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강태규,송평섭,최길수,조용준,강용,최호석,김상돈 한국화학공학회 2002 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.40 No.5
직경이 0.102m이고 높이가 1.0m인 기체-액체 순환 및 삼상 순환유동층 생물반응기의 상승관에서 열전달 특성을 고찰하였다. 기체 및 액체의 유속 그리고 생물막 담체의 체류량이 상승관 내부의 수직 열원과 반응기 사이의 열전달 계수에 미치는 영향을 결정하였다. 기체-액체 순환 반응기에서 열전달 계수는 기체의 유속이 증가함에 따라 증가하였으나 액체 유속의 증가에 따라서는 약간 증가하였다. 삼상 순환유동층 생물반응기에서 열전달 계수는 기체의 유속과 유동 생물막 매체의 체류량이 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라서는 약간 증가하였다. 본 연구의 실험 범위에서 이들 열전달 계수는 실험 조작 변수의 상관식으로 잘 나타낼 수 있었다. Heat transfer characteristics have been investigated in the riser of gas-liquid circulation and three-phase circulating fluidized-bed bioreactors whose diameter and height are 0.102m and 1.0m, respectively. Effects of gas and liquid velocities and holdup of fluidized biofilm media on the heat transfer coefficient between the immersed vertical heater and the bed have been determined. The heat transfer coefficient in the gas-liquid circulation reactor increases with increasing gas velocity, but increases only slightly with increasing liquid velocity. The h(heat transfer coefficient) value in the three-phase circulating fluidized-bed bioreactor also increases with increasing gas velocity or holdup of fluidized biofilm media, but it increases only slightly with liquid velocity. The value of heat transfer coefficient has been well correlated in terms of operating variables.
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Particle Flow Behavior in Three - Phase Fluidized Beds
Kang, Yong,Cho, Yong Jun,Ko, Myung Han,Woo, Kwang Jae,Kim, Sang Done 한국화학공학회 1999 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.16 No.6
Non-uniform flow behavior of fluidized solid particles in three-phase fluidized beds has been analyzed by adopting the stochastic method. More specifically, pressure fluctuation signals from three-phase fluidized beds (0.152m ID × 2.5m in height) have been analyzed by resorting to fractal and spectral analysis. Effects of gas flow rate (0.01-0.07m/s), liquid flow rate (0.06-0.18m/s) and particle size (0.001-0.006m) on the characteristics of the Hurst exponent, spectral exponent and Shannon entropy of pressure fluctuations have been investigated. The Hurst exponent and spectral exponent of pressure fluctuations attained their local maxima with the variation of liquid flow rate. The Shannon entropy of pressure fluctuation data, however, attained its local minima with the variation of liquid flow rate. The flow transition of fluidized solid particles was detected conveniently by means of the variations of the Hurst exponent, spectral exponent and Shannon entropy of pressure fluctuations in the beds. The flow behavior resulting from multiphase contact in three-phase fluidized beds appeared to be persistent and can be characterized as a higher order deterministic chaos.
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김상돈 ( Sang Done Kim ),강용 ( Yong Kang ),임완묵 ( Wan Mook Lim ),조용준 ( Yong Jun Cho ),우광재 ( Kwang Jae Woo ),원창환 ( Chang Whan Won ) 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.3
유동층 반응기를 사용하여 효율적으로 동을 포함한 전자회사 공장의 폐수로부터 순수 동을 회수하고자 하였다. 폐수에 포함된 동의 초기농도, 반응기 내부에서 액체의 유속, 반응온도, 반응기 내부에서 양극과 음극간의 전류밀도 그리고 반응시간 등을 실험변수로 선택하였으며 이들 실험변수들이 동의 회수율에 미치는 영향등에 대해 검토하였다. 또한, 본 연구의 실험결과를 실제공정에 공업적으로 적용할 수 있도록 연속공정에서 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 본 연구의 결과 유동층 반응기를 사용하여 동을 포함한 전자공장의 폐수로부터 매우 효과적으로 순도가 높은 동의 분말을 회수할 수 있었다. 본 연구의 실험범위에서 동의 회수율은 폐수에 포함된 동의 농도가 증가할수록 감소하였으며 전류밀도와 반응시간이 증가함에 따라 증가하였으나, 액체의 유속과 반응온도가 변화함에 따라 최대값을 나타내었다. 본 연구의 범위에서 동의 회수율을 85% 정도 이상으로 유지하기 위한 최적 반응조건은 폐수중의 동의 농도는 3wt%, 액체의 유속은 0.5 cm/s, 반응온도는 25℃, 전류밀도는 7A/dm² 그리고 반응시간은 2시간으로 나타났다. 이와 같은 방법에 의한 동의 회수방법은 분말재료의 혼합이나 도금등에도 적용될 수 있을것으로 판단되며, 이 경우 복합분말재료의 균질도를 향상시켜 이를 원료로 하여 생산되는 제품의 상품성을 증가시키는데 응용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 본 연구의 결과는 전자공장에서 다량 방출되는 금속성 폐수로 부터 금속성분을 회수함으로써 수질 오염을 방지할 수 있는데 이와 같은 공정설계에도 적용할 수 있는 중요한 공학적 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. Copper recovery from waste water of electronic industry has been conducted effectively in a fluidized bed reactor. Initial concentration of copper in the waste water, liquid flow rate in the reactor, reaction temperature and time and current density between the cathode and anode in the reactor have been selected as operating variables. The effects of operating variables on the recovery of copper have been studied. It has found that the copper resolved in the waste water can be recovered continuously by means of a fluidized bed reactor. The recovery of copper decreased with an increase in the initial concentration of copper in the waste water, while it increased with increasing reaction time and current density, however, it exhibited its maximum value with the variations of liquid flow rate and reaction temperature. The optimum reaction condition to maintain the copper recovery around 85% is as follows ; Xo=3 wt%, U_L=0.5 cm/s, T=25℃, I=7 A/dm² and t=2hrs within this experimental condition.
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DRYING OF FLUIDIZED MATERIALS IN A CENTRIFUGAL FLUIDIZED BED
Kang, Yong,Shim, Jung Seob,Choi, Myung Jae,Lee, Kyu Wan,Kim, Sang Done 한국화학공학회 1995 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.12 No.3
Drying characteristics of the fluidized food materials such as rice, potato and carrot have been investigated in a centrifugal fluidized bed whose effective length and diameter have been 0.2 m and 0.1 m, respectively. The effects of air velocity and initial moisture content on the hydrodynamics and drying rate have been determined. The pressure drop has exhibited a maximum in the relatively thicker bed, while it has showed a plateau in the relatively thinner bed, with an increase in the air velocity. The drying rate has been increased with increases in the initial moisture content of the materials and air velocity. The variation of drying rate with respect to the moisture content has been almost linear at the falling rate period, and it has been well correlated by means of the rotational power acting on the bed.
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삼상 순환 유동층 반응기에서 폐수 중 암모니아의 질산화
조용준,강용,강태규,한희동,최호석,김상돈 한국화학공학회 2002 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.40 No.4
직경 0.102m인 삼상 순환유동층 반응기에서 합성폐수로부터 암모니아 성분 및 COD의 제거를 연구하였다. 대전 원천동의 폐수처리장에서 사용하는 활성슬러지를 미생물로 사용하였다. 여과된 압축공기와 합성폐수를 각각 기체와 액체상으로 사용하였으며, 미생물이 표면에 점착된 직경이 0.4㎜인 음이온 고분자 수지를 유동고체 담체입자로 사용하였다. 폐수 중 초기 암모니아 농도와 담체유동입자의 체류량이 폐수 중 NH_4^+이온과 COD의 제거효율 및 제거량에 미치는 영향을 검토하였다. 반응온도와 pH 그리고 폐수 중 용존산소의 농도는 각각 20℃, 7 그리고 6-7㎎/L로 유지하였다. 본 연구의 결과로부터 삼상 순환유동층 생물반응기는 폐수로부터 NH_4^+와 COD의 연속적 제거에 매우 효과적으로 사용될 수 있는 장치임이 판명되었다. 표면에 미생물이 점착된 담체유동입자의 사용은 폐수 중 NH_4^+와 COD의 연속적 제거에 매우 효과적으로 사용될 수 있는 장치임이 판명되었다. 표면에 미생물이 점착된 담체유동입자의 사용은 폐수 중 NH_4^+와 COD의 제거효율을 상당히 증가시킬 수 있었다. 폐수 중 NH_4^+와 COD의 제거효율은 활성미생물이 점착된 담체입자의 체류량이 증가함에 따라 증가하였으나 폐수 중 NH_4^+의 초기농도가 증가함에 따라 감소하였다. 폐수 중 NH_4^+와 COD의 제거효율은 폐수 중 NH_4^+의 농도와 담체입자 체류량의 조합과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었으며, 담체입자의 최적 첨가량은 폐수 중 NH_4^+의 농도에 따라 달라졌다. The removals of nitrogenous component(NH_4^+) and COD from the synthetic waste water have been investigated in a three-phase circulating fluidized-bed reactor whose diameter is 0.102m. Activated sludge which is used for waste water treatment at the Wonchun-dong in Daejon has been employed as a microorganism. Filtered compressed air and synthetic waste water have been used as a gas and a liquid phase, respectively. Anion polymer resin whose diameter is 0.4㎜ has been used as a fluidized solid substrate, at which microorganism has been adhered. Effects of initial concentration of NH_4^+ in the waste water and substrate holdup on the efficiency as well as amount of the removal of NH_4^+ and COD have been discussed. The reaction temperature, pH and concentration of dissolved oxygen have been maintained at 20℃, 7 and 6-7㎎/L, respectively. It has been found, from the results of this study, that the three-phase circulating fluidized-bed bioreactor can be utilized as an effective scheme to remove the NH_4^+ and COD in the waste water continuously. The use of substrate particle with microorganism adhered at its surface can increase the removal efficiency of NH_4^+ and COD considerably. The removal efficiencies of NH_4^+ as well as COD have increased with increasing the holdup of substrate with active microoranism, but decreased with increasing the initial concentration of NH_4^+ in the waste water. The efficiency has been found to be closely related to the combination of the initial concentration of NH_4^+ and substrate holdup in the reactor, the optimum amount of substrate has been dependent upon the initial concentration of NH_4^+ in the waste water.
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