• 제목/요약/키워드: 메탄화 반응

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고정층 마이크로 반응기에서의 폐목재 열화학적 전환 특성 (Thermo-Chemical Conversion Characteristics of Wood wastes in a Fixed micro-reactor)

  • 이인구;이재구;김재호;이시훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권1호
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    • pp.66-73
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    • 2006
  • 고정층 마이크로반응기를 이용하여 폐목재의 열화학적 전환에 영향을 미치는 운전 조건들-반응온도, 승온속도, 입도, 수분함량의 영향을 조사하였다. 사용한 시료는 소나무, 참나무, 아카시아, 은행나무의 폐목재칩을 사용하였다. 실험에 사용한 시료의 평균 수분 함량은 $35wt\%$이었으며 다른 바이오매스와 마찬가지로 회분함량은 $0.5wt\%$ 이하로 나타났다. 시료들의 평균 발열량은 4,550kca1/kg이었다. 열화학적 전환에 따라 발생된 생성물분포는 시료종류, 수분함량, 입도와 같이 시료의 물성에 따라 다소 달랐으며 평균적으로 액상 $40wt\%$, 고상 $20wt\%$,그리고 기상 $40wt\%$를 보였다. 생성가스의 조성은 거의 모든 실험변수에 영향을 받았으며, 평균적으로 수소 $40wt\%$, 일산화탄소 $30wt\%$이었으며 메탄은 $10wt\%$ 정도이었다.

이산화탄소와 알코올류의 혼합물에 대한 방사선 분해반응에 관한 연구 (Gamma-Radiolysis of Carbon Dioxide (V). Radiolysis of Carbon Dioxide-Alcohol Mixtures)

  • 최상업;변형직;진준하
    • 대한화학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.3-15
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    • 1991
  • 10 torr의 기체 iso-프로필알코올과 0∼1990 torr의 이산화탄소의 혼합기체에 0∼50 kGy의 Co-60감마선을 조사한 후 생성물을 기체크로마토그래프로 분석하여 일산화탄소, 아세톤, 메탄, 에탄, C$_3$H$_a$, C$_4$H$_b$ 및 tert-부틸알코올 등이 생성됨을 알았다. 490 torr 이상의 이산화탄소가 혼합된 시료에서는 G(CO)값 약 4를 얻었다. 아세톤 등 각 유기생성물의 생성속도와 iso-프로필알코올의 분해속도는 이산화탄소의 압력에 비례하여 증가되었는데, 이산화탄소 압력 10 torr 증가당 G-(-iso-Propanol)값은 4, G(Acetone)값은 2씩 증가되었다. 본 실험의 결과를 토대로 iso-프로필알코올과 이산화탄소 혼합기체에서의 방서선에 의한 일산화탄소와 각종 유기물의 생성반응 및 iso-프로필알코올의 분해반응 메카니즘을 고찰하였다.

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쓰레기 매립지 MGT 발전 및 유리온실 설계기술개발 (Development of Land Fill Gas(LFG)-MGT Power Generation and Green House Design Technology)

  • 허광범;박정극;이정빈
    • 에너지공학
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    • 제20권1호
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    • pp.13-20
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    • 2011
  • 마이크로 가스터빈의 높은 연료 다양성은 광범위한 범위의 적용처에 적용할 수 있도록 설계되었다. 최근에는 가스터빈 발전시스템의 연료로서, 유기성폐기물의 소화가스와 쓰레기 매립지로부터 발생되는 바이오 가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 우리는 매립지 가스를 이용하여 마이크로 가스터빈 열병합 발전시스템의 성능특성 및 운전 특성에 대한 영향을 연구하고 있다. 메탄과 이산화탄소를 동시에 회수하는 공정을 개발하여 현장 실증 플랜트 규모로 시험을 수행하였으며, 유리온실에 농작물의 이산화탄소 고농도 집적을 목적으로 철-킬레이트 화합물을 기본으로 하는 액상촉매를 이용하여 매립지 가스내에 있는 불순물을 저렴한 비용으로 제거하고자 한다. Fe-EDTA(철-킬레이트)를 이용한 내부순환 다판식 기포탑 반응기에 의하여 농축정제와 이산화탄소 제거가 매립지 가스의 최적화 연료화를 추진하였다. 매립지가스의 유량은 0.207 $m^3$/min이고 5.5 kg/$cm^2$의 압력으로 공급되며 메탄농도 70%, 이산화탄소 27%로 공급되도록 농축반응기를 설계하였고 황화수소 99% 제거를 목표로 한다. 유리온실은 마이크로 가스터빈 배가스와 온수를 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도에서 1500 ppm의 농도범위로 공급되도록 설계되었다.

챔버를 이용한 농작지로부터의 기체배출량 측정과 배출특성 연구 : 일산화질소(NO)와 아질산가스($N_{2}O$)의 배출량산정 (Measurements of Gases Emissions from Agricultural Soils and Their Characteristics with Chamber Technique : Emission of NO and $N_{2}O$)

  • 김득수;오진만;고현석;두강진
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.225-228
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    • 2000
  • 대류권내에 존재하는 질소산화물(NO$_{y}$ )은 지구대기의 대기화학변화에 매우 중요한 역할을 한다. NO$_{x}$는 대류권 하층에서 광화학 과정에 관여하여 탄화수소와 함께 오존(O$_3$)을 포함한 광화학스모그를 발생시키는 역할을 한다. 또한 질소산화물 중 아산화질소($N_2$O)는 매우 안정한 기체로서 NO$_{x}$처럼 대류권내에서 활발한 화학 반응에 관여하지는 않지만, 메탄(CH$_4$), 이산화탄소($CO_2$), 오존(O$_3$) 등과 함께 지구온난화에 기여하는 온실기체로서 지구기후변화와 밀접하게 연관되어 있다. (중략)

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SCR반응에서 세라믹 폼 지지제를 이용한 NOx 제거 (Removal of NOx by Selective Catalytic Reduction Using Ceramic Foam Supports)

  • 한요섭;김현중;박재구
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.141-142
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    • 2003
  • 최근 자동차 수요증가 및 산업용 보일러 둥 급증하는 추세이며 이로 인한 대도시 대기오염 문제는 위험수위에 도달해 있다. 이러한 산업용 보일러, 화력발전소등 고정배출원과 자동차에서 발생하는 배기가스에는 인체에 유해한 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)등이 다량 함유되어 있다. 유독성 가스중 질소산화물(NOx) 저감방법에는 특히 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)이 가장 널리 적용되고 있다. SCR법은 촉매하에서 NH$_3$, CO, 탄화수소(메탄, 에탄올, 프로판 등)의 환원제를 사용하여 NOx를 $N_2$로 전환하시키는 기술이다. (중략)

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GC분리에 의한 Zeolite Y 안정화 (Stabilization of Zeolites Y For Separation by Gas Chromatography)

  • 임굉
    • 자연과학논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.41-45
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    • 1995
  • 부분적으로 양이온 교환된 Y 제올라이트를 특별한 반응조건하에서 예열 처리한 결과, 하소한 제올라이트는 수소, 질소, 산소, 일산화탄소 및 메탄기체 혼합물에 대한 분리특성을 보유하고 있으나 미처리한 시료, 예로서 A형 또는 X형 제올라이트보다 물 분자에 대한 친화성이 매우 낮음을 알 수가 있었다. 흡착성능, 흡착등온선 및 흡착열에 관한 측정결과를 근거로 하여 관찰효과를 검토하였다.

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Ln(1)-Ni(5)/SBA-15 (Ln = Dy, Eu, Pr, Tb) 촉매상에서 수소제조를 위한 메탄의 부분 산화 반응에서 Eu의 효과 (Effect of Eu in Partial Oxidation of Methane to Hydrogen over Ln(1)-Ni(5)/SBA-15 (Ln = Dy, Eu, Pr, and Tb) Catalysts)

  • 서호준
    • 공업화학
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    • 제32권4호
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    • pp.478-482
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    • 2021
  • 고정층 상압 유통식 반응기를 사용하여 Ln(1)-Ni(5)/SBA-15 (Ln = Dy, Eu, Pr, Tb) 촉매상에서 메탄의 부분 산화 반응을 수행하여 수소의 수율을 조사하였다. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석으로 Ni(5)/SBA-15 촉매에 1 wt%의 Eu를 첨가함으로써 Eu(1)-Ni(5)/SBA-15의 O1s와 Si2p의 핵심 전자 수준의 화학적 이동이 있었으며, O1s, Ni2p3/2, Si2p의 원자의 비가 1.284, 1.298, 1.058로 증가하였다. 촉매 표면상에 O-, O2-의 산소와 Eu3+, Ni0, Ni2+, Si4+의 이온이 존재함을 알 수 있었다. Eu(1)-Ni(5)/SBA-15 촉매상에서 수소의 수율은 57.2%이었으며, Ln(1)-Ni(5)/SBA-15 (Ln = Dy, Pr, Tb)보다 우수한 수소 수율을 보여주었고 25 h의 반응에서 안정된 촉매 활성을 유지하였다. Eu를 Ni(5)/SBA-15에 1wt%를 첨가함으로서 금속과 담체 간에 강한 상호 작용에 의한 SMSI 효과로 산소 빈자리를 만들고 촉매 표면상에 Ni0, N2+의 나노입자의 분산을 증가시켜 촉매 활성을 유지시켰다.

Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매상에서 수소 제조를 위한 메탄의 분해 반응에서 조촉매 Pt의 효과 (Effect of Pt as a Promoter in Decomposition of CH4 to Hydrogen over Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 Catalyst)

  • 서호준
    • 공업화학
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    • 제34권6호
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    • pp.674-678
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    • 2023
  • 고정층 상압 유통식 반응기를 사용하여 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41와 Fe(30)/MCM-41의 촉매상에서 메탄의 분해 반응을 수행하여 수소의 수율을 구하여 Pt의 효과를 조사하였다. XRD 분석으로 반응 전 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매에서 Fe2O3와 Pt의 결정상이 나타났다. SEM, EDS 분석과 매핑 이미지로부터 촉매 표면상에 Fe, Pt, Si, O의 나노 입자들이 균일하게 분포함을 알 수 있었다. XPS 분석으로 Pt0, Pt2+, Pt4+, Ft0, Fe2+, Fe3+ 등의 이온과 O2-, O-의 산소종이 존재함을 알 수 있었고, Fe(30)/MCM-41 촉매에 Pt를 1 wt% 첨가하면 촉매 표면상에서 Fe2p의 원자 백분율이 13.39%에서 16.14%로 증가하고 Pt4f는 1.51%이었다. 수소의 수율은 Fe(30)/MCM-41보다 3.2배 높았다. Pt로부터 Fe로 H2의 스필오버(spillover) 효과로 Fe 입자의 환원을 증가시키고, Fe, Pt와 MCM-41의 적당한 상호작용으로 미세한 나노입자를 촉매 표면상에 균일하게 분산을 증가시켜 수소수율을 향상시켰다.

석탄화염내 화학반응에 관한 연구 (Chemical Reactions in the Coal-Methane-Air Flame)

  • 박호영;안달홍;김종진
    • 에너지공학
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    • 제11권2호
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    • pp.166-177
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    • 2002
  • 본 연구는 화염안정을 위해 약간의 메탄을 첨가한 1차원, Hat, 예혼합, 층류 석탄-공기 화염구조에 관한 연구로서 반응영역을 늘리기 위해 0.3 atm에서 운전되는 저압버너를 사용하였다. 본 연구에서는 가스 온도, 주요가스의 농도, 샘플된 촤의 분석과 화염속도에 대하여 여러 모델들의 해석결과를 실험결과와 서로 비교하였다. 여러 모델중 촤 표면적 지수(S=4)와 휘발성분에 대해 각각의 탈휘발화 속도상수를 적용한 model II $I^{*}$ -d가 실험치와 비교적 일치함을 보여주었다. 샘플된 촤의 분석 결과 입자의 반응이 낮게 예측되어져 촤 표면적지수를 증가시켜야만 했다. 이 지수는 촤의 반응 표면적에 대한 민감도 분석으로부터 얻어진 결과였고 model II $I^{*}$ -d의 화염속도 해석결과는 대부분의 측정치에 근접한 결과를 보여주고 있다. 고체 입자 직경은 열적 지연과 반응표면적을 통하여 탈휘발화율과 촤 산화에 큰 영향을 주며 이는 곧 화염속도에 영향을 주고 있음을 보여주었다.

화학반응기 네트워크을 이용한 희박 예혼합 가스터빈 연소기에서의 오염물질 예측에 관한 연구 (Prediction of Pollutant Emissions from Lean Premixed Gas Turbine Combustor Using Chemical Reactor Network)

  • 박정규;누엔후트룩;이민철;정재화
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.225-232
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    • 2012
  • 희박 예혼합 가스터빈 연소기에서 배출되는 NOx, CO 와 같은 오염물질을 예측하기 위해서 화학반응기 네트워크 모델을 개발했다. 본 연구에서는 CHEMKIN 코드와 4 가지 NO 생성 메커니즘을 포함한 GRI 3.0 메탄-공기 연소 메커니즘을 이용해서 가스터빈의 부하조건을 변화시키며 NOx 및 CO 배출의 예측을 수행하였다. 모델의 검증을 위해서 계산된 결과를 모사연소기의 실험 데이터와 비교하였다. 여러부하조건에 따른 4 가지 NO 경로의 기여도를 조사하였다. 또한 인젝터의 질량유동 및 당량비의 불균일성이 NOx 배출이 끼치는 영향을 고찰하고 10ppm 이하의 저 NOx 연소기 개발을 위한 저감 방법을 제안했다.