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Seongyool Ahn,Panlong Yu,Hiroaki Watanabe,Ryoichi Kurose,Kenji Tanno,Toshiaki Kitagawa 대한기계학회 2021 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.35 No.5
A three-dimensional numerical simulation was performed to investigate the physics and combustion characteristics of a two-phase reacting turbulent flow in a pilot-scale pulverized coal combustion furnace. This included an elementary reaction mechanism using an extended flamelet/progress variable (EFPV) method. The simulation was validated via comparison with an experiment in terms of the gaseous temperature and distribution of the gas mole fraction. The EFPV method predicted the flame structure and combustion characteristics of the pulverized coal. In the main reaction zone where the released gas combustion was dominant, two separate combustion regions were observed, and they were attributed to hydrocarbons and CO combustion. Gas flow characteristics such as mixing of low temperature gas and hot burnt gas were well described in the inner recirculation zone. The CO 2 conversion reaction to CO occurred slowly and decreased the gaseous temperature beyond the main reaction zone in the low and zero oxygen environments. The simulation predicted the unburned CO combustion correctly beyond the flame when staged air was injected; however, the combustion rate was overestimated due to the fundamental assumption of the EFPV method, attributable to the limitations of the steady state flamelet approach.
안성율(Seongyool Ahn),박영수(Yeongsu Park),홍세윤(Seyoon Hong),박종혁(Jonghyeok Park),이명옥(Myungok Lee),성호진(Hojin Sung) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
온실 가스 규제로 인한 산업 기반 대전환에 따라 탄소 기반의 기존 산업에서 수소 기반의 산업으로 전환되는 과도기에 접어들고 있으나, 이러한 변화는 많은 시간과 경제적 문제를 해결해야 한다. 이러한 과도기에서 기존 탄소 기반의 산업계를 효율적으로 활용하는 문제를 잘 해결해야 하며, 탄소 기반 자원의 고갈 문제 역시 해결해야 한다. 셰일 오일 기술은 이러한 탄소 기반 산업의 자원 고갈 문제를 해결할 수 있는 방법의 하나로 많은 연구가 진행되고 있으나, 국내 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 셰일 오일 추출 과정에서 FWKO 앞단에서 고체 형상의 불순물을 제거하기 위한 Desander의 배출수를 재순환하여 사이클론 하단부에 직접 분사하여 , 내부 vortex 형성 및 입자 분리 효율이 어떻게 변화하는지에 대한 연구를 FLUENT를 이용한 전산 수치해석을 통하여 진행하였다. 전산 수치해석의 모델 검증을 위해서 기존 논문의 데이터를 이용하였으며, 주요 형상 변수에 따른 입자 제거 효율을 점검하였다.
사이클론 desander의 inner-inlet 형상 변화에 의한 입자 제거 효율 변화 분석
안성율(Seongyool Ahn),박영수(Yeongsu Park),홍세윤(Seyoon Hong),박종혁(Jonghyeok Park),이명옥(Myungok Lee),성호진(Hojin Sung) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
온실 가스 문제는 전 세계적으로 해결해야 하는 숙제이며, 모든 국가에서 이를 규제하기 위한 움직임을 가져가고 있다. 하지만, 탄소 기반의 산업 체계가 구축된 현 시점에서 완전한 탈탄소 사회 사이를 연결할 수 있는 최소한의 온실가스를 배출하는 기술의 개 발 또한 필요하다. 자원의 고갈 문제를 겪었던 석유의 경우, 셰일 오일 기 술의 개발로 향후 에너지 페러다임의 전환까지 자원 고갈 문제를 해결할 수 있게 하였다. 본 연구에서는 셰일 오일 추출 과정에서 FWKO 앞단에서 고체 형상의 불순물을 제거하기 위한 Desander의 내부 유도에 inner-inlet을 추가함에 따라 입자 크기에 따른 분리 효율을 분석하기 위하여 FLUENT를 이용하여 전산 수치해석을 진행하였다. 전산 수치해석의 모델 검증을 위해서 기존 논문의 데이터를 이용하였으며, 주요 형상 변수에 따른 입자 제거 효율을 점검하였다.
Eom, Seongyong,Ahn, Seongyool,Kang, Kijoong,Choi, Gyungmin Elsevier 2017 Journal of Power Sources Vol.372 No.-
<P><B>Abstract</B></P> <P>In this study, a numerical model of activation and ohmic polarization is modified, taking into account the correlation function between surface properties and inner resistance. To investigate the correlation function, the surface properties of coal are changed by acid treatment, and the correlations between the inner resistance measured by half-cell tests and the surface characteristics are analyzed. A comparison between the model and experimental results demonstrates that the absolute average deviations for each fuel are less than 10%. The numerical results show that the sensitivities of the coal surface properties affecting polarization losses change depending on the operating temperature. The surface oxygen concentrations affect the activation polarization and the sensitivity decreased with increasing temperature. The surface ash of coal is an additional index to be considered along with ohmic polarization and it has the greatest effect on the surface properties at 973 K.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Activation and ohmic polarization were modified by experimental results. </LI> <LI> The charge transfer was calculated by the surface oxygen groups. </LI> <LI> The electrolyte resistance takes into account Si concentration. </LI> <LI> The absolute average deviations were less than 10%. </LI> </UL> </P>
Eom, Seongyong,Ahn, Seongyool,Kang, Kijoong,Choi, Gyungmin Elsevier 2017 ENERGY Vol.140 No.1
<P><B>Abstract</B></P> <P>Herein, we investigate the relationship between fuel surface properties and inner resistances of direct carbon fuel cells (DCFCs) by subjecting raw coal to a liquid-phase chemical treatment and correlating its surface property changes (e.g., degree of oxidation, surface area, and ash composition) with those of electrochemical resistances. Fuel surface characteristics are analyzed by thermogravimetry, gas adsorption, and X-ray photoelectron spectroscopy, with correlations established using the Pearson correlation analysis. The obtained results show that the surface Si content is strongly correlated with electrolyte resistance due to influencing the concentration of carbonate ions. Moreover, charge transfer resistance is strongly negatively correlated with the surface oxygen content, since oxygenated functional groups (e.g., carbonyl and quinone moieties) enhance the oxidation of solid carbon by increasing its reactivity and wettability.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Effects of surface properties on resistances are investigated in carbon fuel cell. </LI> <LI> The performance and resistance of raw coal and treated coals are compared. </LI> <LI> Si content on the fuel surface has a correlation with the electrolyte resistance. </LI> <LI> The charge transfer resistance is affected by surface oxygen groups. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>