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손재익,선도원,배달희,한근희,Cen,Kefa 한국화학공학회 1999 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.37 No.6
상온 riser와 loop seal로 구성된 순환유동층에서의 수력학적 실험을 통해 입자순환장치(loop seal)의 운전특성과 입자의 흐름 특성을 연구하였다. 0.2 m×0.15 m×0.2 m규격의 상온 loop seal 실험장치를 구성하고 석탄회의 재순환 실험을 수행하였다. 실험을 통해 유동화 공기주입량 및 주입점에 따른 입자흐름 경향을 연구하고, 고체순환속도의 제한조건 및 시스템 압력과의 수학적 관계를 연구하였다. 입자유량은 loop seal 내부 재주입구의 유동화 공기유량의 증가에 따라 증가하였다. 입자유량의 증가에 따라 down comer 고정구간의 차압이 감소하였다. The characteristics of loop seal operation and particle flow were investigated by hydrodynamics study in a cold mode riser and loop seal system. The physical dimension of 0.2 m×0.15 m×0.2 m cold mode loop seal and riser is serially connected to compose a experimental system. A coal ash was used for the experiment. The flow pattern of particle was investigated by variation of quantity of fluidizing air and location of aeration. The mathematical relationship of the limitation of particle flow rate and system pressure was analyzed. The particle flow rate increased by the increase of air flow of return leg. The pressure difference of down comer section was reduced as the increase of the particle flow rate.
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기체유동층에서 슬러그 특성 : 2. 슬러그 길이와 슬러그 상승속도 2. Slug Length and Slug Rising Velocity
손재익,최정후,김상돈,류호정 한국화학공학회 2001 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.39 No.5
기체유동층에서 슬러그 길이와 슬러그 상승속도에 미치는 유속, 측정높이, 최소유동화상태의 층높이, 층직경 및 입자특성의 영향을 측정 및 고찰하였다. 슬러그 길이는 유속, 측정높이와 최소유동화상태의 층높이가 증가함에 따라 증가하였으나 층직경이 증가함에 따라 감소하였다. 슬러그 상승속도는 유속, 측정높이와 최소유동화상태의 층높이가 증가함에 따라 증가하였으며 층직경이 증가함에 따라 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 동일한 과잉기체속도에서 슬러그 길이와 슬러그 상승속도는 Geldart 분류 A 및 AB 입자계에 속하는 FCC 입자의 경우보다 Geldart 분류 B 입자계에 속하는 모래입자의 경우가 크게 나타났다. The effects of gas velocity, height from the distributor plate, bed height at minimum fluidization, column diameter and particle properties on vertical slug length and slug rising velocity were measured and discussed. The vertical slug length increased with increasing the gas velocity, height from the distributor plate and bed height at minimum fluidization, however, decreased with an increase of column diameter. The slug rising velocity also increased with increasing gas velocity, height from the distributor plate and bed height at minimum fluidization. The slug rising velocity increased slightly with column diameter. The vertical slug length and the slug rising velocity of sand were higher than that of FCC at the same excess gas velocity.
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기체유동층에서 슬러그 특성 : 1. 최소슬러깅속도와 슬러그 빈도 1. Minimum Slugging Velocity and Slug Frequency
손재익,최정후,김상돈,류호정 한국화학공학회 2001 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.39 No.5
기체유동층에서 슬러그 특성에 미치는 유속, 측정높이, 최소유동화상태의 층높이, 층직경, 입자특성의 영향을 고찰하기 위해 2개의 유동층(유동층 A:내경 0.055m, 높이 2.0 m, 유동층 B:내경 0.1 m, 높이 2.5 m)에서 층물질로 모래(평균입경 0.286 ㎜)와 FCC(A: 평균입경 0.082 ㎜, B: 0.091 ㎜)를 사용하여 유속, 측정높이, 최소유동화상태의 층높이, 층직경 및 입자특성의 변화에 따른 슬러그 특성을 측정하였다. 측정된 최소슬러깅속도는 측정높이가 증가함에 따라 감소하였으며 최소유동화상태의 층높이와 층직경이 증가함에 따라 증가하였다. 최소슬러깅속도에 대한 입자특성의 영향은 층직경에 따라 다르게 나타났다. 층직경이 작은 경우에는 모래입자의 최소슬러깅속도가 FCC에 비해 크게 나타났으나 층직경이 큰 경우에는 FCC의 최소슬러깅속도가 모래에 비해 크게 나타났다. 슬러그 빈도는 유속이 증가함에 따라 감소하였으나 유속이 증가함에 따라 감소 경향이 둔화되었으며 측정높이와 최소유동화상태의 층높이가 증가함에 따라 감소하였고 층직경이 증가함에 따라 증가 하였다. 슬러그 빈도에 미치는 측정높이의 영향은 최소유동화상태의 층높이가 증가함에 따라 감소하였다. 주어진 과잉기체유속에서 FCC 입자의 슬러그 빈도가 모래 입자에 비해 크게 나타났다. In order to understand the slugging regime comprehensively, the characteristics of slugging have been studied experimentally in gas fluidized beds. 1'he onset velocity of slugging and the properties of slug were measured in gas fluidized beds(bed A: 0.055 m i.d., 2.0 m height, bed B: 0.1 m i.d. and 2.5 m height) using sand(specific surface mean diameter: 0.286 ㎜) and FCC(FCC A, specific surface mean diameter: 0.082 ㎜, FCC B, specific surface mean diameter: 0.091 ㎜) as bed materials with variations of gas velocity, height from the distributor plate, bed height at minimum fluidization, column diameter and particle properties. The minimum slugging velocity decreased with increasing height from the distributor plate, however, increased with increasing bed height at minimum fluidization and column diameter. However, the effect of particle properties was found to be dependent on the column diameter. The minimum slugging velocity of sand was higher than that of FCC in the column of 0.055 m inside diameter, however, that of FCC higher than that of sand in the column of 0.10 m inside diameter. The slug frequency decreased with increasing gas velocity, height from the distributor plate and bed height at minimum fluidization, however, increased with column diameter. The effect of gas velocity on slug frequency diminished as gas velocity increased. The effect of height from the distributor plate on slug properties decreased as the bed height at minimum fluidization increased. The slug frequency of FCC was higher than that of sand at the same excess gas velocity.
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손재익,박영옥,임정환,서정민,김상도,박석주,최호경,박현설 한국화학공학회 2001 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.39 No.4
소결금속섬유필터에 대한 압력손실, 먼지통과율, 부분집진효율 등의 기초 여과성능특성을 수행하였다. 두 종류의 필터가 적용되었고, 두 필터의 공극률 및 두께는 동일하고, 통기도와 여과정밀도는 다른 물리적 특성을 가지고 있다. 기초성능특성은 300×300 ㎜크기의 필터를 실험할 수 있는 필터성능실험장치를 가지고 조사하였다. 시험용 먼지로는 AC fine dust가 사용되었다. 압력손실은 여과속도와 먼지부하가 증가함에 따라 증가하였다. 먼지층 형성 초기 단계에는 여과포의 공극내에서 단일섬유 주위에 먼지입자가 응집되어 수지상 형태로 부착형성되었고, 먼지부하가 증가하여 가교형성에 의해 먼지층 형성이 진행된다. 균일먼지층 형성단계는 먼지부하가 계속 증가하여 먼지층 형성에 의해 여과포의 공극이 완전히 채워지고, 여과포 전체표면에 먼지층이 일정하게 포집되는 단계로 진행되었다. 먼지통과율은 먼지부하 초기단계에는 여과속도 증가에 따라 급격하게 증가하였고, 먼지부하가 증가함에 따라 급격하게 감소하였다. 압력손실 및 먼지통과율은 먼지부하 및 여과속도와 같은 운전변수로 상관관계식을 도출하였다. 상관관계식으로부터 계산된 압력손실 및 먼지통과율은 실험치와 잘 일치함을 알 수 있었다. 부분집진효율은 먼지부하에 따라 증가하였다. Basic filtration characteristics including pressure drop, penetration and fractional collection efficiency were investigated for sintered metal fiber filters. Two filters were applied. It was found that the porosity, weight and thickness were same, the air permeability and filtering accuracy were different. The performance test of fabric filter was investigated using a flat sheet filter testing unit, which can be applied to the filter of 300×300 ㎜ size. The test dust was AC Fine Dust. The pressure drop increased with filtration velocity and dust loading. The initial stage of dust cake formation was a growing process of particle dendrites on a single filament in the pore and the second stage was a bridge formation process with increasing dust loading. The final stage was a process of constant deposition of dust on a fabric surface under heavy dust loading conditions. The penetration sharply increased with filtration velocity in the intial stage of dust loading. It sharply decreased with dust loading, but the rate of decrease gradually diminished under heavy dust loading conditions. The pressure drop and penetration have been correlated in terms of operating variables such as dust loading and filtration velocity. The pressure drop and penetration calculated from the correlation equation have been compared with the experimental data and the agreement between the two data was fairly good. The fractional collection efficiency increased with dust loading.
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손재익,박영철,양현수 한국화학공학회 1992 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.30 No.1
공기 및 수증기를 가스화제로 사용한 저열량 석탄가스화 실험이 직경 7.5 ㎝의 실험실용 유동층 석탄가스화 반응기에서 행하여졌다. 사용 석탄은 평균 입자 크기 0.41 ㎜, 0.87 ㎜의 Victoria준역청탄이며 먼저 질소와 공기를 사용한 열분해 실험을 하였고 여기서 생성된 평균 입자 크기 0.31 ㎜, 0.6 ㎜촤 입자를 사용한 상압 석탄가스화 실험을 하였다. 촤 투입 속도 1.6 ㎏/hr, 공기량 변화 4.33-6.5 ㎏/hr, 수증기량 0.8-2.5 ㎏/hr 및 층내 온도 800-900℃ 범위의 변수 변화 조건에서 생성가스의 조성 변화가 측정되었다. 생성가스는 H₂21.4-8.8%, CH₄ 1.0-0.05%, CO 18.5-7.3%, CO₂ 18.37-8.44%의 몰농도 조성 변화를 나타내었고, 발열량 1,308-500 ㎉/㎥의 석탄가스를 얻었으며 전체적으로 탄소 전환율은 71.0-94% 범위에서 변화하였다. Gasification of Victoria subbituminous coal was conducted in a 7.5 ㎝-ID atmospheric lab-scale fluidized-bed gasifier with variation of operating conditions such as temperature(800-900℃), char feeding rate(1.6 ㎏/hr), air flow rate(4.33-6.5 ㎏/hr), particle size(0.31 ㎜, 0.6 ㎜), and steam flow rate(0.8-2.5 ㎏/hr). As a result, the mol concentration of H₂ in the product gas was 21.4-8.8%, that of CH₄ was 1.0-0.05%, that of CO was 18.5-7.3%, and that of CO₂ was 18.37-8.44%. The calorific value of product gas was in the range of 1,308 ㎉/㎥ to 500 ㎉/㎥, and carbon conversion was in the range of 71% to 94%.
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