• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.734-739
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• 2009

미세 조류의 열화학적 반응 특성을 고찰하기 위하여 열중량 반응기(I.D. 5.5 cm, Height 1 m)를 이용하여 클로렐라의 열분해, 연소, 부분 산화에 따른 실험을 수행하였다. 반응 온도($500{\sim}800^{\circ}C$), 클로렐라의 수분 함유량(0~60%), 산소 농도(0~21%)에 따른 클로렐라의 무게 감량 변화를 관찰하였으며 이를 이용하여 열분해, 연소, 부분 산화 반응 특성을 고찰하였다. 수분 함량이 증가함에 따라 탄소 전환율과 반응성이 감소하는 경향이 발견되었다. 열분해의 경우, 건조 시료(수분 함량 0%)에 비하여 수분 함량이 늘어남에 따라 탄소 전환율과 반응성이 급격하게 감소한 반면, 부분 산화(5%) 및 연소의 경우에는 수분 함량이 60%가 되면서 탄소 전환율 및 반응성이 감소하는 경향이 발견되었다. 반응온도 및 산소의 분압이 증가함에 따라 탄소 전환율은 증가하는 경향을 보였으며 chlorella의 연소 반응식은 다음과 같다. $\frac{dX}{dt}=(7.41{\times}10^{-1})$exp$\left(-\frac{19600}{RT}\right)(P_{O_{2}})^{0.209}(1-X)^{2/3}$.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.69-76
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• 2008

Common methods for large scale hydrogen production, such as steam reforming and coal gasification, also involve production of carbonaceous gases. It is therefore necessary to handle process gas streams involving various mixtures of hydrocarbons, $H_2$, $H_2O$, CO and $CO_2$ at moderate to high temperatures. These gases pose a variety of corrosion threats to the alloys used in plant construction. Carbon is a particularly aggressive corrodent, leading to carburisation and, at high carbon activities, to metal dusting. The behaviour of commercial heat resisting alloys 602CA and 800, together with that of 304 stainless steel, was studied during thermal cycling in $CO/CO_2$ at $650-750^{\circ}C$, and also in $CO/H_2/H_2O$ at $680^{\circ}C$. Thermal cycling caused repeated scale separation, which accelerated chromium depletion from the alloy subsurface regions. The $CO/H_2/H_2O$ gas, with $a_C=2.9$ and $p(O_2)=5\times10^{-23}$ atm, caused relatively rapid metal dusting, accompanied by some internal carburisation. In contrast, the $CO/CO_2$ gas, with $a_C=7$ and $p(O_2)=10^{-23}-10^{-24}$ atm caused internal precipitation in all three alloys, but no dusting. Inward diffusion of oxygen led to in situ oxidation of internal carbides. The very different reaction morphologies produced by the two gas mixtures are discussed in terms of competing gas-alloy reaction steps.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.91-96
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• 2016

Oxidation behaviours of ash free coal (AFC), carbon, and H₂ fuels were investigated with a coin type molten carbonate fuel cell. Because AFC has no electrical conductivity, its oxidation occurs via gasification to H₂ and CO. An interesting behaviour of mass transfer resistance reduction at higher current density was observed. Since the anode reaction has the positive reaction order of H₂, CO₂ and H₂O, the lack of CO₂ and H₂O from AFC results in a significant mass transfer resistance. However, the anode products of CO₂ and H₂O at higher current densities raise their partial pressure and mitigate the resistance. The addition of CO₂ to AFC reduced the resistance sufficiently, thus the resistance reduction at higher current densities did not appear. Electrochemical impedance results also indicate that the addition of CO₂ reduces mass transfer resistance. Carbon and H₂ fuels without CO₂ and H₂O also show similar behaviour to AFC: mass transfer resistance is diminished by raising current density and adding CO₂.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.111-114
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• 2010

ASTM D5757-95에 따른 마모 반응기를 이용하여 수성 가스 반응에 사용되는 촉매들의 마모 특성을 고찰하였다. 저온 수성가스 촉매와 고온 수성가스 촉매들의 유동 현상, 입자 크기에 따른 영향을 고찰하였고 이에 따른 입도 분포 변화를 측정하였으며 유동층 매체로 이용되는 모래와 마모 특성을 비교하였다. 마모관 내부에서 기체 주입에 따른 마모가 일어나 촉매의 입자 크기가 감소하고 분포가 변화되었다. 또한 초기 촉매 입자 층의 40~50%에 해당하는 양이 비산되어 배출되었다. 촉매 종류별 비교로부터 저온 수성가스 촉매가 고온 수성가스 촉매보다 비산량이 적음을 알 수 있었고, 초기 촉매 입자의 크기별 비교로부터 초기 입도가 $212{\sim}300{\mu}m$에 해당하는 경우에 비산량이 상대적으로 적음을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.249-256
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• 2011

In this study, the Ni-based catalysts for the production of synthetic natural gas were prepared by various preparation methods such as the co-precipitation, precipitation, impregnation and physical mixing methods. The ranges of the reaction conditions were the temperatures of 250~$350^{\circ}C$, $H_2$/CO mole ratio of 3.0, the pressures of 1 atm and the space velocity of 20000 $ml/g_{-cat{\cdot}}{\cdot}h$. It was found that the catalyst prepared by precipitation method had higher CO conversion than the catalyst prepared by co-precipitation method. While the catalyst prepared by precipitation method had the formation of NiO structure, the catalyst prepared by co-precipitation method had the formation of $NiAl_2O_4$ structure. It was confirmed that Ni-based catalyst prepared by the physical mixing method had the lowest CO conversion because it was deactivated by the production of $Ni_3C$ during the methanation. As a result, it was shown clearly that Ni-based catalysts prepared by impregnation method expressed the highest catalytic activity in CO methanation.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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• pp.610-615
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• 2001

Over 800 thousand tons per year (TPY) agricultural biowastes, such as sugar cane bagasse, sugarcane leaf, rice straw, rice husk and corn leaf, are produced in Taiwan. These biomasses are the major types of agricultural wastes and are abundantly available. However, these biowastes cause disposal and landfill problems. Ossification ashes of the agricultural biowastes containing 70-95 % amorphous silica would make the utilization system of agricultural biowaste ashes become highly economically and environmentally attractive. Experimentally, high crystallinity (99%$^{+}$) zeolites ZSM-5 and ZSM-48 synthesized from the reaction mixtures containing a silica source from ashes of these biowastes gasification were investigated. Tetrapropylammonium bromide (TPABr) and 1,6-diamino-hexane (C$_{6}$ DN) were used as structure-directing agents in syntheses of ZSM-5 and ZSM-48, respectively. X-ray powder diffraction (XRD) and scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDX) data indicated that ZSM-5 or ZSM-48 with a high crystallinity can be obtained within 48 hours of crystallization in the high pressure (15-20 atm) autoclave at 393-473 K. The Si/Al ratios of synthetic zeolite products were determined by X-ray fluorescence (XRF) and induced couple plasma/mass spectroscopy (ICP/MS). It was observed that the ZSM-5 crystals a.e composed of hexagonal rod-shaped crystals with typically 8-13 пm in size by SEM. In addition, ZSM-48 crystalline materials are composed of spherical aggregates of needle-shaped or rod-like crystals with typically 2-3 пm in diameter and 6-8 пm in length.h.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.23-27
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• 2012

비식용 바이오매스로부터 합성액체연료를 생산하기 위해 바이오매스 가스화와 Fisher-Tropsch (FT) 반응을 연계하는 바이오매스 액화(BTL) 공정이 개발되고 있다. 그러나 바이오매스 가스화 내에 포함되어 있는 $H_2S$, COS 및 $CO_2$는 FT 반응의 효율을 저하시키고 촉매를 피독시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 포함된 산성가스들의 제거를 위해 lab-scale 메탄올 흡수탑을 제작하여 산성가스 제거 특성을 고찰하였다. 메탄올 흡수탑 내의 온도, 압력, 메탄올 사용량 및 산성가스 농도에 따른 제거 성능의 영향을 고찰하였다. 메탄올 흡수탑은 $H_2S$, COS의 제거와 동시에 이산화탄소를 효율적으로 제거하여 바이오매스 액화 공정에 효율적으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.45-48
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• 2000

중잔유는 다른 유류나 석탄에 비해 높은 황 함유율을 나타내는 특징을 지닌 원유 정제 후 남는 잔여물질로서 환경적인 측면에서 볼 때, 유황제거효율이 높은 시스템의 연료로 사용하는 것이 타당하고, 지속적으로 강화되고 있는 대기오염물질의 환경규제를 만족시키기 위해 가스화 복합발전 시스템의 연료로서 사용하는 것이 중잔유의 활용도 측면에서도 매우 유리한 점을 가지게 된다. 이미 기술 선진국을 중심으로 중잔유의 활용방안에 대한 연구 및 실용화 단계가 진행중이며, 특히, 전량 수입에 의존하고 있는 원유의 활용을 극대화해야 하는 우리의 입장에서는 환경적인 측면 못지않게 경제적인 측면도 고려하여 연료로서의 중잔유의 사용 타당성을 판단하는 것이 매우 중요하다고 하겠다.(중략)

• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.276-284
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• 1993

분류층 가스화기를 대상으로하여 석탄가스화 복합발전 시스템을 위한 가스화반응 모델링을 수행하였다. 가스화기 내에서의 가스화반응은 화학평형상태에 있다고 가정하여 Gibbs 자유에너지 최소화법을 이용하였다. 물질수지와 열수지를 동시에 고려한 모델링 결과와 실제 가스화기 실험자료를 비교하여 모델의 신뢰성을 확인하였다. 이를 토대로 가스화기에 공급되는 산화제의 양이 평형조성에 미치는 영향과 가스화기의 온도, 그리고 석탄종류가 가스화반응에 미치는 영향에 대해 알아보았다.