The first cement plant was erected in 1919 at nearby Pyongyang city, and afterthen 6 plants were constructed until 1942, but unfortunately only one plant with one rotary kiln which has yearly 150,000 tons capacity is located in east coast of South Korea a
농축 우라늄 $UF_6$로 건식법 중의 하나인 DCP법으로 핵연료 $UO_{2+x}$ 분말을 제조하였다. Rotary kiln 내로 수증기를 주입할 때 일어나는 온도 변화에 따른 $UO_{2+x}$ 분말 특성을 우라늄 분석기, 수분 측정기, SEM 등으로 측정하였다. 그 결과 불소의 함유량은 8ppm을 나타냈고, 수분 함량의 경우 최적화되었음을 알 수 있었다.
Carbothermal reduction has been one of the important processes for the production of ceramic raw materials such as silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, etc. The process has also been one of several trials for the recovery of ZnO from ZnO-containing waste. It usually involves two consecutive steps: the evolution of Zn vapor and its oxidation with air. In this study a ZnO-containing raw material is reduced by carbon at $1250^{\circ}C$ and the evolved Zn vapor is oxidized with air, resulting in fine powders of ZnO. computer programs, THERMO and PYROSIM developed by MINTEK, are used to simulate the process thermodynamically and the results are compared with the experimental results. It is shown that the ZnO-containing raw material can be reduced and can form fine ZnO with the yield as high as 98.7% under a proper condition. Based on these results, a process is engineered for the production of ZnO in a rotary kiln at a rate of 3 tons/day. The produced ZnO powders show properties suitable to the usual applications in ceramic industries with a purity of > 95wt% and an average particle size of ∼3${\mu}m$.
대기에 방치된 생석회의 상온에서 내수화성을 향상시키기 위해 생석회의 탄산화반응과 수화반응실험을 수행하였다. 제강공정에서 사용시까지 수화반응을 억제시키기 위해서는 생석회 표면을 약 6%정도 탄산화시킬 필요가 있었다. 생석회의 탄산화를 위한 회전로 배가스 재순환이 평형연소온도 및 NOx농도에 미치는 영향을 열역학적으로 계산한 결과, 배가스 부피 백분율이 증가함에 따라 연소온도와 NOx농도는 감소하였다.
In this study, it is investigated that the possibility of the numerical simulation for the incineration of the hazardous material, crbon tetrachloride($CCl_4$). A 3-dimensional numerical technology is applied for turbulent reacting flows of the full-scale Dow Chemical incinerator. The calculations are made by a CRAY-2S, super computer. The major parameters considered in this study are kiln revolution rate (rpm), filling ratio of the solid waste(f), burner Injection velocity and angle, and turbulent air jets for swirl. And the employed turbulent reaction model is the eddy break-up model which is a kind of fast chemistry model assuming general equilibrium and used for a premixed flame. The calculated flow fields are presented and discussed. 1) The presence of turbulent air nozzles for swirl gives rise to visible increase of the convective motion over the region of the solid waste. This implies the possibility to enhance the mixing of the waste with the surrounding all and thereby to reduce thermal and species stratification, which were reported in a large rotary kiln operation. 2) Considering that the location of the recirculation region has a strong relation with the heating rate of the solid waste, the control of the recirculation region by the burner injection angle Is quite desirable in the sense of the flexible design of the rotary kiln incinerator for a carbon tetrachloride. 3) Finally, it is found that the eddy break-up model Is not suitable for carbon tetrachloride($CCl_4$) because this model is not incorporated the flame inhibition trend due to the presence $CCl_4$compound.
We simulate the particle bed motions with combustion and reduction in steel making rotary kilns. The particle bed motions are simulated by a Lagrangian approach called Discrete Phase Model (DPM). To reduce the number of tracking particles, the Coarse Grain Model (CGM) was applied. The model for particle motions showed good agreements with experimental results. In addition to the particle motion, the combustion and reduction simulation was performed. The combustion and reduction simulation can consider heat, mass and momentum transfer between the gas phase and particle beds.
회전식 소각공정은 고에너지 물질의 폐기처리를 위해 현재 상용화 되고 있는 기술로 열풍을 이용하여 대상물질을 열분해하는 공정이며 TNT, RDX 및 Composition B를 통한 열분해 공정의 사전연구가 진행되었다. 본 연구의 대상물질은 나이트로셀룰로스(nitrocellulose, NC)와 나이트로글리세린(nitroglycerine, NG)의 혼합물인 더블베이스 추진제(M8)로 선정하였다. M8 추진제의 열분해 반응은 응축상 반응(condensed phase reaction, CPR)과 기체상 반응(gas phase reactions, GPRs)로 구성되어 있다. CPR의 경우 흡열반응으로 4가지 화합물을 생성하며, GPRs의 경우 59개의 가스화합물 및 365개의 흡열·발열 반응으로 구성되어 있다. 본 연구는 gPROMS 소프트웨어를 이용하여 관형반응기의 수학적 모델링을 완성하였으며, 운전온도 및 유속 변화에 따른 케이스스터디를 진행하였다. 상대적으로 낮은 유속 및 높은 공정온도는 반응기의 내부온도(Case3: 953 K, Case6: 1300 K)를 상승 시켰으며, CO2와 H2O 몰농도 값 상승을 통해 완전연소율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 내열형 소각로 설계, 운전조건을 도출하는데 있어 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
전기로 제강분진 중에는 아연(Zn), 납(Pb)등과 같은 유가금속들이, 다양한 화합물(산화물 또는 염화물 등)의 형태로 다량 함유되어 있다. 전기로 제강분진 내에 함유되어 있는 이들 유용금속원소들을, 가장 효율적이며 안정적으로 회수할 수 있는 대표적인 방법으로서는 Rotary Kiln Process가 있다. Rotary Kiln Process는 전기로 제강분진에 환원제(Coke, 무연탄)와 석회석(염기도 제어용)을 첨가하여 성형한 후에 가열함으로서, 아연성분을 조산화아연(Crude Zinc Oxide : 60% Zn)의 형태로 회수하는 방법으로 오래전에 이미 상용화되었으며, 지금도 공정 및 설비의 단점을 개선하기 위한 연구개발을 지속적으로 수행하고 있다. 현재 국내에서도 전기로 제강분진을 재활용하여 조산화아연을 생산하는 다수의 상용화공장들이 가동되고 있다. 조산화아연 중에는, 아연성분 외에도 다양한 기타의 성분원소들(Pb, Cd, Sn, In, Fe, Cl, F 등)이 산화물, 염화물, 알칼리 화합물 등의 형태로 함께 혼재되어 있다. 그러므로 조산화아연을 건식 또는 습식아연제련용 원료로서 그대로 사용하게 되면 조산화아연에 함유된 이들 불순물 성분들이 미치는 악영향으로 인하여, 아연제련과정에서 많은 문제점들이 발생하므로. 따라서 이들 불순물 성분원소들을 가능하면 모두 제거하기 위한 건식 또는 습식정제공정이 추가로 필요하다. 따라서 본 연구에서는 조산화아연의 건식휘발 정제공정에서 발생되어 백필터에 포집된 아연(Zn) 및 납(Pb)을 함유한 2차분진(2nd Dust)으로부터 아연(Zn)과 납(Pb)을 효율적으로 분리하고, 더욱 부가가치를 높이기 위하여 Zn-cementation법으로 이들 성분원소들을 금속탄산염의 형태로 분리회수할 수 있는 공정기술에 대하여 기초적인 연구를 수행하였다.
본 연구에서는 하수슬러지와 사업장폐기물의 혼합소각을 위한 폐기물특성 및 운전특성을 살펴보고 향후 하수슬러지와 사업장폐기물의 혼합소각에 관한 기초자료를 제시하고자 하였다. 본 사업장폐기물은 플라스틱류가 42.55% 로 종이류(11.92%) 보다 3배 이상의 조성을 나타내었다. 하수슬러지와 사업장폐기물을 부피비로 3 : 7로 혼합한 폐기물의 삼성분은 수분함량이 16.3%, 가연분과 회분 함량은 각각 70.5%와 13.2%을 나타내었으며, 습윤저위발열량도 4,513kcal/kg으로 함수율 15%인 하수슬러지와 사업장폐기물(플라스틱류 약 43% 및 종이류 약 12% 함유)의 3 : 7 혼합소각이 가능할 것으로 예상된다. 혼합폐기물을 $700^{\circ}C$로 소각할 경우 SOx와 NOx 농도는 최소화할 수 있었으 나 다이옥신 등 유해가스 발생면에서 볼 때 $950^{\circ}C$로 소각하는 것이 더 바람직할 것으로 사료되며, 이를 위해서는 $Ca(OH)_2$의 적정사용이 검토되어야 할 것으로 판단된다.
The purpose of this study is to estimate the emission factor of $non-CO_2$ global warming gases such as $N_2O$ and $CH_4$ by measuring concentrations from stacks of waste incinerators and cement production plants. Based on the established monitoring methods, $N_2O$ concentration measured from stacks in incinerator were between 0.62 and $40.60\;ppm_v$ (ave. $11.50\;ppm_v$). The concentration of $N_2O$ was dependent on the incinerator types. However, the concentrations of $CH_4$ gas were between 2.65 and $5.68\;ppm_v$ (ave. $4.22\;ppm_v$), and did not show the dependency on the incinerator types. In the cement production plant, the concentration ranges of $N_2O$ from the stack were from 6.90 to $10.80\;ppm_v$ (ave. $8.60\;ppm_v$), and $CH_4$ were between 1.80 and $2.20\;ppm_v$ (ave. $2.60\;ppm_v$). Using measured concentrations, the emission amounts of $N_2O$ and $CH_4$ from stacks per year were calculated. The results were is 4.2 ton $N_2O/yr$ in the incinerators, and 53.7 ton $N_2O/yr$ in the cement facilities. The big difference is from the flow rate of flue gas in the cement facilities compared to the incinerators. By the same reason, the $CH_4$ emission amounts in cement plant and incinerator was found to be 339 ton $CO_2/yr$ and 34.1 ton $CO_2/yr$, respectively. Finally, the emission factor of $N_2O$ in the incinerators were calculated using the measured concentration and the amount of incinerated wastes, and was $42.5\sim799.1\;g/ton$ in kiln and stoker type, $11.9\sim79.9\;g/ton$ in stoker type, 90.1 ton/g in rotary kiln type, 174.9 g/ton in fluidized bed type, and 63.8 g/ton in grate type, respectively. Also, the emission factors of $CH_4$ were found to 65.2-91.3 g/ton in kiln/stoker type, 73.9-122 g/ton in stoker type, 109.5 g/ton rotary kiln, and 26.1 g/ton in fluidized bed type. This result indicates that the emission factor in incinerators is strongly dependent on the incinerator types, and matched with result of IPCC (International Panel on Climate Change) guideline.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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