• Title/Summary/Keyword: $(CO)_2$

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Numerical study of CO2 hydrate dissolution rates in the ocean: Effect of pressure, temperature, and salinity

  • Kyung, Daeseung;Ji, Sukwon;Lee, Woojin
    • Advances in environmental research
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    • 제4권1호
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    • pp.17-24
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    • 2015
  • In this study, we numerically investigated the effect of pressure (100-250 bar), temperature (274-288 K), and salinity (3.5% w/w electrolytes) on $CO_2$ hydrate dissolution rates in the ocean. Mass transfer equations and $CO_2$ solubility data were used to estimate the $CO_2$ hydrate dissolution rates. The higher pressure and lower temperature significantly reduced the $CO_2$ hydrate dissolution rates due to the increase of $CO_2$ particle density. In the high salinity condition, the rates of $CO_2$ hydrate dissolution were decreased compared to pure water control. This is due to decrease of $CO_2$ solubility in surrounding water, thus reducing the mass transfer of $CO_2$ from the hydrate particle to $CO_2$ under-saturated water. The results obtained from this study could provide fundamental knowledge to slow down or prevent the $CO_2$ hydrate dissolution for long-term stable $CO_2$ storage in the ocean as a form of $CO_2$ hydrate.

Flow and Heat Transfer Characteristics of $CO_2$/Oil Mixtures in a Circular Tube

  • Kang, Byung-Ha;Lim, Dong-Seop
    • International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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    • 제16권4호
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    • pp.117-123
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    • 2008
  • The present study is directed at flow and heat transfer of $CO_2$ and oil mixtures in a circular tube. PAG and POE oils are considered in this study. Flow characteristics of $CO_2$ and oil mixtures have been investigated by flow visualization. Pressure drop has been measured in the range of operating mass flow rate from 0.1 to 0.4 kg/min in a circular tube. Heat transfer characteristics of $CO_2$/oil mixtures have been investigated using a counterflow heat exchanger. In case of pure liquid $CO_2$ as well as $CO_2$ and POE mixtures, flow are seen to be uniform so that $CO_2$ and POE oil are still miscible even at flowing state. However, it is found that $CO_2$ and PAG are not miscible. Pressure drop of $CO_2$/PAG mixtures are much higher than that of $CO_2$/POE mixtures as well as pure $CO_2$ at a fixed mass flow rate. As the concentration of POE oil is increased from 0 to 5 wt%, pressure drop is increased. However, heat transfer rate and heat transfer coefficient of $CO_2$/POE mixtures are much higher than that of $CO_2$/PAG mixtures. The f-factor correlation and Nusselt number correlation for $CO_2$/POE oil mixtures are suggested in this paper.

염기성 촉매에 의한 $cis-{\beta}-$$[Co(3,2,3-tet)(CO_3 or C_2O_4)]^+$ (3,2,3-tet=4,7-diazadecane-1,10-diamine)에 대한 Carbonato 혹은 Oxalato 리간드의 고리열림 반응 (The Base-Catalysed Carbonato or Oxalato Ring Opening of $cis-{\beta}-$$[Co(3,2,3-tet)(CO_3 or C_2O_4)]^+$ (3,2,3-tet=4,7-diazadecane-1,10-diamine))

  • 윤두천;오창언;김복조;도명기
    • 대한화학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.501-508
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    • 1996
  • 염기성 용액속에서 cis-${\beta}-[Co(3,2,3,-tet))CO_3\;or\;C_2O_4)]^+$ (3,2,3-tet=4,7-diazadecane-1,10-diamine)에 대한 Carbonato 혹은 Oxalato 리간드의 고리열림반응이 수용액 및 유기용매-물혼합용매속에서 조사되었다. 그 결과 cis-${\beta}-[Co(3,2,3,-tet))CO_3\;or\;C_2O_4)]^+$에서 킬레이트된 $CO_3^{2-}$ 혹은 $C_2O_4^{2-}$의 두 개의 산소원자 중 한 개가 해리하여 $OH^-$가 치환되고 3,2,3,-tet의 재배열이 일어나 cis-${\alpha}[Co(3,2,3,-tet)(OH)(OCD_2\;or\;OC_2O^3)]$가 생성되었고, 반응은 해리성인 Dcb(dissociative conjugated base) 메카니즘으로 진행되었다. 연이어 $C_2O_4^{2-}$ 혹은 $CO_3^{2-}$의 나머지 한 개의 산소원자가 해리하여 cis-${\alpha}-[Co(3,2,3-tet)(OH)_2]^-$가 생성되었고 이것은 다시 cis-${\beta}-[Co(3,2,3-tet)(OH)_2]^+$로 이성질화 반응이 일어났다.

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CO2 가스쿨러용 콤팩트열교환기 개발에 관한 연구(1) -다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기내 CO2의 열유량과 압력강하- (Experimental Study on Compact type CO2 Gas Cooler(1) - Heat Flowrate and Pressure Drop in a Multi-Tube-In-Tube Helical Coil Type Gas Cooler -)

  • 오후규;손창효
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권1호
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    • pp.30-36
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    • 2010
  • 다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기내 $CO_2$의 열유량과 압력강하에 대해서 실험적으로 조사하였다. $CO_2$와 냉각수의 유량은 각각 0.06~0.075kg/s이고, 가스냉각기의 냉각압력은 8~10 MPa이다. $CO_2$의 열유량은 냉각수 질량유량, $CO_2$의 질량유량과 냉각압력에 비례하여 증가한다. $CO_2$의 압력강하는 냉각수와 $CO_2$의 질량유량이 감소할수록 감소하지만, $CO_2$의 냉각압력이 증가할수록 감소한다. 다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기내 $CO_2$의 열유량과 압력강하는 각각 이중관식 가스냉각기보다 상당히 높게 또는 낮게 나타났다. 따라서 다중관식 헬리컬 코일형 가스냉각기에 $CO_2$를 적용하는 경우에는 가스냉각기의 고효율화, 고성능화, 컴팩트화가 가능할 것이다.

CO2 지하저장과 연계한 원유회수증진 기술 (Enhanced Oil Recovery (EOR) Technology Coupled with Underground Carbon Dioxide Sequestration)

  • 김형목;배위섭
    • 터널과지하공간
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    • 제23권1호
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    • pp.1-12
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    • 2013
  • 본 고에서는 $CO_2$ 지중저장과 연계한 원유회수증진 기술을 소개하였다. 원유회수증진을 목적으로 $CO_2$를 저류층 내에 주입하는 $CO_2$ EOR 기술은 장기적인 관점에서 $CO_2$를 지하 심부 암반에 저장하는 CCS 기술로 전환할 수 있다. CCS와 연계한 $CO_2$ EOR 기술은 EOR에 필요한 대규모 $CO_2$ 공급원을 확보할 수 있는 장점이 있으며 원유 회수율 증진에 따른 편익 발생으로 CCS를 위한 일련의 프로세스 중, 특히 포집 분야에 경제성을 부가할 수 있는 장점이 있다. 이러한 CCS와 연계한 $CO_2$ EOR 기술의 특징 및 시장 전망을 살펴보고 국외의 대표사례로 Weyburn $CO_2$ EOR 프로젝트를 소개하였다. 또한, 안정적이고 경제적인 $CO_2$ EOR 실시에 필요한 제반 기술 요소를 분석하고 $CO_2$ 주입중 및 주입후 장기운영과정에서의 미소진동 계측, $CO_2$의 최소혼화압력 및 최대주입압력의 사전설계 등의 암반공학적 쟁점들을 소개하였다.

K_2CO_3$/homopiperazine 수용액의 이산화탄소 흡수 특성 연구 (Study of $CO_2$ Absorption Characteristics in Aqueous K_2CO_3$ Solution with Homopiperazine)

  • 김영은;남성찬;이용택;윤여일
    • 공업화학
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    • 제21권3호
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    • pp.284-290
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    • 2010
  • 본 연구에서는 이산화탄소 포집 기술에 적용할 수 있는 흡수제인 $K_2CO_3$와 homopiperazine (homoPZ)을 이용한 혼합 수용액을 사용하여 이산화탄소 흡수 특성을 연구하였다. 기액 흡수평형(VLE) 장치를 사용하여 60, $80^{\circ}C$에서 이산화탄소 평형분압($P_{CO_2}^*$)과 압력변화를 측정하였고, 40, 60, $80^{\circ}C$에서 반회분식(semi-batch) 흡수 장치를 사용하여 흡수능을 평가하였다. $K_2CO_3$ 수용액의 결정 생성 문제 개선과 $CO_2$ 흡수량 및 흡수속도 증대를 위해 고리형 diamine인 homoPZ를 증진제로 사용하였으며, 기존 연구된 MEA, $K_2CO_3$$K_2CO_3$/piperazine (PZ)과의 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 homoPZ를 첨가하였을 경우 $K_2CO_3$ 수용액보다 이산화탄소 평형분압이 낮아져 흡수능이 개선되었으며, 흡수속도는 $60^{\circ}C$에서 약 0.375배, $80^{\circ}C$에서 약 0.343배 향상되었다. $K_2CO_3$/homoPZ 수용액의 $CO_2$ loading capacity는 $60^{\circ}C$에서 $K_2CO_3$/PZ 수용액과 유사하였고, MEA 수용액보다는 우수하였다.

NCCU(Non-Capture CO2 Utilization) 기술의 CO2 감축 잠재량 산정 (Estimating CO2 Emission Reduction of Non-capture CO2 Utilization (NCCU) Technology)

  • 이지현;이동욱;장세규;곽노상;이인영;장경룡;최종신;심재구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권5호
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    • pp.590-596
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    • 2015
  • 본 연구에서는 다양한 $CO_2$ 재활용 기술 중 경제성 및 $CO_2$ 감축량 효과가 큰 것으로 평가되는 $CO_2$ 활용 중탄산나트륨 제조기술 대상으로 상용 플랜트 운영시 전체 $CO_2$ 감축량을 산정하고자 하였다. 상기 $CO_2$ 재활용 기술은 발전소 배가스 중에 포함된 $CO_2$의 탄산화 반응을 통해 상업적으로 유용한 중탄산나트륨을 제조하는 기술로서 현재 한국동서 발전의 지원을 받아 한전 전력연구원에서 연구개발 진행 중이다(기술개발 사업명: NCCU, Non-Capture $CO_2$ Utilization). 본 기술의 $CO_2$ 감축량 산정을 위해 하루 100톤 $CO_2$ 처리 규모(연간 36,500톤 $CO_2$ 처리 가능, 발전 용량 기준 5 MW급)의 상용급 플랜트를 대상으로 공정모사 프로그램(PRO/II 9.1)을 활용한 열 및 물질 수지 분석을 수행하였으며 특히 종래 유사기술과의 비교를 통한 간접 $CO_2$ 감축량 산정을 위해 탄산나트륨 및 중탄산나트륨 등의 제조를 위한 대표적 기술인 Solvay 공정과의 에너지 사용량을 비교 분석하였다. 분석 결과 종래 Solvay 공정은 단위 중탄산나트륨 생산을 위한 에너지 사용량이 약 $7.4GJ/tNaHCO_3$으로 이를 해당 에너지를 얻기 위해 필요한 석탄 사용량 및 $CO_2$ 발생량으로 환산시 연간 약 48,862 톤 $CO_2$에 해당 된다. 반면 발전소 배가스 중에 포함된 $CO_2$를 활용한 중탄산나트륨 제조공정의 경우 탄산화 반응에 의한 $CO_2$ 직접 포집분(연간 약 36,500 톤)과 동일 화합물 생산을 위한 종래 공정(Solvay) 대비 낮은 에너지 사용량에 따른 간접적인 $CO_2$ 저감량(연간 약 46,885 톤) 효과로 전체 $CO_2$ 감축량은 약 83,385톤으로 산정되었다. 상기 분석을 통해 본 논문의 $CO_2$ 활용 중탄산나트륨 제조기술은 제품 판매에 따른 경제적 효과뿐만 아니라 종래 공정에 비해 낮은 에너지 사용으로 $CO_2$ 저감효과가 매우 높아 대규모 $CO_2$ 저장 공간이 필요한 CCS(Carbon Capture & Sequestration) 기술의 대안기술로서 유망한 것으로 분석되었다.

Pd(CF3CO2)2 착화합물 촉매에 의한 방향족 탄소-수소 결합의 활성화 반응 (Activation of Aromatic Carbon-Hydrogen Bonds by Palladium Trifluoroacetate Complexes)

  • 황영애;김동환;백두종
    • 대한화학회지
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    • 제50권5호
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    • pp.369-373
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    • 2006
  • Pd(CF3CO2)2-phosphine 및 Pd(CF3CO2)2-sulfide 계를 촉매로 사용하여 styrene의 아릴화반응을 연구하였다. 주 생성물인 trans-stilbene의 수율은 phosphine 치환체의 염기도가 증가할수록 높아졌고 입체장애가 클수록 낮아졌다. arylphosphine에서 styrene으로 aryl 기가 이동하는 현상은 동일한 arylphosphine에 대하여 Pd(CF3CO2)2의 경우가 더 높은 염기도를 가진 Pd(CH3CO2)2의 경우보다 더 많이 나타났으므로 이 반응은 Pd 이온이 먼저 aryl 기에 공격을 하는 친전자성 메커니즘에 의해 진행된다고 본다. 한편 Pd(CF3CO2)2-sulfide보다 Pd(CF3CO2)2-phosphine 계가 더 효과적인 촉매로 작용하였다.

단속류 간선도로에서 지정체와 $CO_2$ 배출량 비교 (Comparison between Congestion Levels and Amount of $CO_2$ Emissions on Arterials)

  • 강진구;오흥운
    • 대한교통학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.17-23
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    • 2011
  • $CO_2$ 배출량은 차량의 속도와 관련이 있으며. 속도는 도로의 종류에 따라 다르게 나타난다. 그러므로 단속류 간선 도로의 차량 당 $CO_2$ 배출량은 교차로 특성과 지정체의 영향을 받을 가능성이 많다. 따라서 교차로의 존재, 지정체의 영향과 차량 당 $CO_2$ 배출량의 분석이 필요하다. 연구 방법은 첫째, 국도를 대상으로 차량의 교차로 통과방법에 따른 차량 당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 둘째, 전체 대상구간에서 자유속도와 지정체 속도에 따른 차량 당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 셋째, 구간별 차량당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 차량 당 $CO_2$ 배출의 정량화를 위하여 속도에 따른 배출량 곡선을 사용하였다. 연구 결과는 첫째, 교차로에서 감가속 방법에 따라 최대 12%까지 차량 당 $CO_2$ 배출량의 차이가 나타났다. 둘째, 대상 구간 전체에서 지정체로 인해 30%이상 차량 당 $CO_2$를 배출하는 것으로 나타났다. 셋째, 구간별 비교 결과 교차로 특성 등에 따라 최대 차량 당 40%까지 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 교차로 통과방법, 통행속도, 교차로 특성을 개선하면 차량 당 $CO_2$ 배출량을 감소할 수 있다는 추론이 가능하다.

B2형 규칙(Ni,Co)Al의 상분리와 강도 (Phase Decomposition and Strength of B2-Ordered (Ni,Co)Al)

  • 한창석;김윤채
    • 열처리공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.79-90
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    • 1996
  • Transmission electron microscopy(TEM) investigation on the phase decomposition of B2-ordered (Ni,Co)Al supersaturated with Ni and Co has revealed the precipitation of $(Ni,Co)_2Al$ which has not been expected from the reported equilibrium phase diagram. The $(Ni,Co)_2Al$ phase has a hexagonal struture and takes a rod-like shape with the long axis of the rod parallel to the <111> directions of the B2 matrix. By aging at temperatures below 873 K, a long period Superlattice Structure appears in the hexagonal $(Ni,Co)_2Al$ Phase. The orientation relationship between the $(Ni,Co)_2Al$ Precipitates and the B2-(Ni,Co)Al matrix is found to be$(0001)_p$ // $(111)_{B2}$ and $[\bar{1}2\bar{1}0]_P$ // $[\bar{1}10]_{B2}$, Where the suffix p and B2 denote the $(Ni,Co)_2Al$ precipitate and the B2-(Ni,Co)Al matrix, respectively. (Ni,Co)Al hardens appreciably by the fine precipitation of the $(Ni,Co)_2Al$ phase. Energy dispersive spectroscopy was used to analyze the compositions of each phase formed in B2-(Ni,Co)Al.

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