밸러스트 수 처리를 위한 Plasma Gun의 오존생성에 미치는 운전변수의 영향
Effects of Operating Parameters on Ozone Production by Plasma Gun for Ballast Water Treatment
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초록
밸러스트수 처리를 위한 Plasma Gun의 전기적 특성과 오존 생성에 미치는 주요 운전변수들의 영향에 관해 실험실 규모 연구를 수행하였다. 방전개시전압보다 높은 전압이 인가되면 방전이 시작되고 오존이 생성되었으며 전압이 증가함에 따라 기체로 전달되는 에너지 및 오존 농도가 거의 선형적으로 증가하였다. 오존 생성 측면에서 최적의 에너지 효율성을 얻을 수 있는 전극간 거리가 존재하였으며 실험된 장치에서는 1.95 mm의 전극간 거리에서 최적 효율이 얻어졌다. 전기에너지 특성에 미치는 내부전극 재질의 영향은 무시할만한 수준이었으나 내부전극의 전기전도도와 열전도도 차이가 오존 생성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일정한 Plasma Gun 구조에서 오존 생성은 기체로 전달되는 에너지밀도에 의해 중요한 영향을 받는 것으로 나타났으며 유입되는 기체의 산소함량이 증가할수록 오존 생성이 증가하는 것으로 나타났다.
Abstract
Effects of operating parameters on electrical properties and ozone generation of Plasma Gun for ballast water treatment were investigated in a laboratory scale experiment. Electrical discharges and ozone generation initiated with applying voltages higher than discharge onset value. Ozone concentration was almost linearly increased with the increase of applied voltage. The optimum electrode gap distance which gave the optimum energy efficiency of ozone generation was 1.95 mm in the experimented apparatus. The effect of inner electrode material on the electrical energy transfer was negligible, however, the difference of electrical and thermal conductivities between electrode materials significantly influenced the ozone generation. In a constant geometrical structure, the electrical energy density played an important role in the ozone generation. The increase of oxygen content in the feeding gas enhanced the ozone generation by lowering ionization potential and promoting ozone source.
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