열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조시스템 공정 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 열풍-마이크로파와 SiC 고온발열체 융합공정을 이용하여 고함수율의 오염토를 1차적인 건조과정을 거쳐 컨베이어벨트 건조시스템에서 열풍의 온도, 마이크로파 출력 에너지, 고온발열체에 따른 건조특성의 조사를 통하여 건조기 제작 및 운전 조건을 적용하였다. 또한, 건조기의 건조성능을 확인하고, 건조기의 기계적인 안정성을 확인하고자 하였다. 기존 열풍-마이크로파 건조기의 문제점인 점성이 높고 초기수분함량이 높은 건조물에 대하여 떨어지는 건조효율을 극복하기 위하여 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조기를 이용하여 건조 성능 평가를 수행하였으며 처리성능 평가, 건조특성 및 운전조건을 파악하고 그에 따른 결과로 건조물의 함수율에 따른 총 건조시간에 따른 건조속도 상수는 초기함수율과 최종 한계함수율의 건조시간, t사이의 관계로 나타내어졌으며 건조속도는 지수함수 형태를 보이고 있으며, 열풍-마이크로파 고온발열체 혼합을 통한 건조효율이 더욱 극대화 된 건조효율성을 보였다. Sample A의 초기 함수율 83.1%의 320℃의 열풍과 2.7kw의 마이크로파 전력을 동시에 가동하여 20rpm으로 진행 하였을 때, 10min 경과 시 76.1%, 20min 경과 시 52.1%, 30min 경과 시 25.2%, 40min 경과 시 5.4%의 함수율이 나타나는 것으로 알 수 있고 Sample B의 초기 함수율 51.1%의 320℃의 열풍과 2.7kw의 마이크로파 전력을 동시에 가동하여 20rpm으로 진행 하였을 때, 10min 경과 시 44.1%, 20min 경과 시 26.4%, 30min 경과 시 16.3%, 40min 경과 시 9.8%의 함수율이 나타나는 것으로 알 수 있고 Sample C의 초기 함수율 24.1%의 320℃의 열풍과 2.7kw의 마이크로파 전력을 동시에 가동하여 20rpm으로 진행 하였을 때, 10min 경과 시 20.1%, 20min 경과 시 16.4%, 30min 경과 시 8.8%, 40min 경과 시 5.4%의 함수율이 나타나는 것으로 알 수 있다. 열풍-마이크로파 혼합 건조 시 건조효율 보다 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조 시 건조효율을 비교해 보면 융합건조에서의 수분 증발율이 더욱 높게 나타났다. 본 연구의 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조의 수분제거율을 토대로 토양의 유해물질을 제거시키는 부분에 적용하기 위한 추가 연구는 필요한 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, it is possible to perform heat treatment at high temperature, high temperature and heat treatment at high temperature, which generates heat energy. Secondary dryer construction and operating conditions were applied. Also, check the drying performance of the dryer and check the mechanical stability of the dryer. The current hot air-microwave dryer space-microwave heating element-high density polystyrene condition is confirmed, and the function of the drying process is the drying rate constant at the total drying time, which indicates the drying time of the initial function and the final limit function. - Drying efficiency was faster in microwave heating mixture.
It was 76.1% at 10min, 52.1% at 20min, 25.2% at 30min, and 5.4m at 40min when the hot water at 320℃ and the microwave power of 2.7kw were simultaneously operated at the initial moisture content of 83.1% %, Respectively. When the sample was heated at 320 rpm and microwave power of 2.7 kw at an initial water content of 51.1%, it was 44.1% at 10min, 26.4% at 30min, 30min 16.3% at the elapsed time and 9.8% at the elapsed time of 40min. When the hot water of 320℃ and the microwave power of 2.7 kw were simultaneously operated with the initial moisture content of Sample C of 24.1% %, 16.4% at 20min, 8.8% at 30min, and 5.4% at 40min, respectively. When the drying efficiency of hot air - microwave heating element fusion drying was compared with that of hot air - microwave mixing drying, the moisture evaporation rate in fusion drying was higher. Based on the water removal rate of the hot blast - microwave heating element fusing drying of this study, further studies to apply to the part that removes the harmful substances of the soil are considered to be the earliest study.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제2장 문헌고찰 3
• 제1절 토양 이론 3
• 1. 토양의 의의 3
• 2. 토양오염의 의의 3
• 3. 토양오염의 특성 4
• 4. 토양오염의 원인 5
• 제2절 고온발열체 이론 6
• 1. 발열체의 의의 6
• 2. 발열체의 종류 및 특성 6
• 3. 탄화규소(SIC) 고온발열체 8
• 제3절 열풍건조 이론 10
• 1. 열풍건조기의 종류 10
• 2. 열풍건조 기술의 원리 16
• 3. 열풍건조 기술의 특성 17
• 제4절 마이크로파 이론 19
• 1. 마이크로파의 의의 19
• 2. 마이크로파건조 기술의 원리 19
• 3. 마이크로파건조 기술의 특성 21
• 제3장 실험장치 및 방법 23
• 제1절 실험장치 23
• 제2절 실험방법 29
• 1. 대상시료 29
• 2. 분석방법 30
• 3. 실험방법 31
• 제4장 결과 및 고찰 32
• 제1절 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조장치의 구동부 개발 32
• 1. 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조의 온도별 함수율 변화 32
• 2. 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조장치의 건조 함수율 변화 36
• 제2절 열풍-마이크로파 SiC 고온발열체를 이용한 수분 증발률 변화 및 특성 40
• 1. 열풍-마이크로파 고온발열체 융합 건조 시 건조물의 변화량 40
• 제3절 경제성 평가 47
• 제5장 결론 48
• Reference 50
• Abstract 52
• 감사의 글 54