• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.85-91
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• 2017

To develop a pressurized chemical looping combustor, effect of pressure on minimum fluidization velocity and transition velocity to fast fluidization was investigated in a two-interconnected pressurized fluidized bed system using oxygen carrier particle. The minimum fluidization velocity was measured by bed pressure drop measurement with variation of gas velocity. The measured minimum fluidization velocity decreased as the pressure increased. The transition velocity to fast fluidization was measured by emptying time method and decreased as the pressure increased. Gas velocity in the fuel reactor should be greater than the minimum fluidization velocity and gas velocity in the air reactor should be greater than the transition velocity to fast fluidization to ensure proper operation of two interconnected fluidized bed system.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1756-1760
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• 2004

Circulating Fluidized-Bed (CFB) boilers which have been operated in Korea were manufactured by the design technology of foreign leading companies. As they are not active to transfer their technology, domestic companies don't have the enough ability to design it independently yet. Doosan Heavy Industries & Construction Co. Ltd. and Korean Institute of Energy Research are trying to develop and improve the particle re-circulating device among the components of CFB boiler. Our purpose is to control the amount of particles leaving the re-circulating system by adjusting utility air and reuse the heat of circulating particles. The results of experiments with cold model system show that a fluidization state in the particle re-circulating device is very stable when the amount of utility air is supplied to its wind box with 2.29 times of minimum fluidization velocity. Also the amount of particles entering the riser don't increase linearly when the amount of utility air is supplied over 2.5 times of minimum fluidization velocity. Now we are testing its functional run with the hotstate experiment set-up.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권2호
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• pp.30-36
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• 2006

Wood fuel must be dried before combustion to minimize the energy loss. Sawdust of Japanese red pine was dried in a batch type fluidized-bed to investigate the drying characteristics of sawdust as a raw material for bio-fuel. The minimum fluidization air velocity was increased as particle size was increased. It took about 21 minutes and 8 minutes to dry 0.08 m-deep bed of particles with average particle size of 1.3 mm from 100% to 10% moisture content at air temperature of $20^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$, respectively.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제13권3호
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• pp.168-182
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• 1984

For the purpose of drying high moisture rough rice effectively, from the view point of pre-drying, some basic experiments of fluidized bed drying of rough rice were carried out. The minimum fluidization velocities $(U_{mf})$ for both rough rice and glass bead were analyzed to find out fluidizing characteristics. The main results obtained were as follows ; 1) Minimum fluidization velocity of rough rice and glass bead were 2.01m/s and 4.07m/s, respectively, when using the distributor with $16\%$ opening ratio. 2) $U_{mf}$ calculated by Shirai's empirical equation and that calculated by Wen's modified equation were inconsistent with experimental data, while $U_{mf}$ calculated by Ergun's equation was consistent with the experimental data. 3) The following equations, on the basis of Leva's equation, were obtained. $$C_{mf}=1.19\times10^{-4}(Re_p)^{-0.0318)\;(rough rice)$$ $$C_{mf}=1.02imes10^{-4}(Re_p)^{-0.0047)\;(glass bead)$$

• 한국식품과학회지
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• 제24권5호
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• pp.414-422
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• 1992

보리를 초기의 고수분 상태에서 연속적이고 효과적인 인공건조를 실시하기 위하여 보리의 물리적 특성을 구하였으며, 또 유동층 건조장치를 제작하여 유동화 특성을 실험하여 이론식과 비교 검토하였다. 공기의 온도 및 상대습도가 각각 $35^{\circ}C$, 30%이고 충전량이 300g일 때 쌀보리와 겉보리의 최소 유동화 속도는 1.5m/s 및 1.7m/s였으며, 최적 유동화 속도는 3.0m/s였다. 본 실험에서 실험한 쌀보리와 겉보리의 $U_{mf}$는 1.5m/s 및 1.7m/s였으며, Leva식에 의한 계산치는 각각 1.06m/s 및 1.07m/s로 실험치와 계산치는 잘 일치하지 않았다. 또한 쌀보리와 겉보리의 유동층 건조에서 실험치와 일치하는 다음과 같은 최소 유동화 속도에 관한 실험식을 얻었다. $U_{mf}^2= \frac{{\phi_s}\;d_p}{Hk}\;{\cdot}\;\frac{(\rho_s-\rho_g)g\;{{\varepsilon}_{mf}^3}} {\rho_g}(Re_p>1,000)$ 이 실험의 상수 Hk는 쌀보리 및 겉보리가 각각 0.4881, 0.6649였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.846-853
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• 2017

순환유동층 모사장치와 $30kW_{th}$급 파일럿 연소기를 활용하여 슬러지 순산소 유동층 연소특성을 살펴보았다. 순환유동층 모사실험에서 최소유동화속도($U_{mf}$)는 0.120 m/s로 계산되었고, 고속유동화를 위한 공탑속도는 2.5 m/s 이상으로 결정되었다. 파일럿 연소실험에서는 일반공기 및 21~40% 순산소 연소실험이 수행되었다. 배출가스 온도의 경우 21~25% 순산소 연소가 일반공기 및 30% 이상의 순산소 연소보다 상대적으로 높았다. 또한, 배출가스 중 $CO_2$ 배출농도가 21~25% 순산소 연소 범위에서 80% 이상으로 나타났다. 이를 고려한 전반적인 연소특성을 살펴 보았을 때 25% 순산소 연소가 본 슬러지 연료 연소에 대한 장시간 운전에 있어 보다 적합한 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.80-89
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• 2017

하수슬러지 고형연료 및 우드펠렛의 전소 및 혼소 실험을 위해 내경 0.1 m, 높이가 1.2 m인 기포 유동층 반응기를 적용하였으며, 장치는 유동층 반응기, 연료 공급장치, 사이클론, 냉각기, 그리고 가스분석기로 구성되었다. 층 물질의 평균입자크기는 $460{\mu}m$이며, 최소 유동화 속도는 $0.21ms^{-1}$이다. 실험에 사용된 연료는 국내산 하수슬러지 고형연료 및 캐나다산 우드펠렛을 적용하였으며, 우드펠렛 기준 혼합율 20, 50, 80%로 고위발열량을 기준으로 산정하였다. 실험 고정변수는 당량비 1.65, 산화제 $100Lmin^{-1}$, 반응기 온도 $800^{\circ}C$, 유동화수 4로 설정하였다. TGA 분석 결과, 하수슬러지의 고형 연료의 연소성이 우드펠렛이 비해 상대적으로 좋지 않았다. 연소시 반응기 온도는 $800{\sim}900^{\circ}C$ 사이로 유지되었으며, 유동층 반응기에서 하수 슬러지 고형연료의 낮은 연소성으로 인해 CO가 상대적으로 높게 측정되었다. 뿐만 아니라 $NO_X$와 $SO_X$는 하수슬러지 고형연료 내의 질소함량으로 인해 우드펠렛에 비해 높게 측정되었으며, 혼소율이 증가될수록 CO, $NO_X$, 그리고 $SO_X$의 배출이 감소하였다. 혼소에 따른 회분의 거동 및 퇴적 경향에서 모든 조건에 대해 슬래깅/파일링의 가능성이 높은 것으로 분석되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.533-542
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• 2016

Lab-scale 기포유동층 반응기(D=0.1 m, H=1.5 m)에서 왕겨와 모래를 혼합하여 가스화를 통해 합성가스를 얻고 남은 왕겨 회재는 고부가가치 물질로 사용하기 위한 연구의 선행연구로서 왕겨/유동사/왕겨 회재(실리카)의 혼합 및 유동 특성을 규명하였다. 왕겨/유동사를 5:95, 10:90, 20:80, 30:70의 부피비로 유속 범위(0~0.63 m/s)조건으로 수행하였으며, 또한 왕겨 회재는 왕겨를 기준으로 부피비 6%로 결정하였다. 왕겨/유동사, 왕겨/유동사/왕겨 회재의 혼합실험을 통해 왕겨 부피비 0%, 5%, 10%에서는 최소유동화속도가 0.19~0.21m/s임을 확인하였고, 20%일때는 0.3m/s로 증가하였으며, 30%일때는 분리현상이 나타나 최소유동화속도가 측정 되지 않았다. 또한, 실험데이터에 따라 Brereton과 Grace의 mixing index를 이용하여 각 조건 별로 mixing index값을 도출한 결과 왕겨/유동사의 혼합은 0.8~1, 왕겨/유동사/왕겨 회재의 혼합은 0.88~1 사이임을 확인하였다. 이를 통하여 왕겨/유동사의 혼합과 왕겨/유동사/왕겨 회재 혼합의 최적 조업조건을 도출할 수 있었으며, 운전조건을 결정할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.69-77
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• 2011

[ $CO_2$ ]원천 분리 수소제조 반응시스템은 금속 산화물의 산화/환원 반응을 이용하여 기존의 수증기-메탄 개질 반응을 3단계의 반응시스템으로 분리함으로써 메탄 연소 시 발생되는 $CO_2$를 원천적으로 분리함과 동시에 고순도 수소를 별도의 후단 공정없이 직접 생산해 내는 신 개념의 수소 생산 기술이다. 반응 시스템은 크게 연료(즉, $CH_4$)가 공급되는 연료반응기(FR: Fuel Reactor), 수증기가 공급되는 수증기반응기(SR: Steam Reactor) 및 공기가 공급되는 공기반응기(AR: Air Reactor)로 구성되며, 다른 반응기와 비교하여 반응 매체의 전환율과 선택도를 높이기 위하여 긴 체류 시간을 확보할 수 있는 두 개의 이동 층(FR, SR)으로 구성되었다. 본 연구에서는 200 L/h의 수소를 생산할 수 있는 매체 순환식 이동층 반응기 제작을 목적으로 수소발열량 기준 0.55kW급 이동 층 반응기의 개념 설계 및 cold model을 설계 제작하고 주요 운전 변수에 따른 수력학적 특성을 결정하였다. 개념 설계 결과 원하는 매체 전환율을 얻기 위해 필요한 고체 순환속도범위($20{\sim}100kg/m^2s$)를 결정하였다. Cold-model 실험 결과, loop-seal의 유속이 증가함에 따라 고체 순환 속도가 증가하였으며 이를 통하여 고체 순환속도 조절이 가능하였다. 반응시스템의 안정적인 조업을 위해서는 이동층(FR, SR) 조업 조건을 최소 유동화 속도 부근으로 유지하는 것이 좋은 것으로 나타났다. 이동층 내 고체 체류 량은 기상유속 및 고체 순환 속도 종가에 따라 감소하였다. 본 연구를 통하여 조업조건에서 개념 설계에서 원하는 고체 순환 속도 및 흐름 특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.390-397
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• 2014

하수슬러지를 유동층 소각으로 처리할 때 유동매체가 $N_2O$ 발생에 미치는 영향을 고찰하였다. 유동매체로 zeolite 분말을 혼합하여 2 mm의 구형으로 제조하였다. 유동사의 평균크기 0.4 mm인 것을 유동매체로 사용할시 최소유동화속도($U_{mf}$)는 0.44 m/s로 나타났으나, 2 mm zeolite 유동매체를 사용하였을 경우, 최소유동화속도는 0.5 m/s로 다소 증가하는 것을 알 수 있었다. 유동층 소각로 내경에 대한 유동층 높이의 비(bed aspect ratio)를 1.4에서 3.1로 증가시켰을 때, 최소유동화속도는 0.5 m/s 에서 0.7 m/s로 다소 증가하는 것을 알 수 있었다. 과잉공기비가 1.79이고, 유동층 온도는 $909^{\circ}C$, 공탑속도는 약 1.65 m/s의 운전 조건에서, 유동매체 양의 증가에 따라 배가스 $O_2$ 농도는 다소 감소하였으며, $CO_2$의 농도는 다소 증가하는 것으로 나타났다. 유동매체의 양이 6 kg (bed aspect ratio 1.98) 이상일 때 $N_2O$의 농도가 크게 감소하였는데, 이러한 감소는 $N_2O$의 NOx로 전환이라기보다는 zeolite 유동매체에 의한 $N_2O$ 분해 반응에 의한 것으로 사료되었다. 한편, zeolite 유동매체를 유동사와 혼합하여, 유동층 높이를 일정하게 유지하고, zeolite 유동매체의 혼합 비율과 유동층 온도를 변화시켰을 때, $N_2O$의 발생농도는 혼합비율 보다 유동층 온도에 의해 크게 의존하였으며, 고온으로 갈수록 감소하는 것을 알 수 있었다. 소각 운전 온도를 고려하였을 때, zeolite 유동매체의 소성 온도는 $900^{\circ}C$에서 수행하는 것이 효과적인 것으로 판단되었다.