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- 저자 : 손병구 ( Byungkoo Son ) (검색결과 2 건)
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양산용 80 kW급 RF Plasma Torch System 개발 및 Si 나노분말 제조 공정 연구
송석균,손병구,김병훈,이문원,신명선,최선용,이규항,김성인,Song, Seok-Kyun,Son, Byungkoo,Kim, Byunghoon,Lee, Moonwon,Sin, Myungsun,Choi, Sunyong,Lee, Kyu-Hang,Kim, Seong-In 한국진공학회 2013 Applied Science and Convergence Technology Vol.22 No.2
80 kW RF 플라즈마 토치 시스템을 개발하기 위하여, 토치 시스템에 대한 온도, 유체 거동 분석 등의 보다 많은 정보의 추출을 위하여 3차원 시뮬레이션을 진행했다. 파우더 주입관 위치, 입력 전류 변화에 따른 플라즈마 생성 특성, 세라믹 원통관 길이에 따른 플라즈마 방전 특성, 및 공정가스 유량에 따른 플라즈마 온도특성 등을 시뮬레이션 했다. 시뮬레이션을 통해 설계 제작된 RF 열 플라즈마 토치의 경우, 최대 89.3 kW까지 파워 인가가 측정되었다. 개발된 80 kW급 RF 열 플라즈마 토치 시스템의 양산성 평가로 Si 나노분말을 제조하고 특성을 고찰하였다. Si 나노분말의 생산량이 평균 539 g/hr의 양산 수준과 71.6%의 높은 수율을 달성했으며, 제조된 나노 분말은 $D_{99}/D_{50}$가 1.98의 좋은 입경 균일 분포도를 나타내었다. In order to develop of 80 kW RF plasma torch system, we achieved three-dimensional simulations for the extraction of more information as temperature in torch and fluid behavior analysis, etc. The position of powder injection tube, the plasma discharge characteristics with various input current and various length of ceramic tube, and the plasma temperature characteristics with process gas flow rate such those was simulated. RF thermal plasma torch designed by simulation was manufactured that was measured to the maximum of 89.3 kW power. The mass production using developed 80 kW RF thermal plasma torch system were investigated by characteristics manufactured of Si nano powder. The mass-production level of Si nano-powder was average of 539 g/hr and high yield rate of 71.6%, respectively. The particle size distribution $D_{99}/D_{50}$ of manufacturing nano-powder was investigated to 1.98 as a good uniform.
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윤성준 ( Sungjun Yoon ),정현이 ( Hyeonyi Jeong ),박병노 ( Byungno Park ),김용운 ( Yongun Kim ),김혜수 ( Hyesu Kim ),박재봉 ( Jaebong Park ),손병구 ( Byungkoo Son ),김태욱 ( Taewook Kim ),문영범 ( Youngbum Mun ),이선동 ( Sundong Le 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.4
국내 폐슬레이트 발생량은 매년 증가 추세로 지정매립장 용량이 한계에 다다르고 있어 슬레이트를 대용량으로 안전하고 저렴하게 처리함과 동시에 재활용할 수 있는 방법이 필요하다. 이에 대한 대안으로 시멘트 소성로를 이용한 폐슬레이트 열처리 방법을 들 수 있다. 이 연구에서는 플라즈마를 이용하여 시멘트 소성로의 고온 환경을 모사할 수 있는 중간 규모(pilot scale)의 장치를 개발하고 이를 이용하여 폐슬레이트 내석면의 비활성화 및 시멘트 원료로의 재활용 가능성을 확인하고자 하였다. 중간규모 실험 장치는 플라즈마 토치를 이용하여 실제 소성로와 동일한 조건을 가지도록 1/50로 축소·제작하였다. 실험조건은 시멘트 소성로의 소성 시간과 동일하게 20분간 200-2,000℃까지 100℃ 간격으로 온도를 상승시키며 폐슬레이트의 비활성화 실험을 실시하였다. 플라즈마 고온반응기를 이용하여 열처리한 폐슬레이트의 XRD, PLM, TEM-EDS 분석결과, 1,500℃ 이상의 온도에서 슬레이트 내 백석면이 고토감람석으로 광물 상전이가 일어나 비활성화되고 시멘트 구성 광물인 라나이트(Ca<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>)가 형성됨을 확인하였다. 이 연구 결과는 추후 시멘트 소성로를 이용하여 대용량의 슬레이트를 경제적이고 안전하게 처리함과 동시에 시멘트 원료로 재활용할 수 있는 방안에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다. The capacity of the designated landfill site for asbestos-containing waste is approaching its limit because the amount of asbestos-containing slate is increasing every year. There is a need for a method that can safely and inexpensively treat asbestos-containing slate in large capacity and at the same time recycle it. A cement kiln can be an alternative for heat treatment of asbestos-containing slate. We intend to develop a pilot scale device that can simulate the high temperature environment of a cement kiln using a high temperature plasma reactor in this study. In addition, this reactor can be used to inactivate asbestos in the slate and to synthesize one of the minerals of cement, to confirm the possibility of recycling as a cement raw material. The high-temperature plasma reactor as a pilot scale experimental apparatus was manufactured by downsizing to 1/50 the size of an actual cement kiln. The experimental conditions for the deactivation test of the asbestos-containing slate are the same as the firing time of the cement kiln, increasing the temperature to 200-2,000℃ at 100℃ intervals for 20 minutes. XRD, PLM, and TEM-EDS analyses were used to characterize mineralogical characteristics of the slate before and after treatment. It was confirmed that chrysotile [Mg<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>] and calcite (CaCO<sub>3</sub>) in the slate was transformed into forsterite (Mg<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>) and calcium silicate (Ca<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>), a cement constituent mineral, at 1,500℃ or higher. Therefore, this study may be suggested the economically and safely inactivating large capacity asbestos-containing slate using a cement kiln and the inactivated slate via heat treatment can be recycled as a cement raw material.
DBpia
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