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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.14, No.7, 903-909, November, 2003
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액체-고체 유동층반응기에서 조작변수가 폐수로부터 회수되는 동분말의 크기에 미치는 영향
Effects of Operational Variables on the Copper Powder Size Recovered from Wastewater in Liquid-Solid Fluidized Bed Reactors
송평섭, 김현태, 손성모, 강용†, 김승재1, 김상돈2
  • 충남대학교 화학공학과, 대전 305-764
  • 1전남대학교 환경공학과, 광주 505-757
  • 2한국과학기술원 화학공학과, 대전 305-701
Pyung-Seop Song, Hyun Tae Kim, Sung-Mo Son, Yong Kang†, Seung-Jai Kim1, and Sang-Done Kim2
  • School of Chemical Engineering, Chungnam National University, Daejeon 305-764, Korea
  • 1Department of Environmental Engineering, Chonnam National University, Gwangju 505-757, Korea
  • 2Department of Chemical Engineering, KAIST, Daejeon 305-701, Korea
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초록
직경이 0.102 m이고 높이가 1.0 m인 액체-고체 유동층 반응기에서 액체유속(UL), 전류밀도(I) 그리고 두 전극판간의 거리(LAC)와 투입되는 유동고체입자의 양(W) 등 실험변수가 폐수로부터 회수되는 동 입자의 평균입도크기에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한, 반응기내부의 두 전극판(양전극과 음전극) 사이의 영역에서 다상흐름의 수력학적 거동을 설명하기 위해 압력요동을 측정하여 chaos 이론의 개념을 도입하여 해석하였다. 유동층 반응기에서 폐수로부터 회수되는 동 입자의 평균크기는 액체의 유속, 두 전극판 사이의 거리 그리고 유동층 반응기에 투입되는 고체유동입자의 양이 증가함에 따라 최소값이 존재하였으며, 두 전극판 사이의 전류밀도가 증가함에 따라서 회수되는 동 입자의 크기는 점점 감소하는 것으로 나타났다. 두 전극판 사이의 공간에서 측정된 압력요동의 위상공간투영 끌개(attractor)는 두 전극간의 전류밀도가 증가함에 따라 점점 더 분산되었으나, 두 전극판간의 거리 (LAC)가 회수되는 동 입자의 크기가 최소일 때인 실험범위의 중간값을 가질 때 좀더 분산되고 복잡한 것으로 나타났다. 본 연구의 실험에서 폐수로부터 2 ~ 3 μm 이하의 순수한 동 입자를 회수할 수 있었다.
Effects of operating variables such as liquid velocity(UL), current density(I) and distance(LAC) between the two electrodes and amount of fluidized solid particles(W) on the mean size of copper powder recovered from the waste water were investigated in a liquid-solid fluidized-bed reactor whose diameter was 0.102 m and 1.0 m in height. Pressure fluctuations in the area between the two electrodes (anode and cathode) were also measured and analyzed by adopting the concept of chaos theory, to explain the hydrodynamic behavior of multiphase flow in the area. It was found that the recovered mean size of copper powder showed minimum value with increasing liquid velocity, and with increasing distance between the two electrodes or amount of fluidized solid particle added in the reactor, but it decreased gradually with increasing the current density between two electrodes. The phase space portraits of pressure fluctuations measured in the area between the two electrodes became more scattered with increasing current density, but it was more scattered and complicated in the middle value of LAC, at which the mean value of Dp showed its minimum value. The copper powder whose mean diameter was less than 2 ~ 3 μm could be recovered by means of the technique employed in this experiment.
Keywords:liquid-solid;fluidized bed reactor;copper recovery;copper powder;pressure fluctuations
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