• 공업화학
• /
• 제29권5호
• /
• pp.510-518
• /
• 2018

최근에 반도체 산업의 지속적인 발전에 따라 반도체 생산공정에서 발생하는 다양한 오염가스를 처리하는 기술에 대한 관심도 늘어나고 있다. 이처럼 반도체 공정 후 배출되는 폐가스를 제거하는 장치 중의 하나로서 다양한 종류의 스크러버 시스템이 사용되고 있다. 이러한 스크러버 시스템 내 열분해반응기 성능은 폐가스 내 오염원 제거효율과 전반적인 운전안정성에 영향을 미치기 때문에 열분해 반응기의 효율적인 설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 수치해석 방법을 기반으로 반응기 내 폐가스의 열유동 특성을 파악하고자 하였다. 해석기법을 검증하기 위해 온도분포에 대한 해석결과를 실험결과와 비교하였다. 온도결과에 대한 해석과 실험은 약 1.27~2.25% 수준의 낮은 오차를 보였으며 이를 통해 해석결과의 타당성을 확보하였다. 검증된 해석기법을 이용하여, 기존 반응기의 성능개선을 위한 설계 가이드라인을 제시하기 위해 폐가스 형상 변화에 따른 해석을 수행하여 기존모델 및 수정모델에서 폐가스의 거동특성을 비교분석하였다. 본 연구에서 수행한 결과는 다양한 스크러버 시스템 내 열유동 특성을 분석하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권6호
• /
• pp.763-767
• /
• 2019

본 연구에서는 흐름형 반응기를 활용하여 단일 화합물로 구성된 연료인 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP)의 유량을 변화시킴에 따라 나타나는 열분해 특성에 대해 분석하였다. 실험은 $500^{\circ}C$, 50 bar의 온도와 압력 조건에서 수행하였으며, 각 유량 조건에서 반응을 통해 생성된 물질은 GC/MS를 사용하여 분석하였다. 그 결과, exo-THDCP는 열에 의해 주로 고리형 화합물로 분해됨과 동시에 일부는 이성질화 되는 것을 확인하였다. 또한, 유량이 증가할수록 분해 및 이성질화 반응을 통해 생성되는 화합물의 종류와 비율이 감소하였으며, 이에 따라 연료의 전환율과 분해 반응 시에 발생하는 흡열량도 함께 감소하였다. 열분해 반응 시에 비교적 빠르게 생성되는 화합물은 주로 1-cyclopentylcyclopentene (1-CPCP)의 radical 형태를 중간체로 하여 형성되는 것으로 분석되었는데, 이는 exo-THDCP로부터 생성될 수 있는 중간체 중에서도 특히 1-CPCP가 생성되는 데에 필요한 활성화 에너지가 약 42 kcal/mol로 가장 낮기 때문인 것으로 해석된다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.205-212
• /
• 2009

Solution copolymerization of Styrene(St.) with 2-Hydroxypropylacrylate(2-HPA) was carried out with Benzoylperoxide(BPO) as an initiator in toluene at $80^{\circ}C$ in a batch reactor. Reaction volume and reaction time were 0.3 liters, 8 hours respectively. The time to reach steady state was about the six time. The monomer reactivity ratios, $r_1$(St.) and $r_2$(2-HPA) were determined by both the Kelen-Tudos method and the Fineman-Ross method ; $r_1$(St.)=0.376(0.330), $r_2$(2-HPA)=0.408(0.778). The activation energy of thermal decomposition was in the range of $33{\sim}55kcal/mol$.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.215-223
• /
• 2005

본 연구는 세 가지 다른 형태의 플라즈마 반응기 (SD, DBD, PDC)를 이용한 기상의 스타이렌 분해실험을 통하여 최적 플라즈마 반응기에 대하여 고찰하였다. 각 플라즈마 반응기에 대한 비교평가를 위하여 스타이렌 분해효율, 탄소수지, 반응 생성물의 동정, 생성물의 수율 및 선택성 등의 항목을 평가하였다. 스타이렌의 전환과정은 오존과의 반응이 중요하며, PDC 반응기보다 오존생성량이 많은 SD와 DBD 반응기가 스타이렌의 전환율이 더 높은 것으로 나타났다. 한편, PDC 반응기는 탄소수지, COx ($CO+CO_2$)의 수율 및 선택성에 있어서, SD와 DBD 반응기 보다 훨씬 더 뛰어난 것으로 판명되었다. 스타이렌 초기농도를 100ppmv로 하였을 때, PDC 반응기와 플라즈마 단독공정에서 탄소수지 100%를 달성하기 위해 필요한 비투입 에너지는 각각 110 J/L와 420 J/L로, PDC 반응기가 훨씬 더 낮은 에너지로 스타이렌의 완전분해가 가능하였다. 스타이렌의 분해과정에서 생성되는 주된 생성물로는 CO와 $CO_2$가 있으며 HCOOH가 미량 성분으로 관찰되었다. 이러한 반응 생성물의 수율에는 차이가 나타나지만 이들의 분포는 플라즈마 반응기의 종류와 관계없이 거의 동일한 것으로 나타났다. 이상적인 스타이렌 분해 성성물인 $CO_2$의 선택성에 있어서 SD와 DBD 반응기는 $39.5{\sim}60%$ 정도를 나타내었으나 PDC 반응기에서는 $68.5{\sim}75.5%$ 정도로 훨씬 더 높은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.487-492
• /
• 2008

본 논문은 유동층반응기에서 메탄 열분해에 의한 수소 생산과 탄소 생성에 대한 연구를 수행하였다. 환경에 대한 영향을 최소화한 상태에서 one-step에 의한 메탄의 전환반응을 메탄 분해촉매활성에 영향을 미치는 인자에 대하여 연구하였다. 측정된 압력요동특성치의 해석을 통하여 유동층 열분해촉매의 유동화현상을 측정하였으며, 유동화특성에 따른 메탄열분해능을 측정하였다. 메탄의 분해능는 생성되는 수소의 농도로부터 측정하였다. 유동층의 특성인 층내 입자 이동성, U-Umf, 마모, 비산유출, 유동화가스의 효율밀도에 따른 분해효율에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.93-96
• /
• 2007

Catalytic activities of color and conductive carbon blacks in ethane decomposition for $CO_2-free$ hydrogen production were investigated. The ethane decomposition was carried out in a conventional fixed bed reactor under atmospheric pressure at 973-1173 K for 2 hours. When the decomposition in the presence of carbon black was compared with the non-catalytic thermal decomposition, the former exhibited significantly higher ethane conversion, higher C(s) selectivity and lower ethylene selectivity with small increase of the methane selectivity, which resulted in higher hydrogen yield. This indicates that carbon black is catalytically effective for dehydrogenation of ethane as well as subsequent decomposition of ethylene. All the carbon blacks exhibited stable catalytic activity with time. In durability tests, fluffy N-330 and BP2000 maintained their activities for 36 hours.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제51권6호
• /
• pp.1487-1503
• /
• 2019

The methods and performance of a pin-level nuclear reactor core thermal-hydraulics (T/H) code ESCOT employing the drift-flux model are presented. This code aims at providing an accurate yet fast core thermal-hydraulics solution capability to high-fidelity multiphysics core analysis systems targeting massively parallel computing platforms. The four equation drift-flux model is adopted for two-phase calculations, and numerical solutions are obtained by applying the Finite Volume Method (FVM) and the Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equation (SIMPLE)-like algorithm in a staggered grid system. Constitutive models involving turbulent mixing, pressure drop, and vapor generation are employed to simulate key phenomena in subchannel-scale analyses. ESCOT is parallelized by a domain decomposition scheme that involves both radial and axial decomposition to enable highly parallelized execution. The ESCOT solutions are validated through the applications to various experiments which include CNEN $4{\times}4$, Weiss et al. two assemblies, PNNL $2{\times}6$, RPI $2{\times}2$ air-water, and PSBT covering single/two-phase and unheated/heated conditions. The parameters of interest for validation include various flow characteristics such as turbulent mixing, spacer grid pressure drop, cross-flow, reverse flow, buoyancy effect, void drift, and bubble generation. For all the validation tests, ESCOT shows good agreements with measured data in the extent comparable to those of other subchannel-scale codes: COBRA-TF, MATRA and/or CUPID. The execution performance is examined with a mini-sized whole core consisting of 89 fuel assemblies and for an OPR1000 core. It turns out that it is about 1.5 times faster than a subchannel code based on the two-fluid three field model and the axial domain decomposition scheme works as well as the radial one yielding a steady-state solution for the OPR1000 core within 30 s with 104 processors.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2001년도 제23회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.169-178
• /
• 2001

Among the recent research ideas to reduce hydrocarbon emissions emitted from SI engines till light-off of catalyst since cold start are those exploiting non-thermal plasma technique and photo-catalyst that draws recent attention by virtue of its successful application to practical use to clean up the atmosphere using the feature of its relative independence on temperature. Based on the previous research results obtained with model exhaust gases using an experimental emissions reduction system that utilizes the non-thermal plasma and photo-catalyst technique, further investigation was conducted on a production N/A 1.5 liter DOHC engine during cold start to warm-up. For the effects of non-thermal plasma-photocatalyst combined reactor, 10% concentration reduction was achieved with the fuel component paraffins, and the large increase in non-fuel paraffinic components and acetylene concentrations were similar to those of base condition. However the absolute value was locally a bit higher than those of base condition since the products was made from the dissociation and decomposition of highly branched paraffins by plasma-photocatalyst reactor. Olefinic components were highly decomposed by about 75%, due to these excellent decompositions of olefins which have relatively high MIR values, and the SR value was 1.87 that is 30% reduction from that of base condition, then, the photochemical reactivity was lowered.

• 자원리싸이클링
• /
• 제14권2호
• /
• pp.28-32
• /
• 2005

화합물반도체 제조 공정에서 발생하는 GaAs scrap으로부터 열분해법을 이용하여 갈륨을 회수하기 위한 기초 실험으로 200 g/batch 규모의 진공 열분해 실험을 수행하였고, 이 결과를 이용하여 30 kg/batch 용량의 Packed Tower가 부착된 열분해 장치를 제작하였다. 기초실험 결과 GaAs의 열분해속도는 온도가 높아짐에 따라 커지지만, 특히 1000$^{\circ}C 이상에서는 갈륨의 증기압 또는 증가하므로 갈륨의 회수율이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 노 내 압력이 2~2.5${\times}10^{-2} mmHg일 때 1000~1050$^{\circ}C에서 가장 좋은 결과를 보였고, 이때 89% 정도의 갈륨 회수율을 나타내었다. GaAs의 열분해 시 비소의 분압은 온도가 높아짐에 따라 증가하고 융점인 1237$^{\circ}C를 전환점으로 온도는 낮아져도 증기압은 높은 이력현상(Hysteresis)을 보이는데, 이와 같은 특성을 이용하여 산업 생산에 적용한 열분해장치 제작에서는 반응기 위에 충진탑을 설치하였다. 그 결과, 열분해 반응기 내의 온도가 융점 이상의 고온에서도 99% 정도의 높은 회수율을 얻을 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.545-550
• /
• 2016

Demilitarization involves the disposal and recovery of obsolete explosives or ammunition. Cyclotol has been used as a military explosive along with RDX and HMX. A limited number of processes exist for safe disposal due to their sensitivity to thermal shock. Rotary kilns are widely used for thermal decomposition in many countries due to cost effectiveness and simplicity compared with supercritical oxidation. Phase change as well as condensed phase reactions(CPRs) and gas phase reactions(GPRs) with rates described by the Arrhenius equation of cyclotol has been considered in this work. Changes in gas fraction, reaction rate and mass of explosives were predicted at 490, 505 and 575 K. A maximum temperature of 2062 K has been predicted within the reactor at an initial temperature of 575 K due to GPRs. From this research, Thermal decomposition in the rotary kiln is plausible for demilitarization.