표제지
논문요약
목차
I. 서론 11
1. 연구의 목적 11
2. 연구의 방법 및 범위 13
3. 논문의 구성 15
II. 이론 해석 17
1. 오일샌드의 특성 17
가. 생산공법 19
2. 오일샌드 플랜트의 수처리 시스템 22
가. 유수분리기의 이론 및 설계 23
3. 미세기포 생성기구 31
가. 미세기포(Microbubble)와 나노기포(Nanobubble) 31
나. 미세기포와 나노기포의 물리학 33
다. 미세기포의 붕괴에 의한 자유라디칼(Free radical)의 형성 36
라. 미세기포와 나노기포의 발생방법 38
마. 기포의 크기 결정 41
바. 미세기포와 나노기포 기술에 의한 수처리 42
4. 유도가스부상기의 유한요소해석 46
가. 유한요소모델링 46
나. 요소 품질 확인 50
다. 재료특성 52
라. 난류모델 53
마. 혼합법칙 57
바. 벽면처리 기법 62
III. 실험장치 및 방법 66
1. 실험장치 66
2. 실험방법 73
3. 데이터 분석 76
IV. 결과 및 고찰 80
1. 유동분석 80
2. 유속 및 기포 변수가 분산에 미치는 영향 83
3. 기포 직경이 분산에 미치는 영향 84
4. 순환펌프 압력에 따른 기포크기 변화 87
5. 유수분리 성능 분석 89
V. 결론 94
참고문헌 95
Abstract 103
〈표 2-1〉 지하회수 채굴공법 19
〈표 2-2〉 기술 분석 22
〈표 2-3〉 유수분리 사양 29
〈표 2-4〉 유수분리 설계지표 30
〈표 2-5〉 요소 품질 검사 51
〈표 2-6〉 재료 물성치 53
〈표 2-7〉 난류유동 54
〈표 3-1〉 유한요소 모델링 72
〈표 3-2〉 성능 분석 범위 75
〈표 3-3〉 유동특성 77
〈표 3-4〉 유동가스부상기의 입구와 출구 조건 78
〈표 3-5〉 벽면 조건 79
〈표 4-1〉 유체속도 분석 결과 81
〈표 4-2〉 농도분석 결과 82
〈표 4-3〉 평균처리수의 농도 및 평균제거율 90
〈표 4-4〉 체류시간과 유입수 온도에 따른 유수분리 성능 91
〈표 4-5〉 오일분리 성능분석 결과 93
〈그림 2-1〉 오일샌드 분석 17
〈그림 2-2〉 오일샌드 설비플랜트 공정도 18
〈그림 2-3〉 스팀주입중력회수법 공정도 20
〈그림 2-4〉 확장용매 스팀주입중력회수법 공정도 21
〈그림 2-5〉 기체-액체 계면에서의 접촉각 23
〈그림 2-6〉 유적 부상 24
〈그림 2-7〉 수중 기포별 거동 32
〈그림 2-8〉 미세기포의 수축속도와 제타전위 35
〈그림 2-9〉 미세기포 내부압력의 변화 37
〈그림 2-10〉 미세기포의 크기 변화 39
〈그림 2-11〉 유도가스부상기의 형상 47
〈그림 2-12〉 유한요소 모델링 48
〈그림 2-13〉 유한요소 모델링 내부구조 49
〈그림 2-14〉 요소 품질 결과 52
〈그림 2-15〉 난류모델 57
〈그림 2-16〉 농도 차이에 의한 물질확산 58
〈그림 2-17〉 대수 관계 63
〈그림 3-1〉 유도가스부상 실험장치 67
〈그림 3-2〉 유도가스부상 실험장치의 장치도 68
〈그림 3-3〉 유도가스부상기의 운전설비 70
〈그림 3-4〉 입자영상유속계의 구성과 측정 71
〈그림 3-5〉 유동해석 구역 76
〈그림 3-6〉 벽면 형상 79
〈그림 4-1〉 유동해석 구간 80
〈그림 4-2〉 유속에 따른 기포 분산 결과 83
〈그림 4-3〉 기포 크기에 따른 분산 효과 85
〈그림 4-4〉 기포직경 변화에 따른 부상속도 86
〈그림 4-5〉 순환펌프 압력에 따른 기포의 분포와 크기 88
〈그림 4-6〉 유도가스부상장치의 공정시험 89
〈그림 4-7〉 총노르말헥산량에 따른 오일제거 효율 93