In the present paper we studied experimentally fundamental optimization of oxygen enriched pyrolysis melting incinerator, Characteristics of this system was confirmed dealing with the gas flow and combustion properties for the inside secondary air injection. The experiment setup has a disposal rate of 30kg/hr which was measured by the inside temperature and gas. Along with above experiments, the three-dimensional computation was employed to analyse the combustion fluid dynamics and gas residence time. Equations for turbulence and heat - transmission as well as chemical reactions were solved by using common codes. The experimental combustion chamber was composed of staged combustion types structure for reducing NOx. Finally, it was verified that the control of the secondary air and air ratio of thermo stack were important. In the computational analysis, it showed reasonable agreement with the experimental results regarding the temperature and discharged gas concentration.
Li-incorporated ZnO thin films were deposited by using ultrasonic-assisted spray pyrolysis deposition (SPD) system. To investigate the effect of Li-incorporation on the performance of ZnO thin films, the structural, electrical, and optical properites of the ZnO thin films were analyzed by means of X-ray diffraction (XRD), field-emssion scanning electron microscopy (FE-SEM), Hall effect measurement, and UV-Vis spectrophotometry with variation of the Li concentraion in the ZnO sources. Without incorporation of Li element, the ZnO surface showed large spiral domains. As the Li content increases, the size of spiral domains decreased gradually, and finally formed mixed small grain and one-dimensional nanorod-like structures on the surface. This morphological evolution was explained based on an anti-surfactant effect of Li atoms on the ZnO growth surface. In addition, the Li-incorporation changed the optical and electrical properties of the ZnO thin films by modifying the crystalline defect structures by doping effects.
Copper oxide thin films are deposited using an ultrasonic-assisted spray pyrolysis deposition (SPD) system. To investigate the effect of substrate temperature and incorporation of a chelating agent on the growth of copper oxide thin films, the structural and optical properites of the copper oxide thin films are analyzed by X-ray diffraction (XRD), field-emssion scanning electron microscopy (FE-SEM), and UV-Vis spectrophotometry. At a temperature of less than $350^{\circ}C$, three-dimensional structures consisting of cube-shaped $Cu_2O$ are formed, while spherical small particles of the CuO phase are formed at a temperature higher than $400^{\circ}C$ due to a Volmer-Weber growth mode on the silicon substrate. As a chelating agent was added to the source solutions, two-dimensional $Cu_2O$ thin films are preferentially deposited at a temperature less than $300^{\circ}C$, and the CuO thin film is formed even at a temperature less than $350^{\circ}C$. Therefore the structure and crystalline phase of the copper oxide is shown to be controllable.
목재 연료의 연소 시 생성되는 탄화가 열분해 과정에 미치는 영향을 고찰해 보기 위해서 ISO 5660-1 콘칼로리미터 실험을 수행하였고 Fire dynamics simulator (FDS) 전산해석 결과와 비교 분석하였다. 목재 연료로는 건축자재, 가구재 등에 대표적으로 사용되는 Douglas-fir를 사용하였다. Douglas-fir 연소 시 측정된 열방출률은 FDS 전산해석을 통해 예측한 결과와 비교적 잘 일치하였지만 탄화 층의 표면반응을 고려하지 않는 FDS 전산해석 모델은 훈소과정에서 지속적으로 방출되는 열을 예측하지 못하였다. 그럼에도 불구하고 FDS 전산해석을 통해 탄화 층은 가연물에 열장벽을 형성하여 내부로의 열전달을 방해하고 열적 두께를 두껍게 하여 열분해율을 감소시키는 것을 확인하였다.
현재 우리 나라 해양 환경 오염의 실태는 매우 심각하다. 또한 이로 인한 피해가 수산 양식 및 선박의 안전 운항에 많은 지장을 초래하고 있다. 그 동안 이를 해결하기 위한 대책의 일환으로 오염원인 해양 폐기물을 수거하여 소각한 후 매립하는 방법을 주로 사용하여 왔다. 하지만 이 방법에는 몇 가지 문제점들이 있다. 먼저 해양 폐기물 중에서 가연성 물질의 대부분은 고분자 화합물로서 이를 소각하기 위해서는 별도로 고안된 장치가 필요하고 배기에 의한 대기 오염의 우려가 있다. 또한 매립은 폐기물 그 자체가 자연분해가 거의 불가능하며 침출수에 의한 토양 오염이 우려된다. 따라서 최근에는 이러한 고분자 폐기물을 열분해하여 오일을 회수함으로써 자원을 재활용하고 2차 오염도 일으키지 않는 처리 방법에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 고분자 해양 폐기물을 열분해하여 오일을 회수하기 위한 장치를 개발하기 위하여 폐기물의 물리적ㆍ화학적 특성 및 승온 속도 변화가 폐기물의 감량특성에 미치는 영향 등을 조사하였다. 그리고 폐기물을 승온 속도 변화에 따라 열분해하여 회수된 오일과 비응축 가스의 비율을 실험함으로써 가장 많은 오일이 회수되는 조건을 밝혀내기도 하였다. 끝으로 열분해 오일 회수 장치에 대한 경제성 논란을 검증하기 위하여 이 장치에 대한 경제성 평가를 수행함으로써 개발의 성공 여부를 확신할 수 있게 되었다.
본 연구는 연속적 연풍건조와 열분해 장치를 이용한 Full Scale 최적조건 하에서 하수슬러지 케익를 처분하는 방안을 제시하는데 목적이 있다. 본 연구는 P시 N하수처리장의 탈수슬러지 케익를 사용하였으며, 열풍건조와 열분해로의 연계 공정에서 운전조건은 건조온도가 $130{\sim}180^{\circ}C$와 열분해 장치의 온도는 $650{\sim}750^{\circ}C$의 조건에서 장치를 실행하였다. 열풍식 컨베이어식 열풍건조 온도는 $130{\sim}180^{\circ}C$. 부하량 600~750kg/h(W =79.5%)와 체류시간은 110~120분대에서 최적조건을 연구하였다. 연속적 로타리식 열분해공정의 온조조건은 $650{\sim}750^{\circ}C$, 유입부하량 100~158kg/h와 체류시간은 20~40분대에서 최적운전 조건을 평가하기 위해서 실험을 실행하였다. 하수슬러지 케익의 함수율은 78~80%의 조건에서 운전을 실행한 결과 내부수 세포벽 파괴로 인하여 최종적으로 1~3%범위 내까지 수분이 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 증발건조와 열분해의 연속공정에 발생되는 동역학적인 변화에 영향을 미치는 주요 매개 변수는 체류운전시간, 슬러지내 수분함량, 슬러지 고형물량, 컨베이어속도, 회전속도 등의 결과에 따라서 최적조건을 산출하였다.
BACKGROUND: Recently, biomass conversion from agricultural wastes to carbon-rich materials such as biochar has been recognized as a promising option to maintain or increase soil productivity, reduce nutrient losses, and mitigate greenhouse gas emissions from the agro-ecosystem. This experiment was conducted to select an optimum conditions for enhancing the NH4-N adsorption capacity of rice hull activated biochar. METHODS AND RESULTS: For deciding the proper molarity of KOH for enhancing its porosity, biochars treated with different molarity of KOH (0, 1, 2, 4, 6, 8) were carbonized at 600℃ in the reactor. The maximum adsorption capacity was 1.464 mg g-1, and an optimum molarity was selected to be 6 M KOH. For the effect of adsorption capacity to different carbonized temperatures, 6 M KOH-treated biochar was carbonized at 600℃ and 800℃ under the pyrolysis system. The result has shown that the maximum adsorption capacity was 1.76 mg g-1 in the rice hull activated biochar treated with 6 M KOH at 600℃ of pyrolysis temperature, while its non-treated biochar was 1.17 mg g-1. The adsorption rate in the rice hull activated biochar treated with 6 M KOH at 600℃ was increased at 62.18% compared to that of the control. Adsorption of NH4-N in the rice hull activated biochar was well suited for the Langmuir model because it was observed that dimensionless constant (RL) was 0.97 and 0.66 at 600℃ and 800℃ of pyrolysis temperatures, respectively. The maximum adsorption amount (qm) and the bond strength constants (b) were 0.092 mg g-1 and 0.001 mg L-1, respectively, for the rice hull activated biochar treated with 6 M KOH at 600℃ of pyrolysis. CONCLUSION: Optimum condition of rice hull activated biochar was 6M KOH at 600℃ of pyrolysis temperature.
본 연구에서는 도시고형폐기물을 구성하는 주요한 성분중의 하나인 셀룰로오스와 플라스틱의 열분해 특성을 열중량시스템에서 조사하였다. 실험은 온도범위 400~900K에서 제 실험변수에 따라 질소분위기에서 수행하였으며, 압축한 도시고형폐기물에 적용하기 위한 수정 Arrhenius 열분해 모델을 제안하였다. 승온속도를 20, 30, 40K/min로 변화시키면서 수행한 실험에서, 도시고형폐기물을 구성하는 순수물질의 활성화에너지는 셀룰로오스계열의 경우 117~166kJ/mol, 플라스틱계열은 187~239kJ/mol이며, 반응차수는 1.1~1.9의 범위에 있었다. 압축한 도시고형폐기물은 승온속도, 압축비, 입경의 증가에 따라 char의 수율이 증가하였다. 또한 압축도시고형폐기물의 열분해 과정을 Arrhemius식과 열전달이론을 이용하여 수정 제안한 모델의 적용 결과 기존의 모델보다 실험결과와 더 잘 일치하였다.
In this study, by using nickel chloride solution as a raw material, a nano-sized nickel oxide powder with an average particle size below 50 nm was produced by spray pyrolysis reaction. A spray pyrolysis system was specially designed and built for this study. The influence of nozzle tip size on the properties of the produced powder was examined. When the nozzle tip size was 1 mm, the particle size distribution was more uniform than when other nozzle tip sizes were used and the average particle size of the powder was about 15 nm. When the nozzle tip size increases to 2 mm, the average particle size increases to roughly 20 nm, and the particle size distribution becomes more uneven. When the tip size increases to 3 mm, particles with an average size of 25 nm and equal to or less than 10 nm coexist and the particle size distribution becomes much more uneven. When the tip size increases to 5 mm, large particles with average size of 50 nm partially exist, mostly consisting of minute particles with average sizes in the range of 15~25 nm. When the tip size increases from 1 mm to 2 mm, the XRD peak intensities greatly increase while the specific surface area decreases. When the tip size increases to 3 mm, the XRD peak intensities decrease while the specific surface area increases. When the tip size increases to 5 mm, the XRD peak intensities increase again while the specific surface area decreases.
Wood pyrolysis oil(WPO) has been regarded as an alternative fuel for diesel engines. However, WPO is not feasible for use directly in diesel engines due to its poor fuel quality such as low energy density, high acidity, high viscosity and low cetane number. The most widely used approach to improve WPO fuel quality is to blend WPO with other hydrocarbon fuels that have a higher cetane number. However, WPO and fossil fuels are not usually blended because of their different polarity. Also, clogging and polymerization problems in the fuel supply system can occur when the engine is operated with WPO. Polymerization can be prevented by diluting WPO with other alcohol fuels. However, WPO-alcohol blended fuel does not produce self-ignition. Therefore, additional cetane enhancement to the blended fuel is required to enhance auto-ignitability. In this study, WPO was blended with n-butanol and two cetane enhancements(PEG 400 and 2-EHN) for application to a diesel generator. Experimental results showed that the WPO-butanol blended fuel achieved a very stable engine operation under maximum WPO content of 20 wt%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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