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저온 플라즈마를 이용한 유해가스 처리기술 개발

Emission Control Technology Development Using Non-Thermal Plasma

보고서 정보
주관연구기관 한국기계연구원
Korea Institute of Machinery and Materials
연구책임자 김석준
참여연구자 송영훈 , 신완호 , 김관태 , 차민석 , 이재옥 , 길상인 , 최연석
보고서유형2단계보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2004-12
과제시작연도 2003
주관부처 과학기술부
사업 관리 기관 한국과학재단
Korea Science and Engineering Foundtion
등록번호 TRKO200900070546
과제고유번호 1350004844
사업명 국가지정연구실사업
DB 구축일자 2013-04-18
키워드 저온 플라즈마.유해가스처리.탈질기술.악취처리.유전체장벽방전.non-thermal plasma.air pollution control.$NO_X$.$VOC_S$.Dielectric Barrier Discharge.

초록

- 플라즈마를 이용한 1) $NO_X$$VOC_S$의 처리기술과 2) $PFC_S$$CH_4$와 같은 난분해성 물질의 처리기술개발을 목표로 당 연구개발이 5 년간 수행하였음
- 연구개발의 결과 종래의 플라즈마 발생기술보다 작고 저렴한 반응기 기술이 개발되어 해당기술을 국내외 특허등록 및 특허출원하였고, 이와 같은 산업재산권을 바탕으로 기업에게 기술이전을 하였음 (기술료 계약: 2 건)
- 현재 기업에게 기술이 이전된 유해가스 처리를

Abstract

Non-thermal plasma technologies for air pollution control have been studied intensively during the last two decades. The studies have verified that the technologies have great technicalpotential to control $SO_X$, $NO_X$, $VOC_S$ (Volatile Organic Compounds), odors,

목차 Contents

  • 제1장 연구개발과제의 개요...17
  • 제2장 국내외 기술개발 현황...21
  • 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...26
  • 제1절 플라즈마 발생 기술...26
  • 1. 전력 공급 장치...26
  • 2. 저온 플라즈마 반응기 설계...27
  • 가. 플라즈마 반응기 및 간극별 특성...27
  • 나. 플라즈마 반응기의 최적 설계...34
  • 3. 저온 플라즈마 반응기와 전력 공급 장치의 매칭 기술...38
  • 제2절 $NO_X$ 제거 기술...41
  • 1. 실험장치 및 실험방법...41
  • 2. NO 산화에 미치는 저온 플라즈마의 영향...43
  • 3. 플라즈마 공정과 SCR 공정의 시너지 효과...47
  • 제3절 HC 제거기술...54
  • 1. 기술개발 배경...54
  • 2. 실험방법 및 실험조건...55
  • 3. Toluene 제거 실험결과 및 분석...59
  • 4. $VOC_S$ 종류별 제거 특성...62
  • 가. TCE...62
  • 나. Acetonitrile...70
  • 다. Propane ($C_3H_8$), Ethylene ($C_2H_4$), Propylene ($C_3H_6$)...74
  • 제4절 PFC 제거 기술...77
  • 1. 연구개발의 배경...77
  • 2. 실험장치의 구성...78
  • 3. 실험결과 및 고찰...81
  • 4. 결 론...88
  • 제5절 전산모사기술...89
  • 1. 서 론...89
  • 2. Pulsed Corona 및 Dielectric Barrier Discharge의 거동해석...89
  • 가. 펄스 코로나의 수치해석...91
  • 나. DBD (dielectric barrier discharge)의 수치해석...92
  • 다. $NO_X$ 제거반응의 수치모사...94
  • 3. 유전체 펠렛의 충진에 따른 방전 특성...95
  • 가. 펠렛이 없는 경우...96
  • 나. 단일 펠렛이 바닥에 놓여있는 경우...97
  • 다. 단일 펠렛이 방전영역 중앙에 가상적으로 위치한 경우...99
  • 제6절 펄스 코로나와 유전체 장벽 방전의 비교...100
  • 1. PCD, DBD에 의한 NO 분해 실험 장치의 구성...100
  • 2. PCD, DBD에 의한 NO 분해 실험 조건...101
  • 3. 방전 특성 및 전기 에너지 측정 결과...102
  • 4. 운전 조건에 따른 NO 분해의 일반적인 특성 조사...105
  • 5. 질소에서 PCD, DBD의 NO 분해 특성 비교...109
  • 6. 공기에서 PCD, DBD의 NO 분해 특성 비교...111
  • 제7절 전력 및 광계측 기술...114
  • 1. 전력 측정 기술...114
  • 2. 플라즈마 광계측 기술...118
  • 가. 플라즈마 자발광 측정 분석...118
  • 나. 플라즈마 상태의 공간 분포 측정...119
  • 다. 자발광 분석을 통한 전자의 에너지 상태 측정 기술...122
  • 제8절 양방향 펄스 플라즈마 전원공급장치...128
  • 1. 양방향 펄스 전원공급장치 설계제작의 목적...128
  • 2. 젼원공급장치 개요...128
  • 3. 양방향 펄스 전원공급장치 설계 및 동작원리...129
  • 4. 단방향 펄스 전원공급장치 설계 및 동작원리...131
  • 5. 고압 고주파 Transformer 구성...133
  • 6. 양방향 펄스 플라즈마 방전 실험...136
  • 7. $CH_4$ 분해 실험...139
  • 8. 결 론...140
  • 제9절 확산화염과 저온 플라즈마의 상호작용...142
  • 1. 실험장치 및 방법...142
  • 2. 화염이 플라즈마 발생에 미치는 영향...146
  • 3. 저온 플라즈마가 화염에 미치는 영향...150
  • 4. 매연의 변화 및 생성 특성...155
  • 5. 결 론...157
  • 제10절 다양한 플라즈마 모드에서 $CF_4$ 제거기술...159
  • 1. $CF_4$ 분해 특성...159
  • 2. 선-원통형 DBD 반응기...160
  • 가. 첨가제인 산소의 영향...162
  • 나. 유전체 방전 전극 간격의 영향...167
  • 3. Packed bed 반응기...170
  • 4. Helium 글로우 방전 모드...171
  • 5. Modified DBD...173
  • 6. 결 론...174
  • 제11절 Diesel De-$NO_X$ 기술...176
  • 제12절 다양한 플라즈마 발생기술을 이용한 $CH_4$ 반응기술...181
  • 1. 연구를 위한 이론적 배경...181
  • 2. 다양한 Plasma 발생기술에 따른 $CH_4$ 분해실험...187
  • 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...191
  • 제5장 연구개발결과의 활용계획...196
  • 제6장 참고문헌...199

연구자의 다른 보고서 :

참고문헌 (25)

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