초록 ▼

Ⅰ. 고효율 산업용 가습기개발을 위하여 Eulerian Wall Films 모델을 활용한 수치해석과 1000 CMH 시작품 가습기와 5000 CMH 가습기를 제작하고 성능실험 수행하여 가습기에 대한 설계자료 확보.
Ⅱ. 유기랭킨사이클 발전 시스템은 저온의 폐열을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 설비이다. 그러나 외부에서 공급되는 열원에 맞추어 운전되어야 하는 설비의 특성상 안정적인 운전을 위한 제어기술의 개발이 필수적이다. 이를 위하여 본 과제에서는 연구원에서 개발된 100 kWe급 저온 폐열 유기랭킨사이클 터보발전기에 적합한

Ⅰ. 고효율 산업용 가습기개발을 위하여 Eulerian Wall Films 모델을 활용한 수치해석과 1000 CMH 시작품 가습기와 5000 CMH 가습기를 제작하고 성능실험 수행하여 가습기에 대한 설계자료 확보.
Ⅱ. 유기랭킨사이클 발전 시스템은 저온의 폐열을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 설비이다. 그러나 외부에서 공급되는 열원에 맞추어 운전되어야 하는 설비의 특성상 안정적인 운전을 위한 제어기술의 개발이 필수적이다. 이를 위하여 본 과제에서는 연구원에서 개발된 100 kWe급 저온 폐열 유기랭킨사이클 터보발전기에 적합한 제어 시퀀스 및 이를 활용한 PLC 제어기를 개발하여 성능 시험을 완료하였다.
Ⅲ. VOC의 흡착/농축/산화/에너지화 시스템의 최적화와 기술 확산 및 보급을 위한 공정설계 패키지화 실시함
Ⅳ. 산성배가스의 처리성능이 우수하고 경제적이며 건식처리기술인 분류층 반응장치를 산업체 현장에 적용 확산하기 위해 현대오일뱅크에서 순환유동층연소보일러 배가스를 활용한 실증운전을 수행하였음. 전북에너지서비스에 미분탄연소 배가스 처리용으로 용량 156,371 Nm³/hr의 상용규모 설비와 (주)대일개발에 폐기물 소각 배가스 처리용으로 용량 40,000 Nm³/hr의 상용 규모 설비를 설치하여 운전 중에 있으며, Ca/S 몰비 1.3~2.0 조건에서 SO₂ 제거효율은 95%, HCl 제거효율은 99% 유지하였음.

Abstract ▼

Ⅰ. Basic design of a high efficiency string-type industrial humidifier was established via numerical modelling & experiment of 1000CMH/5000CMH humidifiers.
Ⅱ. Development of control methodology is essential for stable operation of ORC. PLC controller & control logic were developed for 100 kWe org

Ⅰ. Basic design of a high efficiency string-type industrial humidifier was established via numerical modelling & experiment of 1000CMH/5000CMH humidifiers.
Ⅱ. Development of control methodology is essential for stable operation of ORC. PLC controller & control logic were developed for 100 kWe organic rankine cycle turbogenerator. Test was done with pre-developed low temperature ORC unit.
Ⅲ. VOCs adsorption, concentration, and oxidation system (all together, energy generation system) is performed. Targeting the dissemination, PDP is created.
Ⅳ. A demo-scale Turbo-Reactor based on a circulating dry scrubbing technology was installed and operated in Hyundai Oil Bank. Two real plants at Cheonbook Energy Service & Deail Waste Incineration Co were installed now, providing removal efficiency up to 95% for SO₂ and 99% for HCl.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목 차 ... 15
• 그 림 목 차 ... 22
• 표 목 차 ... 29
• I. String scrubber를 이용한 5,000 N㎥/h급 산업용 가습 시스템 개발 ... 31
• 제 1 장 사업개요 ... 33
• 제 1 절 사업 개요 ... 33
• 제 2 절 기술개발 필요성 ... 34
• 1. 기술적 측면 ... 34
• 2. 경제·산업적 측면 ... 35
• 제 3 절 국내외 기술현황 ... 36
• 1. 기술분야의 메가트랜드 ... 36
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 37
• 3. 국내 기술개발 현황 ... 37
• 제 4 절 기술개발 목표 ... 38
• 1. 최종목표 ... 38
• 2. 정량적 기술 목표 ... 39
• 제 2 장 수치해석 ... 40
• 제 1 절 수치해석 개요 ... 40
• 제 2 절 수치해석 방법 ... 40
• 제 3 절 수치해석 모델의 검증 ... 43
• 1. 유입공기 속도를 변화시켰을 경우 ... 43
• 2. 유입공기의 상대습도를 변화시켰을 경우 ... 44
• 3. 가습모듈에 공급되는 물의 온도를 변화시킨 경우 ... 45
• 4. 유입공기 온도를 변화시킨 경우(상대습도 50% 유지) ... 46
• 5. 가습모듈의 물 공급량을 변화시킨 경우 ... 47
• 제 4 절 가습모듈 면적 변화의 영향 ... 48
• 제 5 절 가습모듈 형상 변화의 영향 ... 51
• 제 6 절 String Type 시제품 가습기 수치해석 ... 55
• 제 3 장 성능실험 ... 60
• 제 1 절 시작품 성능실험 ... 60
• 1. 시작품 가습기의 실험 장치 및 방법 ... 60
• 2. 시작품 가습기의 실험결과 ... 65
• 가. Wetmaster 가습기 ... 65
• 나. String 가습기 ... 69
• 다. Honeycom 가습기 ... 71
• 제 2 절 시제품 성능실험 ... 74
• 1. 시제품 가습기의 실험 장치 및 방법 ... 74
• 2. 시제품 가습기의 실험결과 ... 80
• 가. 기본사양에 대한 가습량 ... 80
• 나. 부직포 2겹 추가 ... 81
• 다. 부직포 4겹 추가 ... 83
• 제 4 장 결론 ... 85
• 참고문헌 ... 87
• 부록 I. 시작품 가습기 실험결과 ... 89
• 부록 II. 시제품 가습기 실험결과 ... 93
• Ⅱ. 저온 폐열이용 유기랭킨사이클 발전시스템 제어기술 개발 연구 ... 99
• 제 1 장 사업개요 ... 101
• 제 1 절 사업 개요 ... 101
• 제 2 절 기술개발 필요성 ... 102
• 1. 기술적 측면 ... 102
• 2. 경제·산업적 측면 ... 102
• 3. 정책적 측면 ... 103
• 제 3 절 국내외 기술현황 ... 104
• 1. 기술분야의 메가트랜드 ... 104
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 104
• 3. 국내 기술개발 현황 ... 106
• 제 4 절 기술개발 목표 ... 108
• 1. 최종목표 ... 108
• 2. 정량적 기술 목표 ... 108
• 제 2 장 개발내용 ... 109
• 제 1 절 제어 대상 시스템 ... 109
• 제 2 절 제어 로직 개발 ... 110
• 1. 기동 시퀀스 제어 로직 ... 110
• 2. 운전 시퀀스 제어 로직 ... 111
• 3. 시스템 감시 제어 로직 ... 112
• 제 3 절 제어기 설계/제작 ... 113
• 1. 제어기 ... 113
• 2. 제어 프로그램 ... 117
• 제 4 절 ORC 발전 시스템용 제어기 적용 시험 ... 121
• 1. 시동 시퀀스의 적정성 ... 121
• 2. 부하변동 추종성 ... 122
• 3. 정상상태 안정성 ... 123
• 제 3 장 결론 ... 125
• Ⅲ. 휘발성 유기화합물의 에너지화 시스템 확산을 위한 공정 설계 패키지화 ... 127
• 제 1 장 서론 ... 129
• 제 1 절 기술개요 ... 129
• 제 2 절 필요성 ... 132
• 1. 기술적 측면 ... 132
• 2. 경제, 산업적 측면 ... 132
• 가. 국내, 외 시장 규모 및 점유율 전망 ... 132
• 나. 개발결과의 산업화 (기술이전) 가능성 ... 133
• 3. 정책적 측면 ... 133
• 제 3 절 국내, 외 관련기술 및 특허 현황 ... 133
• 1. 해당 기술의 메가트렌드 ... 133
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 138
• 3. 국내 기술개발 현황 ... 139
• 제 4 절 연구개발 목표 ... 139
• 1. 최종목표 ... 139
• 2. 정량적 기술 목표 ... 140
• 제 2 장 VOC 에너지화 설비의 운전조건 진단 및 개선 ... 141
• 제 1 절 개요 ... 141
• 제 2 절 에너지화 설비의 운전자료 수집 및 진단 ... 143
• 1. 유량계 및 온도계 설치 ... 143
• 2. 운전자료 수집 및 분석 ... 144
• 3. 배기가스 및 탈착가스 VOC 농도 측정 ... 147
• 제 3 절 에너지화 설비 개선 ... 149
• 1. 열교환기 제작, 설치 및 배기가스 활용 ... 150
• 2. 통합 monitoring system 제작, 설치 ... 151
• 제 4 절 VOC 에너지화 설비 개선 후 운전조건 변화 ... 153
• 제 3 장 기본설계 계산 ... 156
• 제 1 절 VOC 에너지화 시스템의 구성 및 공정 흐름 개요 ... 156
• 제 2 절 열 및 물질 수지 계산 ... 157
• 1. VOC 흡착량 계산 ... 157
• 2. 습도가 VOC 흡착에 미치는 영향 검토 ... 157
• 3. 열 및 물질 수지 계산 방법 ... 159
• 제 3 절 최적 운전조건 및 에너지 회수량 계산 ... 162
• 제 4 장 Process design package (PDP) 제작 ... 163
• 제 1 절 VOC 에너지화 시스템의 공정 설계 개요 ... 163
• 제 2 절 VOC PDP 개발 ... 164
• 1. VOC 흡착제 용량 계산 툴 ... 164
• 2. VOC 에너지화 시스템의 최적화 툴 ... 165
• 3. 열교환기 설계 툴 ... 168
• 4. 축열조 설계 툴 ... 174
• 제 5 장 결론 ... 177
• 제 1 절 VOC 에너지화 시스템의 필요성 ... 177
• 제 2 절 흡착/농축/산화/에너지화 시스템의 최적화 ... 177
• 제 3 절 공정설계 패키지화 기술 ... 178
• 제 4 절 활용방안 및 기대효과 ... 179
• Ⅳ. 산성 배가스 습식처리 설비대체를 위한 건식 분류층 반응기의 적용 운전 및 Scale-Up 설계기술개발 ... 181
• 제 1 장 서론 ... 183
• 제 1 절 연구개요 ... 183
• 제 2 절 기술의 개요 ... 184
• 1. 기술의 개요 ... 184
• 2. 이론적 배경 ... 189
• 제 3 절 국내ㆍ외 관련기술 현황 ... 199
• 1. 해당 기술 분야의 메가트랜드 ... 199
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 200
• 3. 국내 기술개발 현황 ... 204
• 제 4 절 연구개발 목표 ... 208
• 1. 총괄 최종목표 ... 208
• 2. 정량적 기술 목표 ... 208
• 제 2 장 산업체 현장 실증장치 ... 209
• 제 1 절 HDO 실증장치 및 실증 목적 ... 209
• 1. 실증연구의 최종목표 ... 209
• 2. 실증연구의 추진전략 및 방법 ... 209
• 3. 실증장치의 구성 및 제원 ... 210
• 제 2 절 대일개발 실증장치 및 실증목적 ... 214
• 1. 실증연구의 최종목표 ... 214
• 2. 실증연구의 추진전략 및 방법 ... 215
• 3. 실증장치의 구성 및 제원 ... 216
• 제 3 절 전북에너지 실증장치 및 실증목적 ... 220
• 1. 실증연구의 최종목표 ... 220
• 2. 실증연구의 추진전략 및 방법 ... 221
• 3. 실증장치의 구성 및 제원 ... 222
• 제 3 장 실증결과 및 고찰 ... 224
• 제 1 절 HDO 실증실험 결과 ... 224
• 1. 실증실험 조건 ... 224
• 2. 실증실험 결과 ... 227
• 제 2 절 ㈜대일개발 실증실험 결과 ... 249
• 1. 실증실험 조건 ... 249
• 2. 실증실험 결과 ... 252
• 제 3 절 ㈜전북에너지 실증실험 결과 ... 259
• 1. 실증실험 조건 ... 259
• 2. 실증실험 결과 ... 260
• 제 4 장 결론 ... 284
• 제 1 절 HDO 실증실험 결론 ... 284
• 제 2 절 ㈜대일개발 실증실험 결론 ... 286
• 제 3 절 ㈜전북에너지 실증실험 결론 ... 287
• 참고문헌 ... 290
• 끝페이지 ... 293