Park, Jung-Wook;Ryu, Dongwoo;Park, Dohyun;Choi, Byung-Hee;Synn, Joong-Ho;Sunwoo, Choon
Tunnel and Underground Space
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v.23
no.3
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pp.241-259
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2013
A packed bed thermal energy storage (TES) consisting of solid storage medium of rock or concrete through which the heat transfer fluid is circulated is considered as an attractive alternative for high temperature sensible heat storage, because of the economical viability and chemical stability of storage medium and the simplicity of operation. This study introduces the technologies of packed bed thermal energy storage, and presents a numerical model to analyze the thermal energy balance and the performance efficiency of the storage system. In this model, one dimensional transient heat transfer problem in the storage tank is solved using finite difference method, and temperature distribution in a storage tank and thermal energy loss from the tank wall can be calculated during the repeated thermal charging and discharging modes. In this study, a high temperature thermal energy storage connected with AA-CAES (advanced adiabatic compressed air energy storage) was modeled and analyzed for the temperature and the energy balance in the storage tank. Rock cavern type TES and above-ground type TES were both simulated and their results were compared in terms of the discharging efficiency and heat loss ratio.
In pressure cooling system, produce were packed in vented box and cooled rapidly by producing a difference in air pressure on opposite faces of stacks of vented box. So, energy requirements and performance of pressure cooling system depended upon the air flow rate and the static pressure drop through packed produce in vented box. The static pressure drop across packed produce in vented box normally depended upon air flow rate, vent area of box and conditions of produce bed (depth, porosity, stacking patterns, size and shape of products) in box. The objectives of this study were to investigate the effect of vent area and air flow rate on airflow resistance of empty box and packed produce in vented box, and to investigate the relationship between the air flow resistance of packed products in vented box and sum of air flow resistance of empty box only and products in bulk only. Mandarins and tomatoes were used in the experiment. The airflow rate were in the range of 0.02~1.0$m^3$/s.$m^2$, the opening ratio of vent hole were in the range of 2.5~20% of the side area. The results were summerized as follows. 1. The pressure drops across vented box increased in proportion to superficial air velocity and decreased in proportion to opening ratio of vent hole. A regression equation to calculate airflow resistance of vented box was derived as a function of superficial air velocity and opening ratio of vent hole. 2. The pressure drops across packed produce in vented box increased in proportion to superficial air velocity and decreased in proportion to opening ratio of vent hole. 3. Because of the air velocity increase in the vicinity of vent hole in box, the airflow resistances of packed products in vented box were always higher than sum of air flow resistance of empty box only and products in bulk only. 4. Based on the airflow resistance of empty box and products in bulk, a regression equation to calculate airflow resistance of packed products in vented box was derived.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.17
no.2
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pp.83-88
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2000
The VOCs(Volatile Organic Compounds) is one of the major cause for the atmosphere pollution. Breakthrough behavior of benzene and toluene in adsorption bed packed with activated carbon was experimentally studied. Composition and temperature of the gas flowing in the bed was measured and breakthrough curves for each component was obtained. Breakthrough time of benzene was earlier than that of toluene due to relatively weak adsorptivity. The relationship between breakthrough time and flow rate was obtained. The shape of temperature change with time was dependent on the position in the bed. Temperature changed faster and sharper in the inlet than in the outlet. It was noted that breakthrough behavior could be affected by the heat transfer properties.
Coconut shell activated carbon (CSAC) was investigated for its ability in the removal of two neutral chlorinated organic compounds, namely trichloroethylene (TCE) and dichloromethane (DCM) from aqueous solution using a packed bed column. The efficiency of the prepared activated carbon was also compared with a commercial activated carbon (CAC). The important design parameters such as flow rate and bed height were studied. In all the cases the lowest flow rate (5 mL/min) and the highest bed height (25 cm) resulted in maximum uptake and per cent removal. The experimental data were analysed using bed depth service time model (BDST) and Thomas model. The regeneration experiments including about five adsorption-desorption cycles were conducted. The suitable elutant selected from batch regeneration experiments (25% isopropyl alcohol) was used to desorb the loaded activated carbon in each cycle.
Adsorption of phenol on activated carbon in a fixed bed was studied. The effects of fixed-bed length, superficial velocity (flow rate) and particle size of adsorbent on fixed-bed performance were investigated. Some characteristic parameters such as the breakthrough time ($t_{0.05}$), saturation time ($t_{0.95}$), length of mass transfer zone ($L_{MTZ}$), adsorptive capacity (W), and adsorption rate constant ($K_a$) were derived from the breakthrough curves. Adsorbent particle sizes significantly affected the shape of the breakthrough curve. Larger particle sizes resulted in an earlier breakthrough, a longer $L_{MTZ}$ and a lower adsorption rate. Superficial velocity was a critical factor for the external mass transfer during fixed-bed adsorption process. The external mass transfer resistance was dominant as increasing superficial velocity.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.14
no.10
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pp.861-867
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2001
In this paper, in order to investigate the catalytic effect of the sludge exhausted from waterworks on NO$_{x}$ removal, we measure NO removal characteristics with and without sludge pellets in BaTiO$_3$-sludge packed-bed reactor of plate-plate geometry. NO initial concentration is 50 ppm balanced with air and a gas flow rate is 5ι/min. Gas temperature is changed from 25 to 10$0^{\circ}C$ to investigate the role of sludge pellet on removing active oxygen species and NO$_2$. BaTiO$_3$pellets is filled for coronal discharge at upstream of reactor and sludge pellets is filled for catalytic effect at downstream of reactor. The volume percent of sludge pellets to BaTiO$_3$pellets is changed from 0% to 100% and AC voltage is supplied to the reactor for discharging simulated gases. In the results, when sludge pellets is put at the downstream of plasma reactor, NO removal rate is slightly increased. However, NO$_2$and $O_3$ as by-products during NO removal is significantly decreased from 51ppm without sludge pellets to 5 ppm with sludge pellets and from 50 ppm without sludge pellets to 0.004ppm with sludge pellets, respectively. Therefore, NO$_{x}$(NO+NO$_2$) removal rate is increased up to 93%. It is thought that sludge pellet maybe react with active oxygen species and NO$_2$ generated by corona discharge in surface of BaTiO$_3$pellets, the then NO$_2$O$_3$as by-products are considerably decreased. When we increase gas temperature from room temperature to 10$0^{\circ}C$, NO removal rate is decreased, while NO$_2$ concentration is independent on gas temperature. These result suggest that the removal mechanism of active oxygen species and NO$_2$in sludge pellet is not absorption, but chemical reaction. Therefore we expect that sludge pellets exhausted for waterworks could be used as catalyst for NO$_{x}$ removal with high removal rate and low by-product.oduct.
The effect of concentrations of phosphate buffer and acrylonitrile, pH, and various salts on the operational stability of the immobilized cells of Brevibacterium CH2 in a packed bed reactor were investigated. The effects of salts and carriers on the swelling of the immobilized beads during hydrolysis in a columnreactor were also investigated. Immobilization of the cells in Ba-alginate was more desirable than those in polyacrylamide and Ca-alinate for the swelling of the immobilized beads and the desired quality of the acrylamide produced. High quality acrylamide was produced using the Ba-alginate beads in a recycle fed-batch reactor without using an isotonic substrate. The conversion yield was nearly 100%, including a trace amount of acrylic acid produced as a by-product.
The Pseudomonas sp. strain NGK1 (NCIM 5120) was immobilized in calcium alginate, agar, and polyacrylamide gel matrices. The salicylic acid-producing capacity of freely suspended cells was compared with immobilized cells in batches with a shake culture and continuous culture system in a packed bed reactor. Freely suspended cells ($4\times10^{10}cfu/ml$) produced 12 mM of salicylic acid, whereas cells immobilized in calcium alginate ($1.8\times10^{11}$cfu/g beads), agar ($1.8\times10^{11}$cfu/g beads), and polyacrylamide ($1.6\times10^{11}$cfu/g beads) produced 15, 11, and 16mM of salicylic acid, respectively, from naphthalene at an initial concentration of 25 mM. The continuous production of salicylic acid from naphthalene was investigated in a continuous packed bed reactor with two different cell populations. The longevity of the salicylic acid-producing activity of the immobilized cells from naphthalene was also studied in semi continuous fermentations. The immobilized cells could be reused 18, 13, and more than 20 times without losing salicylic acid-producing activity in calcium alginate-,agar-, and polyacrylamide-entrapped cells, respectively. The study reveals a more efficient utilization of naphthalene and salicylic acid production by the immobilized Pseudomonas sp. strain NGK1 as compared to the free cells.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.16
no.3
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pp.247-256
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2000
Basic characteristics of non-thermal plasma process to remove C2H4 and NO have been experimentally investigated with a packed-bed type reactor and an ac power supply. The performance of the non-thermal plasma generated by ac power supply was compared with that of a wire-plate type reactor equipped with a pulsed power supply. The result shows that the non-thermal plasma can be effectively generated with an AC power supply that can be easily fabricated with conventional techniques. In order to understand the basic reaction mechanisms of the non-thermal plasma process, parametric tests for different carrier gases(air and nitrogen) and for different reaction pathways have been performed. The test results show that O3 generated by non-thermal plasma plays an dominant role to oxidize C2H4 and NO over N and O radicals when these pollutant gases are carried by dry air under room temperature condition. Experimental observations, however, indicate that N and O radicals can significantly affect on the removal process of the pollutant gases under certain conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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