• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1237-1240
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• 2010

본 연구에서는 유동층반응기를 이용하여 왕겨의 탄화반응을 수행하였다. 탄화반응은 내경 40mm, 높이 1.8m의 유동층을 사용하였으며, 분산판은 다공성 스테인레스스틸을 사용하였다. 탄화반응은 질소를 이용하여 수행하였다. 왕겨 주입입자 크기는 직경 2.0mm, 0.715mm, 0.359mm, 0.194mm를 각각 사용하였으며, 유동층의 온도는 $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$에서 탄화특성을 측정하였다. 또한 유동층의 매질로는 직경 1.0mm의 Co-Mo-Fe/$Al_2O_3$ 촉매를 사용하였으며, 탄화물은 유동층상부에 설치된 사이크론에 의하여 포집분리되었다. 탄화시 유동층 내부의 현상을 압력요동을 이용하여 해석하였으며, 압력신호로부터 평균압력, 압력요동의 표준편차, 주진동수, power spectrum density function을 계산하여 층내현상을 해석하였다. 층내온도, 유동화속도, 공급 입자크기에 따른 층내현상을 압력요동특성치를 이용하여 해석할 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.129-132
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• 1995

상압의 유동층반응기 (0.1 m-i.d x 1.6 m-high) 에서 호주탄을 수증기와 공기를 사용하여 가스화 하였다. 또한 반응기에서 촉매효과를 고찰하기 위해 $K_2$SO$_4$+Ni(NO$_3$)$_2$ 촉매를 호주탄에 담지하여 가스화반응을 수행하였다. 생성가스조성, 생성가스량, 탄소전환율, cold gas efficiency 및 발열량 등에 대한 유동화속도 (2~5U$_{mf}$), 반응온도 (750~90$0^{\circ}C$), 공기/석탄 비 (1.6~3.2), 수증기/석탄 비 (0.63~l.26)의 영향을 조사하였다. 탄소전환율, 생성 가스량, 생성가스 발열량 및 cold gas efficiency 는 유동화속도와 반응온도의 증가에 따라 증가하였다. 공기/석탄 비가 증가함에 따라 탄소전환율과 생성가스량 및 cold gas efficiency 는 증가하지만 생성가스 발열량은 감소하였다. 수증기/석탄 비의 증가에 따라 발열량, cold gas efficiency 및 생성가스량은 증가하였으며, 탄소 전환율은 거의 일정하였다. 촉매 가스화반응에서 유동화속도, 반응온도, 공기/석탄 비 및 수증기/석탄 비의 증가에 따라 탄소 전환 율, 생성가스량, 생성가스 발열량 및 cold gas efficiency 는 크게 향상됨을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.233-238
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• 2018

급속열분해를 통한 바이오-오일 생산 공정은 무산소 조건에서 바이오매스를 급속열분해하여 얻어진 열분해가스를 급속 냉각 시켜 열분해오일을 생산한다. 이에 공정 내부의 산소 농도를 0 ~ 3% 이하로 유지하기 위해 캐리어 가스로 질소를 사용한다. 그러나 공정의 규모가 커질수록 질소의 사용량이 증가하고, 이는 공정 운전비용 증감 및 지속적인 질소 가스 충전을 위한 설비비 증감 할 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 팜 부산물 열분해에서 질소 사용량 감소를 위해 미응축가스 재순환 공정을 적용하여, 가스재순환율에 따른 질소 사용량과 미응축가스의 가연성 성분의 농도 변화를 측정하고 이에 따른 바이오-오일의 품질 수율 변화를 측정하여 가스재순환 공정의 활용 가능성을 연구하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제50권6호
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• pp.446-450
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• 2013

TRISO coated particles with a ZrC barrier layer were fabricated by a fluidized-bed chemical vapor deposition (FBCVD) method for a use in a very high temperature gas-cooled reactor (VHTR). The ZrC layer was deposited by the reaction between $ZrCl_4$ and $CH_4$ gases at $1500^{\circ}C$ in an $Ar+H_2$ mixture gas. The amount of free carbon codeposited with in ZrC was changed by controlling the dilution gas ratio. Near-stoichiometric ZrC phase was also deposited when an impeller was employed to a $ZrCl_4$ vaporizer which effectively inhibited the agglomeration of $ZrCl_4$ powders during the deposition process. A near-stoichiometric ZrC coating layer had smooth surface while ZrC containing the free carbon had rough surface with tumulose structure. Surface roughness of ZrC increased further as the amount of free carbon increased.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2206-2214
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• 2023

The existing wet reconversion processes for the recovery of scraps generated in manufacturing of nuclear fuel are complex and require several unit operation steps. In this study, it is attempted to simplify the recovery process of high-quality fuel-grade UO₂ powder. A novel wet reconversion process for uranyl nitrate hexahydrate solution is suggested by using a newly developed pulsed fluidized bed reactor, and the resultant chemical characteristics are evaluated for the intermediate ammonium uranate hydrate product and subsequently converted UO₂ powder, as well as the compliance with nuclear fuel specifications and advantages over existing wet processes. The UO₂ powder obtained by the suggested process improved fuel pellet properties compared to those derived from the existing wet conversion processes. Powder performance tests revealed that the produced UO₂ powder satisfies all specifications required for fuel pellets, including the sintered density, increase in re-sintered density, and grain size. Therefore, the processes described herein can aid realizing a simplified manufacturing process for nuclear-grade UO₂ powders that can be used for nuclear power generation.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권5호
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• pp.384-390
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• 2016

Tri-isotropic (TRISO) coatings on zirconia surrogate beads are deposited using a fluidized-bed vapor deposition (FB-CVD) method. The silicon carbide layer is particularly important among the coated layers because it acts as a miniature pressure vessel and a diffusion barrier to gaseous and metallic fission products in the TRISO-coated particles. In this study, we obtain a nearly stoichiometric composition in the SiC layer coated at $1400^{\circ}C$, $1500^{\circ}C$, and $1400^{\circ}C$ with 20 vol.% methyltrichlorosilane (MTS), However, the composition of the SiC layer coated at $1300-1350^{\circ}C$ shows a difference from the stoichiometric ratio (1:1). The density decreases remarkably with decreasing SiC deposition temperature because of the nanosized pores. The high density of the SiC layer (${\geq}3.19g/cm^2$) easily obtained at $1500^{\circ}C$ and $1400^{\circ}C$ with 20 vol.% MTS did not change at an annealing temperature of $1900^{\circ}C$, simulating the reactor operating temperature. The evaluation of the mechanical properties is limited because of the inaccurate values of hardness and Young's modulus measured by the nano-indentation method.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.83-94
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• 2016

Performance of absorbent for post-combustion $CO_2$ capture was measured and discussed. Fully saturated fresh absorbent (P2-15F) and absorbents sampled from absorption and regeneration reactor of continuous $CO_2$ capture process, P2-15A, P2-15R, respectively, were used as representative absorbents. Small scale fluidized bed reactor (0.05 m I.D., 0.8 m high) which can measure exhaust gas concentration and weight change simultaneously was used to analyze regeneration characteristics for those absorbents. Exhausted moles of $CO_2$ and $H_2O$ were measured with increasing temperature. $H_2O/CO$ ratio and working capacity were determined and discussed to confirm reason of reactivity decay after continuous operation. Moreover, possibility of side reaction was checked based on the $H_2O/CO_2$ mole ratio. Finally, suitable regeneration temperature range was confirmed based on the trend of working capacity with temperature.

• 에너지공학
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• 제14권3호
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• pp.203-211
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• 2005

석회석의 $CO_2$ 흡수반응에 미치는 흡수/재생 반응의 반복횟수와 $SO_2$ 농도의 영향을 살펴보기 위해 내경 0.1m,높이 1.17m의 기포유동층에서 $CO_2$흡수능력의 변화를 측정 및 고찰하였다 $CO_2$흡수제로는 단 양산 석회석이 사용되었으며 실험변수로는 반복횟수$(\~10회)$와 $SO_2$ 농도 (0, 2000, 4000ppm)를 고려하였다. $CO_2$흡수능력은 반복횟수가 증가함에 따라 감소하였으며 10회 반복 후에는 초기성능의 $50\%$까지 감소하였다. 또한 $CO_2$흡수능력은 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 세 가지의 $CO_2$ 농도조건에 대해 총 CaO 이용률은 일정하게 유지되었으며 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 $SO_2$흡수능력은 증가하고 $CO_2$흡수능력은 감소하여, $CO_2/SO_2$동시흡수 반응에서 $SO_2$흡수반응이 $CO_2$흡수반응보다 우세하게 일어남을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.437-445
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• 2013

건식 이산화탄소 흡수제를 사용하는 연소 전 이산화탄소 포집용 회수증진수성가스화(sorption enhanced water gas shift, SEWGS) 시스템을 개발하기 위해 이산화탄소 흡수제의 수력학 특성을 측정 및 해석하였다. 기포유동층 조건에서 시스템을 조업하기 위해 이산화탄소 흡수제의 최소유동화속도를 측정하였으며 조업변수의 영향을 해석하였다. 최소유동화속도는 압력과 온도가 증가함에 따라 감소하였으며 층직경이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 연속적인 이산화탄소 흡수-재생 조업조건을 결정하기 위해 고체순환속도에 미치는 조업변수의 영향을 측정 및 해석하였다. 고체순환속도는 10~65 kg/h 범위에서 변화시킬 수 있었으며 고체분사노즐의 유속, 재생반응기의 유속 및 고체층 높이가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제13권2호
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• pp.79-85
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• 2017

실험실 규모의 유동층 반응기(Length=0.25m, Diameter=0.05m)에서 고부가가치 물질인 희유금속 산화물 $NiO/MoO_3/MoS_2$의 공탑속도에 따른 최소유동화 속도 및 압력손실 경향을 확인하였다. 시료의 L/D 1, 2, 3 변화에 따른 Superficial gas velocity 0.07~0.45 m/s 범위에서 $NiO/MoO_3/MoS_2$의 L/D 1, 2, 3에서의 평균 압력손실은 Decreasing flux에서 290~1952 Pa, Increasing flux에서 253~1925 Pa로 나타났다. Wen이 제시한 이론값과 실험데이터를 비교해본 결과, 0.021~0.36배 차이나는 것을 확인하였다. 이번 결과를 통하여, 희유금속 산화물을 실제 현상에서 적용 가능한 운전조건을 결정할 수 있었다.