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- 저자 : 조천현 (검색결과 50 건)
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역세정압력에 따른 압착/소결 금속필터의 유동특성 전산해석
조천현,박성호,전동환,이재만,정석우 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
상용급 합성가스 제조공정의 한 예인 석탄 IGCC 플랜트에서는 가스터빈 블레이드 보호를 위해 합성가스 중에 포함된 5 μm 이상 입도의 미세분진을 10 ppm까지 제거해야 하는데 국내의 경우 고온/고압 배출가스용 집진필터 기술이 상용화 되지 못해 대부분 해외의 세라믹필터 또는 금속소결필터를 수입하고 있는 실정이다. 하지만 세라믹필터의 경우 재질의 특성상 기계적, 열적 충격에 의해 쉽게 파손될 수 있고 압력손실이 커서 집진장치의 장시간 안정적 연속운전에 불확실성이 존재하는 단점이 있고 금속소결필터의 경우 부식성 가스들에 의해 수명이 짧아지는 단점이 있다. 따라서 이와 같은 단점들을 보완하면서 고온/고압 조건에서 안정적인 운전이 가능한 필터의 개발이 요구되고 있다. 본 수치해석에서는 세라믹 코팅 전 5겹 압착/소결 필터에 대해 역세정압력을 변화시키면서 유동특성 해석을 진행하여 필터 내부의 속도 및 압력분포와 필터 상부 벤튜리가 존재하는 영역에서의 유동의 거동을 분석하였다. 역세정압력의 경우 역세정 탱크에서 차압에 의해 공급되며 운전압력 대비 1.2배~2배 조건으로 분사된다.
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5겹 압착/소결 금속필터 역세정시 비정상상태에서의 압력분포 및 유동해석
조천현,김효식,이지은,류상오,정석우 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
환경문제의 인식이 높아져가는 현 상황에서 미세분진의 집진은 매우 중요한 기술이지만 국내의 경우 고온/고압 배출가스용 집진필터 기술이 상용화 되지 못한 상황이다. 특히 석탄 IGCC 플랜트의 경우 고온/고압에서 합성가스가 발생하기 때문에 내부식성이 강하고 기계적, 열적 충격에 우수한 필터가 필요한 상황이다. 본 수치해석에는 5겹 압착/소결 금속필터의 기본적인 특성을 파악하기 위해 고온/고압의 시험용 집진장치에 상대적으로 차가운 역세정질소를 분사하는 조건에서 진행되었으며 0.1 sec 동안 역세정 질소가 분사되고 역세정 질소 중단 후 0.3 sec 까지의 유동의 변화를 파악하였다. 공급되는 압력의 경우 역세정 탱크에서 차압에 의해 공급되며 운전압력에 대비 1.2배~2배 조건으로 분사하였으며 작동유체는 질소로 가정하였고 시험용 집진장치의 운전압력은 10 bar로 가정하였다.
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시험용 집진장치의 유입유량 변경에 따른 입자분포 전산해석
조천현,류상오,김효식,정석우 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
상용급 합성가스 제조 공정 후단에서 미세분진을 제거하는 집진장치의 필터는 합성가스 중에 포함된 5 μm 이상의 미세분진을 10 ppm 이하 수준까지 제거해야 한다. 하지만 국내의 경우 아직까지 고온/고압 배출용 집진필터 기술이 상용화 되지 못한 상황이며 대부분 제품을 해외 수입에 의존하고 있다. 이에 본 수치해석에서는 기초연구로써 시험용 집진장치의 실험을 위한 조건을 찾기 위해 유입유량을 변경하며 수치해석을 진행하였다. Standard Case의 유량은 10 bar 조건에서 약 110N㎥/h 이며, 다른 Case는 유량을 약 10~30% 변경하여 해석하였으며 입자의 분포 등을 파악하였다.
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조천현,박성호,이재만,정석우 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
석탄가스화 기술에서 미세분진의 집진은 환경문제에 대한 인식이 높아져가는 현 상황에서 매우 중요한 기술이지만 국내의 경우 고온/고압 배출가스용 집진필터 기술이 상용화 되지 못한 상황으로 대부분 해외 제품을 수입하여 사용하고 있는 실정이다. 본 수치해석에서는 고온/고압 상태의 시험용 집진장치에 대한 기초연구로써 장치의 내부유동에 대해 전산해석을 수행하였다. 수치해석의 변수는 집진장치의 가스유입부 위치이며 가스유입부의 위치가 변경됨에 따라 집진장치 내부에서의 유동의 변화(재순환영역 분포)를 파악하였다.
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KOH 첨가에 의한 석탄 및 유동사의 응집특성에 대한 실험적 연구
조천현,길은지,이은도,이용운,김성일,양원,문지환,안석기,정성묵,정수화 한국청정기술학회 2022 청정기술 Vol.28 No.1
The agglomeration characteristics of coal and silica sand were investigated under various conditions using mixedsamples consisting of coal, silica sand, and potassium hydroxide, which is an agglomeration accelerator. The samples were prepared by either physically mixing or using aqueous solutions. The experiments using the physically mixed powder sampleswere performed with a two hour reaction time. The results showed that the number of aggregates generated increased as thereaction temperature and the total potassium content increased. The experiments using aqueous solutions were performed at 880℃, which is the operating temperature of a fluidized bed boiler, and at 980 ℃, which assumes a local hot spot. The amount ofagglomeration generated as the reaction time increased and the total potassium content increased was identified. In theexperiment performed at 880 ℃, the amount of aggregate generated clearly increased with the reaction time, and in theexperiment performed at 980 ℃, assuming a local hot spot, a large amount of aggregate was generated in a relatively short time. The aggregates became harder as the potassium content increased. When the total potassium content was less than 1.37 wt.%, theaggregates were weak at both temperatures and collapsed even with a slight impact. Additionally, the surface characteristics of thesilica sand and ash aggregates were observed by SEM-EDS analysis. The analysis revealed a large amount of potassium at thebonding sites. This result indicates that there is a high possibility of aggregation in the form of a eutectic compound when thealkali component is increased. 본 연구에서는 석탄과 유동사 그리고 응집가속물질인 수산화칼륨(KOH)을 혼합한 시료를 이용하여 다양한 조건에서 응집특성을 파악하였다. 응집실험은 전기로에서 수행하였으며 샘플시료는 두 가지 방법으로 제작하였다. 첫 번째 방법은 수산화칼륨 분말시료를 석탄과 유동사에 물리적으로 혼합하는 방법이며 두 번째 방법은 수산화칼륨을 수용액으로 만들어 석탄과 유동사에 혼합하여 만드는 방법으로 제작하였다. 물리적으로 혼합한 분말시료 실험조건의 경우 동일 반응시간인 2시간 조건에서다양한 반응온도와 총 칼륨 함량에 따른 실험을 수행하였다. 실험 결과 반응온도 및 총 칼륨 함량이 증가할수록 응집물 발생량이 증가하는 결과를 나타내었다. 수산화칼륨 수용액을 이용한 실험 조건은 일반적인 유동층 보일러의 운전온도인 880 ℃와보일러 내 국부적인 고온 영역을 가정한 980 ℃ 조건에서 각각 수행하였다. 분말실험과 동일하게 반응시간 및 총 칼륨 함량 증가에 따라 생성되는 응집물 발생량을 파악하였다. 실험 결과 반응온도 880 ℃ 조건에서는 반응시간 증가에 따라 응집물 발생량 증가가 뚜렷하게 나타났다. 국부적인 고온 영역을 가정한 980 ℃ 조건에서는 상대적으로 짧은 시간 안에 많은 양의 응집물이 발생하는 결과를 보였다. 응집물의 굳기는 칼륨 함량이 증가할수록 점점 단단해지는 특성을 나타내었다. 총 칼륨 함량이1.37 wt.% 이하일 경우 두 반응온도 모두에서 굳기가 약해 약한 충격에도 부서지는 결과를 보였다. 추가적으로 SEM-EDS 분석을 통해 유동사 응집물과 재 응집물의 표면특성을 관찰하였다. 분석 결과 융동사 응집물과 재 응집물 내 결합 위치에서 다량의 칼륨 성분이 검출되었다. 이 결과를 통해 알칼리성분이 많아질 경우 공융화합물 형태의 응집이 발생할 가능성이 높음을 파악하였다
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