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환원제로 우레아를 사용하는 SNCR 공정에서 첨가제 적용에 따른 탈질효율 향상 연구
유경선(Kyung Seun Yoo),박성우(Sung Woo Park) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.10
염색 산업에서 발생하는 염색폐수는 적절한 처리가 필요한 유해 폐수로 분류된다. 파이롯트 규모의 선택적 무촉매환원반응 (SNCR) 실험 장치에서 염색폐수를 연소 배가스에 포함된 질소산화물을 효과적으로 저감할 수 있는 첨가제로 사용하는 연구를 수행하였다. 염색 산업에서 배출되는 염색폐수는 환원제의 첨가제로 사용되기 위해서는 표준화된 제제 형태이어야 하며 이를 위해 여러 단계의 정제과정을 거쳤다. 엄격하게 처리되어야 할 염색폐수는 적어도 유용성 면에서 약 87%의 NO 저감 효율을 보일 정도로 만족할 만한 효율을 보이나, CO 제거에서는 거의 효과가 없는 것으로 나타났다. 첨가제 첨가효과는 750 - 1150℃ 구간에서 처음에는 온도가 증가함에 NO 제거 효율이 증가하다가 그 다음에는 감소하는 형태를 보인다. 최적의 온도조건에서 최대의 NO 제거 효율은 87% 이었다. 염색폐수에 포함된 약 1000ppm의 Na 화합물의 영향으로 NO 저감 효율 면에서 약 10%의 효율 향상이 있었으며, 이와 더불어 첨가제를 첨가하지 않은 경우에 비해 N2O 저감 효율과 SNCR 반응의 반응온도 확장 면에서 뚜렷한 효율 증진을 얻을 수 있었다. Dye waste water generated in the dye industry is categorized as hazardous waste water thatrequiresappropriate treatment. The pilot scale experimental trials were carried out using dye waste water as an effective additive for the selective non-catalytic reduction (SNCR) of NOx in combustion flue gases. The additives werewaste liquor obtained from the dye industry and several purification steps were taken to make a standardized reagents. The dye waste water wasshown to possess valuable SNCR qualities (at least 87% NOx reduction efficiency) considering its availability as a waste product, which has to be strictly treated, and have little effects on CO removal. The results indicated that the NO removal efficiency increasedfirst and then decreasedwith increasingtemperature within 750-1150℃. The maximum NO reduction efficiency was approximately 87% at the optimal reaction temperature. A more than 10% increasein NO reduction wasachieved in the presence of 1000 ppm Na-additives (dye waste water) compared to that without additives. The Na-based additives have also a significant promoting effect on N2O reduction and within the SNCR temperature window.
유경선 ( Kyung-seun Yoo ),엄민섭 ( Min-seop Eom ),이시훈 ( See Hoon Lee ) 한국공업화학회 2016 공업화학 Vol.27 No.5
본 연구는 0.076 m 지름과 0.8 m 높이를 가지는 기포유동층 열분해로를 이용하여 국내에서 풍부한 낙엽송 톱밥의 급속 열분해 특성을 고찰한 것이다. 유동층 열분해로의 운전 조건인 반응온도(350-550 ℃), 유동화 속도비(U<sub>o</sub>/U<sub>mf<sub>: 2.0-6.0), 원료 주입 속도(2.2-7.0 g/min)에 따른 열분해 수율과 바이오 오일의 조성 변화를 고찰하였다. 바이오 오일에 포함된 화학 성분들의 수는 반응 온도 증가에 따른 2차 열분해로 인하여 반응 온도가 증가함에 따라서 감소하였다. 유동화 속도비와 원료 주입 속도가 유동층 열분해에 미치는 영향은 반응 온도의 영향보다 작아 열분해 온도가 가장 중요한 인자임을 확인하였다. In this study, a bubbling fluidized bed pyrolyzer (0.076 m I.D. and 0.8 m high) was employed to investigate the fast pyrolysis characteristics of larch sawdust which is abundant in Korea. The effects of operation conditions, such as bed temperature (350-550 ℃), fluidization velocity ratio (U<sub>o</sub>/U<sub>mf<sub> : 2.0-6.0) and feeding rate (2.2-7.0 g/min) on product yields and their chemical components were studied. The number of chemical compounds in the bio-oil decreased with the increasing bed temperature because of secondary pyrolysis. The effects of the Uo/Umf ratio and feeding rate on bio-oil compositions were relatively lower than those of the bed temperature.
유경선(Kyung-Seun Yoo),이수정(Su-Jung Lee),김지은(Ji-Eun Kim) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.3
세탁시설에서 배출되는 탄화수소의 흡착제거 특성을 고찰하기 위하여 흡착 컬럼의 전산모사를 수행하였다. 흡착질은 세탁시설에서 배출되는 휘발성유기화합물 중 가장 대표적인 탄화수소를 선정하였으며 흡착제는 활성탄으로 전산모사를 수행하였다. 흡착컬럼의 수학적 방정식은 연속방정식과 Navier-Stokes 식을 적용하여 해석하였으며 Matlab 프로그램을 이용하여 미분방정식을 해석하였다. 흡착등온식은 선형흡착등온식, 프로인들리히 흡착등온식 그리고 랑뮈어 흡착등온식을 평가하였으며 흡착등온식의 흡착상수에 따른 흡착량을 비교하였다. 공극률은 0.79, 분산계수는 42.4cm²/min, 흡착제 밀도는 485 g/L, 흡착컬럼 직경은 2.0 cm, 흡착컬럼 길이는 2.5 cm라는 조건에서 전산모사를 수행하였다. 랑뮈어 흡착등온식에서 선속도, 분산계수, 공극률에 대한 흡착량의 영향을 비교하였다. 선속도는 50~200cm/min, 분산계수는 100 ~400 cm²/min, 공극률은 0.66~0.79로 변화시켜 수행하였다. 전산모사를 통한 결과는 활성탄-벤젠의 흡착에 대하여 랑뮈어 흡착등온식이 가장 잘 일치하였다. 동일한 조건에서 3가지의 흡착등온식을 비교한 후 전산모사를 통하여 탄화수소의 효율적인 흡착조건을 찾을 수 있으며 이를 고찰할 수 있다. Computational simulations of adsorption columns were carried out to investigate the removal characteristics of VOCs from a laundry shop. n-Decane was selected as the representative component among the VOCs emitted, and the activity of the adsorbents, such as activated carbon, was evaluated using commercial CFD code. The mathematical framework was composed of continuity and Navier-stokes equations, and the simulation was performed using the Matlab program. The adsorption isotherms of LDF, Freundlich, and Langmuir were evaluated, and the adsorption amount of the adsorption isotherms with the adsorption parameter was compared. The simulation was carried out using a particle porosity, dispersion coefficient, particle density, bed diameter, and bed length of 0.79, 42.4 cm²/min, 485 g/L, 2.0 cm, and 2.5 cm, respectively. The effect of the gas velocity, dispersion coefficient, and voidage on the adsorption amount was compared in the Langmuir adsorption isotherm. The simulation was carried out in the velocity range of 50 to 200 cm/min, dispersion coefficient range of 100 to 400 cm²/min, and particle porosity range of 0.66 to 0.79. The simulation results of activated carbon with benzene coincided with the Langmuir isotherm. Three types of adsorption isotherm were compared under similar conditions, and the simulation results showed the efficient adsorption condition for hydrocarbons.