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폐목질계 바이오매스의 급속열분해 기포유동층 반응기에 대한 수치해석적 연구

Author

이지은, 최항석

Journal Title

대한환경공학회지

Publication Year

2013

Topics

#Biomass
#Numerical analysis

Summary

This study numerically investigated the hydrodynamic characteristics and reaction mechanisms of a bubbling fluidized bed reactor for the fast pyrolysis of woody biomass using the Eulerian-Granular method. The results showed that bubble dynamics influence the movement and mixing of solid particles in the fluidized bed, altering heat transfer phenomena, and the primary reaction exhibited the highest tar production rate. Secondary reactions were found to be more active in the freeboard than in the fluidized bed.

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폐목질계 바이오매스의 급속열분해 기포유동층 반응기에 대한 수치해석적 연구 Numerical Sudy on Bubbling Fluidized Bed Reactor for Fast Pyrolysis of Waste Lignocelluosic Biomass

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바이오매스 열화학변환공정 특강 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
목질계 바이오매스를 친환경 화석연료 대체 자원으로 활용하기 위한 일환인 열화학적 전환법은 직접연소법, 열분해법과 가스화 공정으로 세분화되며, 목질바이오매스는 다양한 연료 형태의 물질인 펠렛, 탄, 바이오오일, 합성가스, 바이오알코올 그리고 화학원료물질 생산 등으로 세분화되어 생성된다. 본 강의에서는 근래 연구기관 및 산업계에서 실용적인 방법으로 대두되고 있는 급속열분해를 통한 바이오오일 생산 기술, 생산 바이오오일의 물리화학적 특성, 급속열분해 공정으로 생산된 바이오오일의 개질변형 기술 등을 소개하고자 한다.
- # Biomass
- # Pyrolysis
- # Chemistry
다상유동 공과대학 기계공학부
전선 / 대학원
본 과목은 대학원생들에게 다상유동현상을 이해하기 위해 필요한 유체역학적 배경지식을 제공하여 해당분야 연구를 효과적으로 수행하는데 도움이 주는 것을 목적으로 한다. 특히, 기체-액체 및 고체-기체 다상유동에서 기포 및 입자의 운동역학에 초점을 맞추고 있으며, 침전이나 공동과 같은 문제들도 다루고자 한다. 다상유동현상 해석에 필요한 지배방정식을 유도하는 것을 시작으로, 기포유발난류, 고체입자와 난류와의 상호작용, 선택적 축적, 공동, 및 기포역학(분해, 충돌, 응집) 등의 주제를 다룰 것이다.
- # Fluid mechanics
- # Turbulence
- # Bubble
초고속반응 기체역학 공과대학 항공우주공학과
전선 / 대학원
압축성 유동과 점성 유동을 기초로 하여 마하수 5 이상의 비행체에 대한 고속 유동 현상과 이론적 해석을 배운다. 내용으로는 기존의 충격파와 팽창파 관계식 및 Newtonian 이론을 통해 극초음속 비행체의 기본 공기역학 이론을 학습하고, 극초음속 경계층 방정식을 통해 점성력과 공력 가열에 대해 학습한다. 이후 기체의 화학반응과 진동현상에 대해 평형과 비평형모델을 배우고 이를 N-S 방정식에 결합하여 화학반응을 포함한 극초음속 비행체의 공력 및 열해석에 대해 학습한다.
- # Hypersonic speed
- # Thermal analysis
- # Mach number
환경고분자특론 농업생명과학대학 농림생물자원학부
전선 / 대학원
최근 석유 자원 고갈, 폐자원 처리 및 이산화탄소 과다배출에 대한 우려가 급속히 증가하면서 바이오매스 기반의 친환경 고분자 물질에 관한 관심이 증가하고 있다. 본 강의에서는 고분자공학의 관점에서 환경재료와 관련된 현상을 이해하고자 한다. 이를 위하여 고분자 물질의 구조 및 특성, 환경과 고분자 소재와의 반응현상들을 중점적으로 논의한다. 또한 새롭게 조명되는 환경고분자의 종류 및 특성에 관하여 살펴 본 후 이를 이용한 다양한 최신 연구동향을 학습하고자 한다.
- # Environmental Science
- # Polymer
고분자화학 2 농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부
전필 / 학사
고분자화학 1에 이어 여기서는 비비닐계 고분자 물질로서 기본이 되는 단계반응과 개환중합에 대해 설명하고, 주 물질인 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리아마이드에 대해 합성과정과 용도에 대해 설명하고, 열경화성 수지의 대표적인 페놀, 요소, 멜라민의 합성과정에 대하여 고찰한다. 또한 천연고분자 등 기타 고분자물질에 관하여 실생활을 중심으로 소개하고자 한다.
- # Chemistry
- # Polymer chemistry
- # Polymer
반응공학 2 공과대학 화학생물공학부
전선 / 학사
실제 반응계에서 대두되는 여러가지 문제를 대상으로 하여 그 현상을 체계적으로 검토하고 적절한 모델을 설정하여 해석하는 방법을 강의하며 그 결과의 응용에 관하여 논의한다. 체류시간분포(RTD) 기법을 소개하고 이를 이용하여 비이상형 반응기를 해석하는 방법을 강의한 다음 비균질 반응계로서 기.고 반응계 액.액 및 기.액 반응계 그리고 3상반응계에 관한 문제를 취급한다. 또한 비균질 촉매반응 계에 대하여 다양한 현상을 소개하고 유효성 인자를 유도하여 그 응용을 논의하며 비등온 반응계의 이해와 해석 및 설계에 대하여 학습 한다.
- # Engineering
- # Chemical reaction
- # Catalysis
산림바이오에너지특강 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
본 교과목에서는 목질계 바이오매스의 생성/구조특성과 바이오매스 기반 바이오연료 변환공정 및 바이오연료가 환경에 미치는 영향에 관하여 살펴본다. 강의 중반부에서는 목질계 바이오매스로부터 생산되는 대표적인 바이오연료 형태인 칩/펠릿(고형연료), 바이오에탄올/바이오오일(액상연료) 및 합성가스 연료들에 대한 물리적, 연료적 특성에 관하여 살펴보고, 강의 후반부에서는 우리나라 및 해외에서 바이오연료를 포함한 신재생에너지의 활용/보급 촉진을 위한 실시하는 제도적인 정책에 관하여 살펴본다.
- # Biofuel
- # Renewable energy
- # Bioenergy
물리유기화학 자연과학대학 화학부
전선 / 대학원
대학원 및 학부 고학년 유기화학 전공자들을 위해 개설한 교과목으로 내용은 크게 두 부분으로 분류된다. 첫 번째 부분은 화합물의 구조와 상관된 반응성의 이해를 위한 분자결합 이론, 입체화학, 형태이론에 관해 배운다. 두 번째 부분은 앞에서 다룬 이론적 바탕에서 친핵성 치환반응, 부가 반응, 제거 반응, 방향족 친전자성 반응 및 페리 사이크릭 반응 등 반응(메커니즘)을 고찰한다
- # Chemistry
- # Organic chemistry
- # Electrophile
박막 유체역학 공과대학 기계공학부
전선 / 학사
반도체공정을 포함한 많은 산업 공정에서 필요한 얇은 액막의 형성 및 제어는 기계, 전기전자, 재료, 화학공학 등 다양한 분야의 지식이 모두 필요한 기술이지만, 특히 웨이퍼위에 감광액(포토 레지스트)을 도포하여 얇은 액막을 형성하는 것을 포함하는 일련의 과정은 유체역학적 분석 및 제어가 매우 중요하다. 본 강의에서는 이러한 웨이퍼 공정을 (i) 높은 점도를 가지는 액체의 관내 유동(동전기학 현상 포함), (ii) 노즐에서 나오는 제트유동, (iii) 수평면위에 수직으로 부딪히는 제트유동, (iv) 회전하는 평면위의 얇은 액막 거동으로 구분하고 각각의 유체역학적 이론 및 실용적인 이슈에 대한 학습을 한다. 또한 반도체 생산과정에서 중요한 이슈가 되는 미세입자의 거동에 대한 기초적인 내용도 학습한다.
- # Fluid mechanics
- # Chemical engineering
- # Electrokinetic phenomena
수리지질학 자연과학대학 지구환경과학부
전선 / 대학원
수자원의 순환, 지하수의 생성 및 유동, 그리고 지하수 유동계에 유입되는 오염물질의 지중이동현상 등을 다룬다. 구체적으로는 토양, 다공질 매질, 파쇄다공질 매질, 또는 파쇄매질에서 포화 또는 불포화 상태에 있는 물의 이동, 또는 물 속에 용존되거나 지질매체내의 불용성 오염물질의 거동과 관련된 내용, 지하수의 자연적, 또는 인위적 오염원의 유형과 그 영향에 관한 내용, 대수층의 특성(대수성 상수)을 알아내는 방법론 및 또는 실험에 관한 내용 등이 포함된다.
- # Hydrogeology
- # Groundwater
- # Fluid dynamics
대기화학개론 및 실습 자연과학대학 지구환경과학부
전선 / 학사
이 과목에서는 화학반응의 기본적 개념 중에서 대기과학에 적용되는 부분을 습득하고 이것이 대기에서 어떻게 응용되는가 배운다. 주요 토픽으로는 대기오염을 일으키는 여러 기체와 에어로솔, 대류권에서의 대기오염, 성층권에서의 오존층을 형성하는 화학반응, 미량기체의 관측과 인공위성을 이용한 기체의 원격탐사 등이 있다. 또한 최근의 기후변화와 관련된 대기의 화학환경의 변화를 다룬다.
- # Chemistry
- # Troposphere
- # Aerosol
천연물화학 자연과학대학 화학부
전선 / 대학원
복잡한 구조의 천연물 전합성을 논의한다. 음이온, 양이온, 라디칼, 카베노이드를 중간체로 하는 반응들과 페리사이클릭 반응, 유기금속반응들이 복잡한 구조의 합성에 어떻게 사용되는지를 고찰한다.
- # Chemistry
- # Combinatorial chemistry
(공유)목질계 바이오매스 전환 기술 혁신공유학부 혁신공유학부
전선 / 학사
- # Biomass
- # Environmental Science
고성능 입자법 기반 열유체 시뮬레이션 공과대학 에너지시스템공학부
전선 / 대학원
본 교과목에서는 최신 입자법 기반의 수치해석 기법을 이용하여 원자력 열유체 관련된 다양한 현상들을 모의할 수 있는 지식을 학습한다. 주요 학습내용은 완화입자유체동역학(SPH), 이산요소법(DEM), 라그랑지안확산모델(LSM) 등의 수치해법을 포함하며, 동시에 그래픽연산장치(GPU)를 이용하여 해석을 가속화 할 수 있는 방법들을 학습한다. 이런 지식을 바탕으로 원자로 내 노심용융물의 및 핵분열 생성물 거동 관련 여러 해석 사례들을 공부하고 및 예제들을 깊이 있게 학습한다. 마지막으로 다양한 학문 분야에서 입자법 기반 최신 연구동향 및 발전방향에 대해서 소개한다.
- # Numerical analysis
- # Discrete element method
- # Simulation
성간기체역학 자연과학대학 물리·천문학부
전선 / 대학원
이 교과목에서는 자기유체역학을 활용하여 성간에서 발생하는 다양한 성격의 기체 동력학적 현상을 분석함으로써 성간 매질의 공간 분포와 대순환의 얼개를 이해한다. 초반부에서 MHD의 기본 원리, MHD 비리알 정리, 에너지 원리 분석법, 충격파, 자화 기체 평판의 평형, 성간운의 평형 구조 등을 학습하여 기초를 다진 다음, 중반부에서 대류, 열적, 지인즈, 파커 불안정 등을 분석한다. 종반부에서 폭발파와 초신성 잔해, 전리 전선과 HII 영역의 팽창, 중력 수축과 항성 생성 등을 다룬다.
- # Astrophysics
- # Star formation
- # Virial theorem
의약품제제분석 1 약학대학 약학과
전선 / 대학원
여러 가지 유기화합물의 미량 분석에 필수적인 방법론을 설명하며 특히 각종 유도체화 반응을 중심으로 설명한다.
- # Standardization
- # Primary raw material
고분자화학 공과대학 화학생물공학부
전선 / 학사
합성 고분자를 중심으로 부가 및 축합에 관한 화학 및 물리적 고찰, 그리고 그 형태와 구조 등에 관하여 강의하며, 특히 용해 파라미터, 고분자 용액의 열역학에 관한 자유부피이론, gel permeation chromatography, polymer chains의 conformation, 고분자 용액의 상분리, 용해도에 따른 fractionation, 분자량과 크기의 측정방법, 주사전자현미경에 관한 논의, 고분자의 결정성에 관한 개념 등을 강조한다.
- # Chemistry
- # Thermodynamics
- # Polymer chemistry
생체고분자합성 농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부
전선 / 학사
생체 내에 존재하는 다양한 구조의 proteins, polysaccharides, nucleic acids 또는 polyesters와 같은 생체고분자의 기본적인 특성과 실제 합성 과정에 적용되는 반응들을 이해할 수 있도록 한다. 또한 이러한 생체고분자들의 각종 산업 및 의학과 같은 응용 분야에 대해서도 알아보고자 한다.
- # Polysaccharides
- # Nucleic acids
- # Polyester
에어로졸오염관리개론 보건대학원 환경보건학과
전선 / 대학원
공기중에 존재하는 입자상 물질은 먼지, 미스트, 스모그, 안개 등 여러 가지 다른 형태로 이루어져 있다. 이러한 에어로졸은 시정, 기후 및 우리들의 건강과 생활양식에 영향을 미친다. 이 과목은 이러한 에어로졸의 특성, 성질, 측정방법을 강의하여 산업위생, 대기오염제어, 방사선 방호, 기타 환경과학 분야에 종사하면서 공기 중 입자상 물질을 측정하거나 연구, 제어하는 사람에게 기초적인 지식을 제공하고자 한다.
- # Aerosol
- # Air pollution
- # Environmental Science
고급물리화학 사범대학 과학교육과
전선 / 대학원
기체 및 액체 용액에 대한 이론과 열역학, 기본적인 화학 반응에 대한 속도, 에너지, 메카니즘을 중심으로 화학동력학의 내용을 취급한다.
- # Chemistry
- # Thermodynamics
- # Physical chemistry

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