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H발표장: 유동층 3 : H-34 ; 기체유동층에서 입자마모속도와 마모입자최대크기의 상관식
문영섭,최정후,이창근,손재익 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
본 연구의 목표는 유동층 운전변수의 탈황제 마모속도에 대한 영향을 실험적으로 고찰하고 실제 유동층 공정에서 입자 마모 속도를 예측하는데 사용될 수 있는 입자 마모 상관식을 제시하는데 있다. 분산판에서 분출된 제트는 일정 높이(jet penetration height)에서 기포(bubble)로 바뀐다. 기포는 고체 층을 상승하며 합체되어 성장하고, 층 표면에서 파괴된다. 기포의 상승 속도는 수 m/s 정도이며, 분산판에서 고속의 기체 제트와 달리 속도가 작기 때문에 고체에 주는 충격에 의한 입자의 절단(fragmentation) 효과는 작다. 다공판 분배기에서 고속 분사 제트와 기포 유동화가고려되는 기체 유동층의 입자 마모 구조를 고려하였다. 탈황제는 수용성 binder를 사용하고, spray drying 과정으로 성형되었다. 탈황제의 마모속도가 작아서 회분식 측정결과가 연속식 유동층에 근사하게 적용될 수 있는 조건에서 수행되었다. 탈황공정에서 주요 변수인 기체유속, 온도, 압력, 층 물질량의 변화에 따른 입자비산속도를 측정하였다. 물질수지와 입도분석을 통하여 입자 마모 현상과 속도를 고찰하였으며, 입자마모속도 상관식과 마모에 의하여 발생한 입자의 최대크기 상관식을 제시하였다. 입자마모속식과 마모입자의 최대크기 상관식은 jet의 높이를 기준으로 층물질량이 증가하면 jet높이 아래에서는 감소, 이상에서는 증가하는 경향을 나타내었으며 유속, 압력이 증가함에 따라 증가, 온도가 증가함에 따라 감소하였다.
G발표장 : 유동층3 ; G-53 : 기체 유동층에서 해석방법에 따른 마모속도의 비교고찰
문영섭,최정후,이창근,손재익 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.1
기체 유동층에서 비산유출속도에 의한 입자마모속도의 해석과 입도분석을 통한 입자마모속도의 해석을 비교 고찰하였다. 기존 연구자들이 사용한 입자 비산유출량을 측정하여 입자마모속도를 해석하는 방법은 주로 마모에 의해서 생성된 입자의 비산유출에 의한 입자의 손실에 주안점을 두고 있으며, 실제로 유동층 내에서 일어나는 입자마모현상을 적합하게 해석한다고 볼 수 없다. 본 연구에서는 기체유동층 내에서 마모실험 전후의 입도변화를 통하여 운전변수에 따른 입자마모속도를 해석하였으며, 기존의 입자마모속도 해석방법과 비교 고찰하였다. 고체로는 폐 fluid catalytic cracking 촉매 입자와 탈황제 (ZAC-32N) 입자가 사용되었다. 입자마모속도는 분산판의 설계변수, 유동층의 무게, 유속, 온도, 압력, 상대 습도에 영향을 받았다. 비산입자량에 의존한 해석방법의 경우에 분산판의 jet에 의한 마모속도는 층무게가 증가할수록 감소하였으며, 유동화에 의한 마모속도는 층무게가 증가할수록 선형으로 증가하는 것으로 나타났다. 입도분석에 의해서 결정된 입자마모속도는 주로 jet에 의한 마모가 지배적이었고 유동화에 의한 마모속도는 작은 것으로 나타났다. 비산입자량에 의존한 해석방법의 마모속도는 유속, 기체밀도, 기체점도, 상대습도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 입도분석에 의해서 결정된 마모속도는 유속, 기체밀도, 상대습도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다.