• 제목/요약/키워드: Metal particle combustion

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ZnO의 입도와 산소압이 고온연소합성법으로 제조된 Ni-Zn Ferrite 분말의 자기적 특성에 미치는 영향 (Effect of Zine Oxide Size and Oxygen Pressure on the Magnetic Properties of (Ni, Zn) Ferrite Powders Prepared by Self-propagating High Temperature Synthesis)

  • 최용;조남인;한유동
    • 한국자기학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.78-84
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    • 1999
  • 고온연소합성법(self-propagating high temperature synthesis)을 이용하여(Ni, Zn)Fe2O4 분말을 제조하고 초기 분말의 크기와 산소압에 따른 생성물의 미세조직과 자기적 특성을 조사하였다. (Ni, Zn) 페라이트 분체는 다양한 입도의 Fe, Fe2O3, NiO, ZnO의 원료 분말을 n-hexane 용액에서 습식으로 spex mill을 사용하여 5분 혼합하고 12$0^{\circ}C$ 진공로에서 24시간 건조한 후 0.5~10기압의 산소압에서 고온연소합성 반응으로 제조하였다. 성형 압력이 없는 경우 평균 연소온도와 연소속도는 최대 약 125$0^{\circ}C$와 9.8mm/sec였으며 산소압과 ZnO입도가 감소하면 감소하였다. 고온연소합성된 시료는 다공질 구조를 갖고 있으며 X-선 회절 시험으로 시편들의 spinel구조를 관찰하였다. ZnO입도와 산소압이 증가하면 보자력, 최대자화, 잔류자화, 각형비 및 큐리 온도는 각각 13.24Oe, 43.88emu/g, 1.27emu/g, 0.0034emu/gOe, 37.8$^{\circ}C$에서 11.83Oe, 68.87emu/g, 1.23emu/g, 0.00280emu/gOe, 439.$^{\circ}C$와 7.99Oe, 75.84emu/g, 0.791emu/g, 0.001937emu/gOe, 53.8$^{\circ}C$로 변화하였다. 산소압에 따른 겉보기 활성화에너지를 고려하면 페라이트의 연소합성 반응은 ZnO입도와 산소압에 크게 의존한다.

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능금산법으로 제조된 페롭스카이트형 산화물에서 벤젠의 촉매연소반응 (Catalytic Combustion of Benzene over Perovskite-type Oxides Prepared Using Malic Acid Method)

  • 정원영;홍성수
    • 청정기술
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    • 제18권3호
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    • pp.259-264
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    • 2012
  • 페롭스카이트형 산화물을 능금산법으로 합성하여 TG/DTA, XRD, XPS, TEM 및 $H_2$-TPR 등에 의해 특성분석을 하였고, 벤젠의 연소반응에서의 활성을 조사하였다. 대부분의 촉매들은 페롭스카이트 결정구조를 잘 가지고 있었으며 15에서 70 nm의 크기를 나타내었다. $LaMnO_3$ 촉매가 가장 높은 활성을 보여주었고 $350^{\circ}C$에서 거의 100%의 전환율을 나타내었다. 반응활성을 증가시키기 위해 페롭스카이트 산화물의 A-와 B-위치에 다른 금속이온의 치환을 행하였다. $LaMnO_3$ 촉매의 A-위치에 Sr을 일부분 치환시키면 벤젠의 전환율이 증가하였다. 또한, B-위치에 Co 및 Cu 이온의 치환 역시 촉매 활성을 증가시켰고, $LaMn_{1-x}B_xO_3$ (B = Co, Fe, Cu)형 페롭스카이트에서 촉매활성은 Co > Cu > Fe의 순서로 감소하였다.

레이저 점화에 의한 고체추진제 Strand Burner 실험 (An Experimental Study of Laser-induced Ignition of Solid Propellant with Strand Burner)

  • 이상협;고태호;양희성;윤웅섭
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.39-45
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    • 2013
  • 추진제를 고에너지 금속 분말 연소시스템에 점화원으로 적용을 위한 기초 연구로서 strand burner를 이용하여 HTPB/AP/Al, HTPE/AP/Al 추진제의 연소특성을 고찰하였다. 실험은 아르곤을 사용하여 ~300 psia 까지 가압하였으며, 2개의 석영창을 이용하여 가시화하였다. 추진제 점화를 위해서 10 W의 $CO_2$ 레이저를 사용하였으며, 연소 속도 측정은 초고속 카메라를 활용한 프레임 분석 기법 및 광다이오드를 이용한 연소시간 분석 기법을 적용하였다. 스펙트로메터를 이용하여 300 nm ~ 800 nm, 1500 nm ~ 5000 nm 의 방출 스펙트럼을 분석하여 추진제 연소반응 시 발생하는 화학종을 확인하였다.

연소법에 의한 $LnAlO_{3}$(Ln=Y and Gd):$Eu^{(3+)}$ 형광체의 합성 (Synthesis of $Eu^{3+}$ activated $LnAlO_{3}$(Ln=Y and Gd) Phosphors by combusition method)

  • ;;한상도;김병권;정영호;박조용;;명광식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.116-119
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    • 2002
  • A different route to the synthesis of $Eu^{3+}$ - activated matrices such as $YAlO_{3}$ and $GdAlO_{3}$ and luminiscent properties of these compounds, were studied. The new route (Combustion method) consist of the redox reactions between the respective metal nitrates and urea in a preheated furnace at ${500^{\circ}C}$. The Phosphor thus obtained were then heated at ${1000^{\circ}C}$ for 2-3 hours to get better luminiscent properties. The incorporation of $Eu^{3+}$ activator in these phosphors were checked by luminiscence investigations. Scanning electron microscopy (SEM) studies were carried out to understand surface morphological features and the particle size. X-ray energy dispersive analysis (EDAX) was also performed for the qualitative analysis of the phosphors.

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고체추진제 연소 중 알루미늄 응집 모델 연구 (Study of Aluminum Agglomeration Model During Solid Propellant Combustion)

  • 윤지상;이국진;김대유;박남호;고승원;윤웅섭
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.78-86
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    • 2019
  • 복합 고체추진제에 포함된 금속 연료인 알루미늄은 산화피막에 의해 연소 표면에서 점화, 연소되지 못하고 일부분 녹아 주위 알루미늄 입자들과 응집한다. 추진제 성능 평가 및 설계를 위해 응집된 입자의 크기 및 분포를 예측하기 위해 모델링을 수행하였으며 직접 실험을 통해 응집된 입자의 크기 및 분포를 비교 및 검증하였다. 예측값은 실험과 동일하게 압력에 따라 평균직경이 감소하는 경향을 나타내었으나 압력이 증가할수록 오차가 증가하였다. 응집 입자 분포그래프는 최고점에서의 직경이 일치했지만 체적 분률에서 차이가 나타났다.

매체순환식 가스연소기에서 고온 환원반응성 증대 방법 (Method for Improvement of Reduction Reactivity at High Temperature in a Chemical-Looping Combustor)

  • 류호정;박상수;이동호;최원길;이영우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권5호
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    • pp.843-849
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    • 2012
  • 매체순환식 가스연소기 산소공여입자로 NiO 계열 산소공여입자를 사용할 경우 고온 조건(> $900^{\circ}C$)에서 온도가 증가함에 따라 환원반응 배출기체 중 CO 농도가 증가하게 되며, 이에 의해 연료전환율과 $CO_2$ 선택도가 감소하게 된다. 이러한 고온 환원반응성 저하를 개선하기 위한 방법으로 매체순환 가스연소기에 적용 가능한 금속산화물들에 대해 온도변화에 따른 평형 CO 농도를 계산 및 비교하여 반응성 개선이 가능한 금속산화물을 선정하였다. 선정된 금속산화물을 NiO 계열 산소공여입자와 물리적으로 혼합하는 방법을 적용하여 고온 환원반응성 개선이 가능한지를 회분식 유동층 실험장치를 이용하여 측정 및 해석하였다. $900{\sim}1000^{\circ}C$ 범위에서 기존 NiO 계열 입자(OCN706-1100) 만을 사용한 경우에 비해 $Co_3O_4$ 계열 입자($Co_3O_4/CoAl_2O_4$)를 10% 혼합한 경우가 연료전환율 및 $CO_2$ 선택도가 높게 나타났으며 환원반응 배출기체 중 CO의 농도가 감소하는 경향을 나타내어 $Co_3O_4$ 계열 산소공여입자를 함께 사용하는 방법으로 고온 환원반응성 개선이 가능함을 확인할 수 있었다.

매체순환식 가스연소기 적용을 위한 5가지 산소공여입자들의 반응특성 (Reaction Characteristics of Five Kinds of Oxygen Carrier Particles for Chemical-Looping Combustor)

  • 류호정;진경태;임남윤;배성렬
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.24-34
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    • 2003
  • For gaseous fuel combustion with inherent $CO_2$ capture and low NOx emission, chemical-looping combustion may yield great advantages for the savings of energy to $CO_2$ separation and suppressing the effect on environment, In chemical-looping combustor, fuel is oxidized by metal oxide medium in a reduction reactor. Reduced particles are transported to oxidation reactor and oxidized by air and recycled to reduction reactor. The fuel and the air are never mixed, and the gases from reduction reactor, $CO_2$ and $H_2O$, leave the system as separate stream. The $H_2O$ can be easily separated by condensation and pure $CO_2$ is obtained without any loss of energy for separation. In this study, five oxygen carrier particles such as NiO/bentonite, NiO/YSZ, $(NiO+Fe_2O_3)VYSZ$, $NiO/NiAl_2O_4$, and $Co_{\chi}O_y/CoAl_2O_4$ were examined &om the viewpoints of reaction kinetics, oxygen transfer capacity, and carbon deposition characteristics. Among five oxygen particles, NiO/YSZ particle is superior in reaction rate, oxygen carrier capacity, and carbon deposition to other particles. However, at high temperature ($>900^{\circ}C$), NiO/bentonite particle also shows enough reactivity and oxygen carrier capacity to be applied in a practical system.

합성가스 연소 매체순환식 가스연소기 적용을 위한 최적 산소공여입자 선정 (Selection of the Best Oxygen Carrier Particle for Syngas Fueled Chemical-Looping Combustor)

  • 류호정;김지웅;조완근;박문희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권5호
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    • pp.506-514
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    • 2007
  • 합성가스 연소 매체순환식 가스연소기 적용을 위한 최적 산소공여입자를 선정하기 위해 네 가지 산소공여입자(NiO/bentonite, $NiO/LaAl_{11}O_{18}$, $Co_xO_y/CoAl_2O_4$, $NiO/NiAl_2O_4$)에 대해 환원반응기체로 모사 합성가스($H_2,\;CO2$, CO 각각 30, 10, 60%)를 사용하여 열중량 분석기(TGA)에서 환원반응특성 및 탄소침적특성을 측정 및 해석하였다. 환원반응온도가 증가함에 따라 최대전환율, 산소전달능력이 증가하였고 산소전달속도 측면에서 $900^{\circ}C$가 합성가스 연소반응에 적합한 조건으로 나타났으며 높은 환원반응온도(${\geq}800^{\circ}C$)에서는 네 가지 입자 모두에 대해 탄소침적현상이 나타나지 않았다. 네 가지 산소공여입자 중 NiO 계 산소공여입자가 CoO 계 산소공여입자에 비해 반응성이 높게 나타났으며 NiO/bentonite 입자가 산소전달속도, 탄소침적도 면에서 가장 좋은 반응성을 나타내었다. NiO/bentonite 입자에 포함된 금속산화물의 함량이 증가함에 따라 산소전달능력과 산소전달속도가 증가하는 것으로 나타나 금속산화물의 함량이 높은 산소공여입자가 매체순환식 가스연소기의 안정적인 조업에 유리한 것으로 나타났다.

목질계 바이오매스 연소부산물 분석과 모르타르 혼입 평가 (Investigative Analysis of By-products from Lignocellulosic Biomass Combustion and Their Impact on Mortar Properties)

  • 정영동;김민수;박원준
    • 한국건축시공학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.663-671
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    • 2023
  • 본 연구에서는 목질계 바이오매스(Bio-SRF, 우드펠릿)를 연료로 사용하는 발전소 3곳에서 배출된 4종의 목질계 플라이애시(FA)의 재활용성을 실험적으로 검토하였다. FA의 물리 분석(입형, 입도분포, 분말도, 밀도)과 화학 분석(화학조성, 중금속 함량)을 수행하였고, KS L 5405에 준하여 혼입률 5~20%의 모르타르 시험체를 제작하고 플로우와 압축강도를 측정하였다. 4종의 FA는 입경 약 20~30㎛, 밀도 약 2.3~2.5g/cm3, 분말도 2,600~4,900cm2/g, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO 성분이 약 50~90%를 차지하고 있으며, 염소와 SiO2 함량을 배제하고 KS L 5405의 FA 2, 3형과 유사한 특성을 보였다. 모르타르 혼입 평가 결과, 펠릿 연소 FA는 5~20% 혼입 범위에서 모르타르 압축강도는 34~47MPa로 측정되었다. 목질계 연료 100%를 연소한 FA는 혼화재 대체재로서 재활용성이 높다고 평가된다.

진동형 분진 최소착화에너지측정장치에서 분진 응집현상이 미치는 영향 (Effects of the Powder Agglomeration on Vibrating Minimum Ignition Energy Measurement System for Powder)

  • 최광석;정재희;황명환;우인성;목연수;최충석
    • 한국안전학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.48-53
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    • 1999
  • It is widely recognized that Hartmann tube for measuring the minimum ignition energy(MIE) of powder. But It requires long time and operational skills for measuring. As a variety of new fine powders are being produced day by day in industry, Japen has been developing a measurement system which employs a new method to create a dust/air mixture in a miniature combustion box. In this system, by vibration, the powder is successively fed downward through a hopper made up of metal mesh, and then it is formed into a thin, certain-like, dust/air mixture. With this new apparatus, three types of powder-Lycopodium, Anthraquinone, and Polyacry-lonitrile-were tested and the data of MIE were compared with those of a conventional apparatus (the Hartmann tube). Two of them agreed satisfactory, but the other, Anthraquinone, showed quite different values. It is guessed that the agglomerations of the powder particles appear because of particle shapes, static-charge and humidity.

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