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기체-고체 나선흐흠(Swirling) 유동층에서 기체의 혼합 및 압력 요동 특성
강석환 ( Kang Seog Hwan ),이찬기 ( Lee Chan Gi ),손성모 ( Son Seong Mo ),강용 ( Kang Yong ),이동현 ( Lee Dong Hyeon ),김상돈 ( Kim Sang Don ),최명재 ( Choe Myeong Jae ) 한국공업화학회 2004 공업화학 Vol.15 No.3
직경이 0.102 m이고 높이가 2.5 m인 기체-고체 유동층에서 흐름영역, 체류시간 그리고 축 방향 분산 등과 같은 기상의 흐름 거동을 제어하기 위해 기체의 소용돌이 나선흐름 운동(swirling motion)을 도입하였다. 유동층에서 기체-고체 흐름영역의 전이를 확인하고자 압력 요동을 측정하여 해석하였으며, 유동층에 유입되는 기체의 나선흐름비와 기체 유속이 기상의 흐름영역, 체류시간 그리고 축 방향 혼합 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 나선흐름 유동층에서 기체-고체의 흐름영역은 압력요동의 표준편차와 Kolmogorov 엔트로피의 변화에 의해 구별되었으며, 반응기 층내에서 기상의 나선흐름은 기상의 혼합과 평균체류시간을 효과적으로 증가시켰다. 나선흐름 기체-고체 유동층에서 기상의 축방향 분산계수는 조작변수의 무차원군 함수관계로 나타낼 수 있었다. Swirling flow motion of gas phase was employed to control the flow behavior of gas phase such as flow regime, residence time distribution and axial dispersion in a gas-solid fluidized bed of 0.102 m ID and 2.5 m in height. Pressure fluctuations were measured and analyzed to identify the flow regime in the beds. Effects of swirling gas ratio and gas velocity on the flow regime, residence time distribution and axial mixing of gas phase were examined. It was found that the flow regime of gas-solid flow in the swirling fluidized bed can be detected by means of variations of standard deviation and Kolmogorov entropy of pressure fluctuations. The mixing and mean value of residence ti of gas phase in the bed increased effectively due to the swirling flow of gas phase in the beds. The axial dispersion coefficient of gas phase was well correlated in terms of dimensionless groups as a function of operating variables.
김사중 ( Kim Sa Jung ),이찬기 ( Lee Chan Gi ),송평섭 ( Song Pyeong Seob ),윤종성 ( Yun Jong Seong ),강용 ( Kang Yong ),김준식 ( Kim Jun Sig ),최명재 ( Choe Myeong Jae ) 한국공업화학회 2003 공업화학 Vol.14 No.5
폐폴리스티렌 및 범용 폴리스티렌을 각각 시료로 하여 TGA (thermogravimetric analysis)를 이용하여 열분해와 연소 반응을 수행하여 폐폴리스티렌과 범용 폴리스티렌의 열분해 및 연소반응 특성을 검토하였다. TGA의 승온속도는 10 K/min, 20 K/min, 30 K/min, 40 K/min 및 50 K/min로 변화 시켰으며, 질소와 산소 분위기에서 가열온도는 323 K~1073 K 범위에서 수행하였다. 반응 특성 검토에서 중요한 요소인 반응차수 및 활성화 에너지들은 Kissinger, Freeman-Carroll, Chatterjee-Conrad, Friedman 및 Coats-Redfern 방법을 사용하여 해석하였고, 각각의 방법에 따른 열분해와 연소반응의 활성화에너지 값을 구하여 비교, 해석하였다. 연구에 사용된 해석 방법과 실험조건에 따라 결과값에 차이가 있음을 알 수 있었으며, 연소 분위기의 겉보기 활성화에너지 값은 140~225 kJ/mol으로 열분해 분위기의 155~260 kJ/mol 값보다 작게 나타났다. Thermal characteristics and kinetic parameters of polystyrene waste and polystyrene were determined by means of thermogravimetry (TGA) at non-isothermal heating conditions(10 K/min, 20 Wmi, 30 K/min, 40 Wmin and 50 K/min) both for pyrolysis and combustion processes. Activation energies and reaction orders of the samples were determined by different methods such as Kissinger, Freeman-Carroll, Chattejee-Conrad, Friedman and Coats-Redfem methods. These methods were compared in terms of their accuracy and the ease of interpretation of the kinetics of thermal decomposition. It was found that the apparent activation energies of the thermal processes were different with variation of analytical methods and experimental conditions. The apparent activation energy of combustion at the atmosphere of 80∼130 KJ/mol was lower than that of pyrolysis at the atmosphere of 90∼150 KJ/mol.