Producer gas)에 미치는 영향을 파악하였다. 가스화 장치는 유동층 반응기, 연료공급 장치, 사이클론, 2개의 냉각기, 수증기 발생장치 및 가스분석기로 구성하였다. 층물질 및 촉매물질로 평균입자크기 $380{\mu}m$의 비구형 silica sand 와 평균입자 $356{\mu}m$ 크기의 소성된 백운석을 사용하였다. 사용된 바이오매스는 국산 우드펠릿(Korea woody pellet) 및 동남아 팜 부산물인 EFB(empty fruit bunch)를 펠릿 형태로 가공하여 사용하였다. 실험 고정 변수로는 연료공급량 50 g/min(EFB), 38 g/min(KWP) 반응 온도 $800^{\circ}C$, ER(equivalence ratio) 0.25로 설정하였다. 조업 변수로 촉매인 소성된 백운석을 층물질 0~100 wt%의 혼합비로 사용하였다. 가스화매체로 공기 또는 Air-Steam을 사용하였다. 이때 수증기 첨가량은 SBR(steam to biomass ratio) 기준 0.3으로 하였다. 생성된 가스의 조성, 타르(Tar) 및 저위발열량을 측정하였다. 실험의 결과로 소성된 백운석은 모든 실험조건에서 프로듀서가스 타르의 함량을 감소시키며 최대 67.3 wt%의 감소율을 보였다. 저위발열량은 공기가스화에서 소성된 백운석 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 하지만 Air-steam 가스화에서 저위발열량은 변화가 적거나 오히려 소폭 증가한 경향을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.706-711
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• 2016

점성유체 액체-고체 순환유동층에서 고체순환속도의 특성에 대해 고찰하였다. 주액체유속, 2차액체의 유속, 유동입자의 크기, 액체의 점도 그리고 입자의 재순환을 위한 장치에서 입자 저장층의 높이가 입자의 순환속도에 미치는 영향을 검토하였다. 입자의 순환속도는 주액체의 유속, 2차액체의 유속, 액체의 점도 그리고 입자저장층의 높이가 증가함에 따라 증가하였으나, 유동입자의 크기가 증가함에 따라서는 감소하였다. 순환유동층의 상승관에서 유동입자의 상승속도는 주액체유속과 2차액체의 유속비($U_{L1}/U_{L2}$)와 유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였다. 상승관에서 입자의 미끄러짐속도 즉, 연속액상의 유속과 유동입자의 상승속도비($U_L/U_S$)는 연속 액상의 점도가 증가함에 따라 감소하였으나, 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 구한 고체 순환속도는 실험변수 및 무차원군의 함수들로 상관식을 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.56-62
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• 2008

직경이 0.102 m이고 높이가 2.5 m인 삼상 swirling(나선) 흐름 유동층에서 열전달 특성을 고찰하였다. 기체유속($U_G$), 액체유속($U_L$), 유동 입자의 크기($d_p$), 그리고 연속상인 액체의 나선 유도 흐름 액체량의 비($R_S$)가 유동층 내부 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수에 미치는 영향을 검토하였다. 유동층 내부 열원과 유동층간의 열전달 특성은 열원 표면과 유동층간의 온도차 요동 자료의 위상공간 투영과 Kolmogorov 엔트로피 해석으로 고찰할 수 있었으며, 나선 유도 흐름 액체량의 비($R_S$)가 0.1에서 0.4까지 증가할수록 온도차 요동 자료의 위상 공간 투영은 점점 안정되고 규칙성이 증대되는 상태를 나타내고, Kolmogorov 엔트로피 값은 감소하는 경향을 나타내었다. 열원 표면과 유동층간의 온도차 요동 자료의 Kolmogorov 엔트로피 값은 나선 유도 흐름 액체량이 증가함에 따라 최소값을 나타내었다. 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수는 기체 유속 및 유도입자의 크기가 증가함에 따라서 증가하였으나, 액체유속, 층공극률, 나선 유도 흐름 액체량의 비가 증가함에 따라서 최대값을 나타내었다. 내부 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수가 최대값을 나타낼 때의 액체의 유속 조건에서 온도차 요동자료의 Kolmogorov 엔트로피의 값도 최대값을 나타내었다. 삼상 나선흐름 유동층에서 열전달 계수와 Kolmogorov 엔트로피를 실험 변수 및 무차원군의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권4호
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• pp.393-400
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• 1994

1$\mu \textrm{m}$이하의 텅스텐 분말에 구리를 균일하게 코팅하는 공정을 새로이 개발했다. 구리가 코팅된 $\mu \textrm{m}$이하의 텅스텐 분말을 이용하여 액상소결하였으며, 구리가 균일하게 분포된 W-Cu합금을 얻을 수있었다. 본 연구에서 개발된 방법에 의해 구리의 함유량을 10wt.%이하로 낮추면서도 균일한 W-Cu합금을 얻을 수 있었으며, 특히 코발트를 같은 방식에 의해 첨가하면 구리액상이 형성된 후 급격히 치밀화하여 96% 이상의 상대밀도를 갖는 W-Cu 합금을 제작하는데 성공하였다. 코발트 첨가에 의한 급격한 치밀화의 증가는 텅스텐과 구리액상 사이의 접착성 향상에 기인하는 것으로 밝혀졌다.

• 자원리싸이클링
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• 제5권1호
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• pp.21-28
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• 1996

최근 폐기물에 의한 환경오염이 큰 사회적인 문제로 대두되고 있으며, 특히 산업체에서 발생되는 폐기물에 큰 관심이 주어지고 있다. 본 연구에서는 주물업계에서 발생하는 폐주물사를 재활용하기 위한 효율적인 재생방법 및 주물에 미치는 영향을 조사하기 위해, 최근에 많이 사용하게 되어 다량으로 발생하는 폐자경성 후란주물사의 재생에 대해 연구하였다. 현재 산업체에서 사용하고 있는 기계적 방법 및 뉴매틱 방법의 여러 가지 단점들을 개선하기 위하여, 연소방법 중 가장 효과적인 유동층에서 후란 주물사를 연소법으로 재생하였다. 후란점결제와 경화제 등을 완전 연소시키기 위해서는 유동층의 온도가 약 $650~700^{\circ}C$의 범위가 적절하였다. 주형을 제작하였을 때, 연소법에 의한 재생사가 뉴매틱법에 의한 것보다 표면 안정도와 강도가 각각 4% 및 7.2%로 크게 나타났다. 또한, 연소법의 순수 재생에너지 비용을 산출하면 주물사 톤당 약 1만원으로, 신사 구입의 비용인 약 5만원에 비하면 매우 저렴해서 산업화가 되면 주물사의 구입비가 절약되고, 매립에 의한 환경오염 문제들을 해소할 수 있다. 따라서 효과적인 폐자원의 리싸이클링으로 최근 침체되어 가는 주물업계의 국제 경쟁력 제고와 청정기술의 산업화를 할 수 있는 자료들을 얻을 수 있었다.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.274-281
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• 2018

Experimental studies of the hydrodynamic performance of the draft tube conical spout-fluid bed (DCSF) were conducted using pharmaceutical pellets. The experiments were carried out in a DCSF consisted of two sections: (a) a conical section with the cross section of $120mm{\times}250mm$ and the height of 270 mm, (b) a cylindrical section with the diameter of 250 mm and the height of 600 mm. The flow characteristics of solids were investigated with a high speed camera and a pezoresistive absolute pressure transducer simultaneously. These characteristics revealed different flow regimes in the DCSF: packed bed at low gas velocities, fluidized bed in draft tube at higher gas velocities until minimum spouting, and spouted bed. The stable spouting was identified by the presence of two dominant frequencies of the power spectrum density of pressure fluctuation signature: (i) the frequency band 6-9 Hz and (ii) the frequency band 12-15 Hz. The pressure drops across the draft tube as well as the annulus measured in order to better recognize the flow structure in the DCSF. It was observed that the pressure drop across the draft tube, the pressure drop across the annulus, and the minimum spouting velocity increase with the increase in the height of draft tube and distance of the entrainment zone, but with the decrease in the distributor hole pitch. Finally, this study provided novel insight into the hydrodynamic of DCSF, particularly minimum spouting and stable spouting in the DCSF which contains valuable information for process design and scale-up of spouted bed equipment.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권5호
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• pp.505-512
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• 2006

직경이 0.102 m이고 높이가 2.5 m인 액체-입자 swirling(나선)흐름 유동층에서 유동 입자의 흐름 및 열전달 특성을 고찰하였다. 액체유속($U_L$), 유동 입자의 크기($d_p$) 그리고 연속상인 액체의 나선 유도흐름 액체량의 비($R_s$)가 유동층 내 유동입자의 체류량 유동층 내부 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수에 미치는 영향을 검토하였다. 액체-입자 나선흐름 유동층에서 입자 체류량은 입자의 크기와 나선유도흐름 액체량의 비가 증가함에 따라서 증가하였으나, 액체유속의 증가에 따라서는 감소하였다. 유동층 내부에서 나선 유도 흐름 액체량의 비가 0.1~0.3인 경우에 유동 입자의 국부체류량은 유동층 중심부에서 큰 값을 나타내었으나, $R_s$의 값이 0.5일 때는 반경 방향 입자 체류량은 거의 균일한 분포를 보이며, $R_s$의 값이 0.7일 때는 유동층 중심부의 입자 체류량이 상대적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 유동층 내부열원과 유동층간의 열전달 특성은 열원 표면과 유동층간의 온도차 요동 자료의 위상공간 투영과 kolmogorov 엔트로피 해석으로 고찰할 수 있었으며, 나선 유도 흐름 액체량의 비($R_s$)가 0.1에서 0.5까지 증가할수록 온도차 요동 자료의 위상공간 투영은 점점 안정되고 규칙성이 증대되는 상태를 나타내고, kolmogorov 엔트로피 값은 감소하는 경향을 나타내었다. 열원 표면과 유동층간의 온도차 요동 자료의 kolmogorov 엔트로피 값은 액체의 유속이 증가함에 따라 최대값을 나타내었다. 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수는 액체유속, 층공극률, 나선 유도 흐름 액체량의 비가 증가함에 따라서 최대값을 나타내었으며, 유동 입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 내부 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수가 최대값을 나타낼 때의 액체의 유속 조건에서 온도차 요동자료의 kolmogorov 엔트로피의 값도 최대값을 나타내었다. 액체-입자 나선흐름 유동층에서 입자 체류량과 열전달 계수를 무차원군의 상관식으로 나타낼 수 있었다.