• 제목/요약/키워드: 반응속도모델

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CrOx/γ-alumina 촉매상에서 Vinyl Chloride의 산화반응 속도해석 (Kinetics of Catalytic Oxidation of Vinyl Chloride over CrOx/γ-alumina)

  • 이해완;김영채;문세기
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.85-92
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    • 1999
  • 고정층 촉매 반응기를 이용하여 ${\gamma}$-알루미나에 담지한 크롬산화물 촉매상에서 vinyl chloride의 완전산화잔응을 $240{\sim}300^{\circ}C$의 온도와 600~3,500 ppm의 농도범위에서 조사하였다. 반응은 vinyl chloride의 농도에 대하여 비선형적으로 변하였으며, 산소의 농도에 대하여는 0차 거동을 보였다. 또한 반응 생성물인 $H_2O$와 HCl를 반응물에 첨가하였을 때 vinyl chloride의 전환율에 영향이 거의 없었다. Vinyl chloride의 산화반응에 대한 몇 가지 반응모델을 가정하고 실험결과와 상관시켜 가장 잘 일치하는 모델을 도출하였다. 속도식의 해석결과 vinyl chloride의 산화반응은 산소로 피복된 촉매표면에 vinyl chloride가 흡착한 후 산화분해되며, vinyl chloride가 촉매표면에 흡착하여 반응을 방해한다는 가정하에서 도출된 반응속도 모델이 실험결과를 가장 잘 표현하였다. 실험치와 예측치간의 표준편차 백분율은 약 5.2% 정도였으며 활성화에너지는 18.9 kcal/mol으로 계산되었다.

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철 촉매를 이용한 Fischer-Tropsch 합성 반응과 수성 가스 전환 반응에 대한 반응 속도 연구 (Kinetic Study of the Fischer-Tropsch Synthesis and Water Gas Shift Reactions over a Precipitated Iron Catalyst)

  • 양정일;천동현;박지찬;정헌
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권2호
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    • pp.358-364
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    • 2012
  • 철 촉매를 이용한 Fischer-Tropsch 합성 반응과 수성 가스 전환 반응에 대한 반응 메커니즘과 반응 속도식을 5 채널 고정층 반응기를 이용하여 조사하였다. 실험 조건은, 반응물 합성가스 $H_2$/CO 비 0.5~2, 반응물 공급 유량 60~80 ml/min, 반응 온도 $255{\sim}275^{\circ}C$로서 반응 압력은 1.5 MPa을 유지하였다. F-T 합성 반응의 반응 속도식($r_{FT}$)은 반응 속도 결정 단계로서 분자로 흡착된 CO와 기상의 수소 분자와의 반응을 바탕으로 하는 Eley-Rideal 반응 메카니즘을 통해 계산되었고, WGS 반응의 반응 속도식($r_{WGS}$)은 formate 중간체 생성 반응을 반응 속도 결정 단계로 가정하여 결정되었다. 실험 결과, F-T 합성 반응의 반응 속도식과 WGS 반응의 반응 속도식은 각각 탄화수소 생성과 $CO_2$ 생성에 대한 반응 속도 실험값을 잘 모사하였고, 또한 power law에 근거한 CO 전환 반응에 대한 반응 속도식도 실험값과 잘 일치하였다. 이처럼, 각각의 반응 메카니즘을 바탕으로 도출된 반응 속도식($r_{FT}$, $r_{WGS}$, $-r_{CO}$)은 실험값과 여러 가지 기존 문헌에서 보고된 반응 속도식 모델과 잘 일치하였다.

석유 코크스, 바이오매스, 혼합연료의 이산화탄소 가스화 반응 연구 (A Reaction Kinetic Study of CO2 Gasification of Petroleum Coke, Biomass and Mixture)

  • 국진우;신지훈;곽인섭;이시훈
    • 공업화학
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    • 제26권2호
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    • pp.184-192
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    • 2015
  • 석유 코크스, 바이오매스, 혼합연료들의 이산화탄소 가스화 반응성을 측정하고 비교하기 위해서 TGA (Thermogravimetric analyzer)를 이용하여 $1,100{\sim}1,400^{\circ}C$의 char-$CO_2$ 가스화 반응을 조사하였다. 기-고체반응속도 모델들에 적용하여 $1,100{\sim}1,400^{\circ}C$의 온도 영역에서의 반응 속도 상수를 구하였다. 또한 반응 속도 상수와 온도와의 관계를 Arrhenius 식에 적용하여 각 모델에서의 활성화에너지(Ea) 및 빈도 인자($K_0$)를 구하고 이를 실험값과 비교하여 석유 코크스, 바이오매스, 혼합 연료들의 이산화탄소 가스화 반응을 잘 모사하는 반응 속도식을 제시하였다. 반응온도가 증가할수록 이산화탄소 가스화에 소요되는 반응시간은 감축되었다. 또한 바이오매스와의 혼합이 증가할수록 활성화 에너지의 감소를 보여 바이오매스의 혼합이 석유 코크스의 이산화탄소 가스화 반응에 시너지 효과를 가져옴을 확인하였다.

기체 열화학 모델이 연소 비행하는 초음속 로켓 유동장에 미치는 영향 (The Effect of Gas Thermochemical Model on the Flowfield of Supersonic Rocket in Propulsive Flight)

  • 최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.12-20
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    • 2002
  • 케로신/액체산소 추진기관을 갖는 KSR-III 로켓의 플룸 유동장에 대하여 로켓 동체/플룸 유동장에 대한 통합적인 해석을 수행하였다. 기체 열-화학 모델이 유동장에 미치는 영향을 평가하여 로켓 유동장을 해석하는 목적에 가장 적합한 기체 모델을 제시하기 위하여 열량적 완전기체, 다윈 화학종 반응기체, 그리고 화학적 동결기체의 세 가지 기체 모델을 사용하여 유동장을 해석하고 그 차이를 검토하였다. 반응유동 해석 결과는 노즐 내부에서의 화학반응에 의한 연소가스의 온도 증가로 인해 다른 기체 열화학 모델에 비해 전체적으로 더 높은 온도 분포를 나타내었다. 플룸에서의 모든 화학반응은 전단류와 배럴 충격파 반사지점 후방의 고온 영역에 국한되어 일어났으며, 본 해석의 경우 플룸 내에서의 유한속도 화학반응이 유동에 미치는 영향은 미약한 것으로 나타났다. 그러나 본 연구에서 이루어진 유한속도 화학반응을 고려한 플룸 해석을 통하여 플룸에서의 주된 화학반응 및 반응 메커니즘을 확인할 수 있었다.

핵산 모델로서 Phosphate Diester들의 가수분해 반응 (Hydrolysis of Phosphate Diesters as Nucleic Acid Model)

  • 성낙도
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제37권6호
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    • pp.447-450
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    • 1994
  • RNA의 가수분해시에 생성되는 cyclic phosphate 중간체의 모델 화합물인 ethylene phosphate의 P-O결합 분해속도 상수는 $100^{\circ}C$ 에서 $k=3{\times}10^{-7}s^{-1}({\Delta}H{\neq}=24\;kcal,\;{\Delta}S{\neq}=25.5\;eu)$이었으며 DNA모델 화합물인 dimethylphosphate는 $150^{\circ}C$에서 $1{\times}10^{-11}s^{-1}({\Delta}H{\neq}=36\;kcal,\;{\Delta}S{\neq}=25.5\;eu)$이었다. RNA모델 화합물인 hydroxyethylmethylphosphate의 가수분해는 dimethylphosphate의 C-O결합이 가수분해되는 반응속도와 비교될 만한 정도의 반응속도가 관측되었다.

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전이 시간이 1.55$\mu\textrm{m}$ 진행파형 광 검출기의 특성에 미치는 영향 (Effect of the transit time on the characteristics of 1.55 $\mu\textrm{m}$ traveling - wave waveguide photodetector)

  • 이정훈;공순철;이승진;최영완
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.12-13
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    • 2000
  • 진행파형 광 검출기는 전기적으로 분포된(distributed) 구조이므로, 그 대역폭은 RC 시정수에 의해 제한되기보다는 광 흡수계수와 광과 마이크로파 사이의 진행속도 차에 의해 제한된다$^{(1)(2)}$ . 진행파형 광검출기에서 광과 마이크로파 사이의 속도 부정합이 대역폭에 미치는 영향은 속도 부정합 임펄스 반응(velocity-mismatch impulse response)의 제시를 통해 이미 분석되었다$^{(1)(2)}$ . 그러나, 대역폭에 제한에 큰 영향을 미칠 것이 예상되는 진성 흡수 영역에서의 전송자 표류 시간은 아직 구체적으로 고려되지 않았다. 본 논문에서는 진성 흡수영역에서의 전송자 표류 시간을 고려하였다. 그 전이 시간(transit time)을 고려하기 위해 속도 부정합 임펄스 반응을 수정하여 제시하였다. 새로히 제시된 임펄스 반응은 광 도파로 해석과 진성 영역 분할에 의해 모델화 되었으며, 이 임펄스 반응을 통해 전이 시간과 속도 부정합이 대역폭에 미치는 영향을 살펴보았다. (중략)

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습지의 수질관리를 위한 연속교반탱크반응기 모델의 적용 (Application of Continuous Stirred Tank Reactor Model for Water Quality Control and Management in Wetland Treatment)

  • 김경섭;안태진;김민수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권3호
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    • pp.243-249
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    • 2008
  • 본 연구에서는 지표흐름 습지의 수질관리를 위하여 습지 내 오염물질을 적절히 모의할 수 있는 연속교반탱크반응기(CSTR) 모델을 구축하였다. 이 모델은 4차 Runge-Kutta법을 사용하고, 실측치와 계산치의 차이를 최소화 하는 최적화 기법으로 해를 구하며, 미국 EPA 습지 데이터베이스에 수록된 자료중 수질 및 수리자료가 충분하며, 분석이 용이한 하나의 수생대를 갖는 습지를 선택하여, 수질항목중 관심도가 높은 BOD, TSS (Total Suspended Solid)의 모의에 적용하였다. 습지의 체적이 일정할 경우와 체적 및 유량이 일정할 경우 각각에 대해 반응속도상수만을 고려할 경우, 물질흐름양만을 고려할 경우 및 반응속도상수와 물질흐름양 모두를 고려할 경우로 나누어 모의를 실시하였다. 모의 결과 기존의 반응속도상수만을 고려한 경우보다 반응속도상수 및 물질흐름양 모두를 고려하는 것이 실제현상을 잘 나타냈으며, 습지의 TSS 침강속도는 $0.3{\sim}0.4\;m/d$의 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 이 모델은 습지의 수질관리에 적절히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

CO2-갈탄 가스화 반응에 미치는 폐촉매의 영향 및 반응속도론 연구 (The Effect of Waste Catalysts and Kinetic Study on the CO2-Lignite Gasification Reaction)

  • 서석진;이소정;손정민
    • 청정기술
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    • 제20권1호
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    • pp.72-79
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    • 2014
  • 본 연구에서는 갈탄에 폐촉매(I, II, III) 및 $K_2CO_3$를 이용한 $CO_2$ 가스화의 반응속도상수 및 활성화 에너지를 조사하였다. 가스화 실험은 1 wt%, 5 wt%, 10 wt%의 촉매를 물리적으로 혼합한 갈탄을 열중량분석(Thermogravity analysis, TGA)을 이용하여 가스화 온도 $800^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $900^{\circ}C$ 범위에서 수행하였다. 실험 데이터를 세 가지 반응속도 모델(volumetric reaction model, VRM; shrinking core model, SCM; modified volumetric reaction model, MVRM)에 적용한 결과 MVRM이 가장 적합하였다. 가스화 속도는 온도가 높아짐에 따라 증가하는 것으로 관찰되었으며, 모든 실험 온도에서 폐촉매를 이용한 가스화 반응의 활성화 에너지는 촉매를 혼합하지 않은 갈탄 보다 낮게 나타났다. 특히, 폐촉매 III 10 wt%의 경우 활성화 에너지가 92.37 kJ/mol로 가장 낮게 얻어졌다.

난류 화염 내에서의 매연 입자의 생성및 재연소 (Soot Formation and Combustion in Turbulent Flames)

  • 정종수;신현동;이춘식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.962-978
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    • 1989
  • 본 연구에서는 저자들이 이미 발표한 난류 화염에서의 매연 농도 분포 해석을 포함한 화염 구조 및 복사 열전달의 해석에 대한 연구와 관련하여, 난류 화염에서의 생성된 매연 입자의 재연소 속도에 관한 새로운 모델을 제시한다.구체적인 방법 으로, 난류 화염에 대한 난류 지배 방정식의 매듭(closure) 문제로서 문제가 되고 있는 난류 모델과 반응 속도 모델에 대해서는 비교적 잘 정립되어 있다고 할 수 있는 축대칭 분류 유동을 선택하여, 난류 모델과 난류 연소 속도 모델을 고정하고, 난류 화염에서의 매연 생성 및 연소 모델을 검토하였다.

특허의 내적.외적 가치산정요인을 고려한 입체적 특허평가모델: 아레니우스 화학반응속도론 기반의 특허수명예측 (A three-dimensional patent evaluation model that considers the factors for calculating the internal and external value of a patent: Arrhenius chemical reaction kinetics-based patent lifespan prediction)

  • 최용묵;이재원;조대명
    • 디지털융복합연구
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    • 제19권6호
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    • pp.113-132
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    • 2021
  • 특허수명은 특허가치를 평가하는 척도로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 특허수명을 예측하여 개별특허의 가치를 평가함에 있어, 특허의 내적가치요소와 외적가치요소를 하나의 모델로 평가하기 위하여 화학반응속도 추정식으로 널리 알려진 아레니우스식을 사용한 새로운 평가모델을 제시하였다. 한국의 소멸된 특허데이터를 활용하여 평가모델의 성능을 검증하였으며, 선행연구에서 특허평가모델로 사용되었던 SVM, Logistic reg., ANN 모델과 성능을 비교하였다. 결과적으로, 제안한 평가모델이 다른 모델 보다 정확도가 높았으며, 특허권자의 특성을 고려한 상대체감비용지수 반영 시 여러 평가모델에서 정확도가 상승하는 경향을 보였다. 또한, 특허의 예측수명등급과 특허의 실제수명과는 강한 상관관계가 있었다. 이러한 평가모델은 대량의 특허를 객관적으로 신속하게 평가할 수 있으며 특허의 유지여부에 대한 의사결정 혹은 기술거래나 평가에 활용할 수 있다. 특히, 평가목적에 따라 특허만을 평가하거나 사업화주체나 기술적 특성을 고려한 평가가 필요한 경우에 각각 사용될 수 있다.