전산유체해석을 이용한 고수분 ․ 고점성 분진 제거용 원심여과집진기 설계기술

장두훈(Duhun Jang),강연석(Youn Suk Kang),신흥순(Heung Sun Shin),이철규(Cheolgyu Lee) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.4

복합열산화(Hybrid Thermal Oxidation) 시스템을 이용한 MEK(Methyl ethyl ketone)와 Toluene 제거 평가

장두훈(Jang Duhun),배우근(Bae Wookeun),김문일(Kim Moonil),김경태(Kim Kyungtae) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.6

본 연구에서는 multi-bed 플레이트로 폐열재생 부분과 촉매반응 부분으로 구성되어 있는 복합열산화 시스템(Hybrid Thermal Oxidation System)을 이용하여 저온에서 주입 밸브 교체 시간간격과 유입유량을 변화시켜 VOCs(MEK와 Toluene) 제거를 평가하고자 하였다. 350℃의 연소온도 조건에서 VOCs는 완전히 전환되었으며 당량비에 따른 전환율 또한 100%에 근접하였고, HTO 시스템의 연소실은 좌우측의 온도가 균형을 이루며 열효율이 매우 높아 폐열회수 및 재생이 효율적이었다. 주입 밸브 교체 시간간격과 유입 유량 변화에 따른 HTO시스템에서의 VOCs 제거 효율은, MEK와 Toluene 모두 안정적으로 높은 91.1∼97.4%의 효율을 나타내었으며, 보조연료량 증가보다는 밸브교대시간을 길게 하였을때 제거 효율이 증가하는 경향을 보여 보조연료량 증가보다 밸브교대시간을 증가시키는 것이 제거 효율을 높이는데 효율적으로 판단된다. 이와 같은 연구결과를 고려할 때 HTO시스템은 저농에서도 VOCs 제거, 특히 MEK과 Toluene 제거에 매우 안정적이며 콤팩트한 시스템으로 판단되며, 적은 설치 부지로 중소기업이 요구하는 새로운 VOCs 제거 시스템으로 적용 가능하리라 판단된다. In this study, optimization of MEK and Toluene removal was conducted by HTO(Hybrid Thermal Oxidation) system. HTO system has a multi-bed reaction plate and the plate consisted of wasted heat regeneration part and catalysis part. VOCs removal by HTO system was estimated by changing inlet flow rates with different valve changing times. Under 350℃ of combustion temperature, VOCs was fully converted and the equivalent conversion was 100%. The thermal oxidation efficiency, related to the amount of injected fuel into HTO system and the valve change time, was revealed at the level of 93.0~96.3%. In case of MEK removal by HTO system, the efficiency was ranged from 91.1 to 97.1%. Also, Toluene removal efficiency(93.2~97.4%) was good and stable with respect to the operating conditions. Considering above results, it was proved that HTO system could be a stable and compact system for VOCs, especially MEK and Toluene with high removal efficiency.

Pd/TiO2 촉매를 이용한 CH4, CO의 동시산화 연구

이현희 ( Hyun Hee Lee ),장두훈 ( Du Hun Jang ),홍성창 ( Sung Chang Hong ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.3

본 연구는 Pd/TiO2 촉매를 이용한 CH4, CO 동시 산화반응에서 활성점 및 Pd의 산화 상태에 대한 영향을 조사하였다. Pd 함량이 증가할수록 Pd 종(PdO)의 결정성장을 야기시켜 CH4 산화반응 활성을 증진시켰다. 열처리를 통해 제조된 촉매표면의 Pd 산화상태에 따라 CH4과 CO의 산화반응 활성이 상이한 결과를 나타내었다. XRD와 H2-TPR 분석으로 소성촉매는 Pd 2+ 종, 환원촉매는 Pd 0 종이 우점하고 있음을 확인하였다. 또한, BET분석을 통해 촉매 활성인자인 비표 면적 및 기공부피보다는 Pd의 산화상태가 촉매 활성에 미치는 중요한 인자임을 알 수 있었다. FT-IR 분석을 이용하여 Pd의 산화상태에 따른 CH4과 CO의 반응 메커니즘을 확인할 수 있었다. The effects of active sites and valence states were investigated over Pd/TiO2 catalyst on simultaneous oxidation of CH4 and CO. The Pd species (PdO) crystallite size increased with increasing Pd loadings, which results in enhancement of the activity of CH4 oxidation. Different results from the activity of CH4 and CO oxidation were shown to be dependent on the Pd valence state on the surface of the catalyst prepared through a thermal treatment. XRD and H2-TPR analysis confirmed that Pd 2+ species was predominated in the calcination catalyst, while Pd 0 species was predominated in the reduction catalyst. Additionally, it could be found that the valence state of Pd was a more important factor on the catalytic activity than that of factors as the surface area and pore volume. The reaction mechanism of CH4 and CO followed by the valence state of Pd could be identified using FT-IR analysis.

근원적인 화재예방을 위한 CHF 적용 가능성 연구

김영희(Young Hee Kim),장두훈(Du Hun Jang),서필원(Phil Won Seo),최재욱(Jae Wook Choi) 한국정보기술학회 2022 한국정보기술학회논문지 Vol.20 No.11

Due to industrial bodies requiring various chemical substances, todays industrial society has diversified chemical substances, and along with this, the chemical substances used are becoming more complex and larger. Accordingly, most industries discharge volatile organic compounds and mainly apply activated carbon adsorption method as a removal method. However, there is always a fire risk in the activated carbon adsorption process of organic solvents, and there are many cases where the site manager or designer is unaware of the fire phenomenon in the activated carbon adsorption tower. In 2015, a fire broke out in an activated carbon storage tank of a synthetic fiber manufacturer in Ulsan, and the fire spread to nearby junk stores. This study aims to confirm the possibility of preventing fire and explosion through experiments so that CHF(Carbon Honeycomb Filter) can be used as a fundamental fire prevention and renewable eco-friendly material.

산업체 발생 대기오염물질 저감을 위한 에너지절감형 융합시스템

이명화(Myong-Hwa Lee),장두훈(Du-Hun Jang),이승제(Seung-Je Lee),송재준(Jae-Jun Song),홍성희(Sung-Hee Hong),김상범(Sang Bum Kim) 한국열환경공학회 2010 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2010 No.추계

V₂O₅/TiO₂ 촉매의 Ball Milling에 따른 산소 거동 특성 연구

권동욱,박광희,이상문,장두훈,홍성창,Kwon, Dong Wook,Park, Kwang Hee,Lee, Sang Moon,Jang, Du Hun,Hong, Sung Chang 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6

Ball milling을 이용하여 제조한 $NH_3-SCR$용 $V_2O_5/TiO_2$ 촉매의 산소 거동 특성을 연구하였다. Ball milling으로 인한 촉매 $TiO_2$의 결정구조, 비표면적 변화는 없지만 $H_2-TPR$분석에서는 최대 환원온도가 저온으로 이동한다. 산소농도를 달리한 반응성 실험에서 모든 촉매는 산소가 없을 때 매우 낮은 NOx 전환율을 보이고, 산소 농도에 따라 BMC (Ball Milling Catalyst)의 활성이 더 우수한 경향을 나타낸다. 이는 격자산소와 기상산소의 반응참여 정도가 NMC (No Milling Catalyst) 보다 더 크기 때문이다. We study on the oxygen behavior of $V_2O_5/TiO_2$ catalysts in the $NH_3$-selective catalytic reduction (SCR) prepared by the ball milling processing. There are not any changes in crystal structure and surface area of the $TiO_2$ catalyst by ball milling, but the maximal reduction temperature decreased in $H_2$-temperature programmed reduction (TPR) analysis. Experimental observations with various concentrations of oxygen indicate that all catalysts showed a very low NOx conversion rate in the absence of oxygen and the reactivity of ball milled catalyst higher depending on the oxygen. It is occurred because the degree of participation of atmospheric oxygen and lattice oxygen is great than that of the not-milled catalyst.

다양한 귀금속 촉매를 이용한 NOx의 탄화수소 선택적촉매환원 반응 특성에 관한 연구

김성수(Sung Su Kim),장두훈(Du Hun Jang),홍성창(Sung Chang Hong) 한국청정기술학회 2011 청정기술 Vol.17 No.3

다양한 귀금속 촉매를 이용한 hydrocarbon selective catalytic reduction 반응특성을 조사하였다. 가장 우수한 활성금속은 Pt, 지지체는 활성금속과 지지체간 강한 상호작용에 의하여 CeO₂, TiO₂였으며, NOx 전환율은 약 55%를 나타내었다. 활성금속으로서 Pd, Rh, Ag 촉매들은 20% 미만의 전환율을 보였으며, 지지체로서 SiO₂, ZrO₂ 또한 다른 지지체들보다 저조한 활성을 나타내었다. 조업조건에 따른 촉매의 성능을 조사하기 위하여 환원제의 종류, 양, 산소농도, 공간속도에 따른 실험을 수행하였다. 환원제로서 메탄이 프로판보다 우수함을 확인하였고, 메탄/질소산화물 비가 증가할수록 성능이 우수하였으며, 산소농도가 증가할수록, 그리고 공간속도가 감소할수록 촉매의 성능은 증가함을 확인할 수 있었다. Characteristics of hydrocarbon selective catalytic reduction of NOx using various noble metal catalysts were investigated. The best active metal is Pt, supports are CeO₂ and TiO₂ by strong interactions between active metals, and 55% of conversion rate of NOx is shown. Pd, Rh and Ag catalysts presented a conversion of less than 20% as active metals, and supports also showed the poor activity compared to SiO₂ and ZrO₂. Experiments were performed with different types of reducing agents, amount, concentration of oxygen and space velocity in order to investigate the performance of catalysts according to operating conditions. The results confirm that the methane is better than propane as a reducing agent, and as the ratio of methane/nitrogen oxide increases, the catalytic activity increased, as the concentration of oxygen increases and space velocity decreases, the performance of catalysts increased.

V2O5/TiO2 촉매의 Ball Milling에 따른 산소 거동 특성 연구

권동욱 ( Dong Wook Kwon ),박광희 ( Kwang Hee Park ),이상문 ( Sang Moon Lee ),장두훈 ( Du Hun Jang ),홍성창 ( Sung Chang Hong ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6

Ball milling을 이용하여 제조한 NH3-SCR용 V2O5/TiO2 촉매의 산소 거동 특성을 연구하였다. Ball milling으로 인한 촉매 TiO2의 결정구조, 비표면적 변화는 없지만 H2-TPR분석에서는 최대 환원온도가 저온으로 이동한다. 산소농도를 달리한 반응성 실험에서 모든 촉매는 산소가 없을 때 매우 낮은 NOx 전환율을 보이고, 산소 농도에 따라 BMC (Ball Milling Catalyst)의 활성이 더 우수한 경향을 나타낸다. 이는 격자산소와 기상산소의 반응참여 정도가 NMC (No Milling Catalyst) 보다 더 크기 때문이다. We study on the oxygen behavior of V2O5/TiO2 catalysts in the NH3-selective catalytic reduction (SCR) prepared by the ball milling processing. There are not any changes in crystal structure and surface area of the TiO2 catalyst by ball milling, but the maximal reduction temperature decreased in H2-temperature programmed reduction (TPR) analysis. Experimental observations with various concentrations of oxygen indicate that all catalysts showed a very low NOx conversion rate in the absence of oxygen and the reactivity of ball milled catalyst higher depending on the oxygen. It is occurred because the degree of participation of atmospheric oxygen and lattice oxygen is great than that of the not-milled catalyst.

Melting Characteristics of Asbestos Cement Slate on Basicity Control

윤진한(Yun, Jinhan),길상인(Keel, Sangin),민태진(Min, Taijin),이정규(Lee, Chungkyu),장두훈(Jang, Duhun) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

Asbestos is the collective name for a group of naturally occurring minerals in their fibrous form and hydrous silicates of magnesium and a mineral fiber that has been used commonly in a variety of building construction materials for insulation and as a fire-retardant. Asbestos has been used for a wide range of manufactured goods, because of its fiber strength and heat resistant properties. Nevertheless harmful of asbestos is quite serious. Exposure to airborne friable asbestos may result in a potential health risk because persons breathing the air may breathe in asbestos fibers. Continued exposure can increase the amount of fibers that remain in the lung. Fibers embedded in lung tissue over time may cause serious lung diseases including asbestosis, lung cancer. In this paper, we carried out as fundamental study for dispose of asbestos cement slate safely and perfectly. Melting Temperature of asbestos need to more than 1,520?C and specially asbestos cement slate need more energy than that of pure asbestos. We need to decrease melting temperature of asbestos cement slate for economical efficiency. To the purpose, glass and bottom ash were chosen as additives for basicity control. we analyzed about properties of asbestos cements slate, melting characteristics on the additives ratio and temperature. We confirmed about harmlessness of melting slag through analysis of scanning electron microscope(SEM) and x-ray diffractometer(XRD).

백금 코팅 메탈필터소재의 Soot 산화반응에 대한 활성 연구

홍성창 ( Sung Chang Hong ),김성수 ( Sung Su Kim ),이상문 ( Sang Moon Lee ),장두훈 ( Du Hun Jang ),배세현 ( Se Hyun Bae ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.4

백금이 코팅된 메탈 필터 소재의 NOx, soot 산화반응의 안정성 및 활성에 대하여 연구하였다. NOx와 soot 산화실험은 독립 또는 동시에 반응시킨 조건으로 수행되었다. 그 결과, 백금이 코팅된 소재는 20%의 NO의 NO2로의 전환반응, 약 10%의 NOx 분해반응 그리고 soot의 완전산화반응이 진행됨을 보였다. Soot 산화반응은 NO2의 생성으로 인하여 반응온도가 더 저온으로(약 30 ℃) 이동할 수 있었다. 코팅 소재는 Pt/Al2O3 또는 Pt/TiO2 촉매보다 표면구조의 안정성 으로 인하여 열충격에 대한 내구성이 우수하였다. The activity and stability of the metal filter material Pt coated on NOx and soot oxidation were examined. The catalytic reaction test for NOx and soot were also performed independently and simultaneously. As a result, it showed the NO to NO2 shift reaction with 20% conversion, NOx decomposition (about 10%) and perfect soot oxidation on the material Pt coated proceeded. Onset temperature of soot oxidation shift to lower temperature (about 30 ℃) by generated NO2. The material also was less affected by thermal shock than Pt/Al2O3 or Pt/TiO2 catalysts due to its stability of surface structure.