• 청정기술
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• 제16권1호
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• pp.26-32
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• 2010

폴리프로필렌-폴리스타이렌 혼합물의 열분해에 대한 시너지효과를 조사하기 위하여 폴리프로필렌(PP)과 폴리스타이렌(PS) 및 PP-PS혼합물의 저온열분해를 회분식 반응기를 이용하여 상압 및 $450^{\circ}C$에서 실행하였다. 열분해 시간은 20~80분까지 하였고 열분해로 생성된 성분은 지식경제부에서 고시한 증류성상온도에 따라 가스, 가솔린, 등유, 경유, 중유로 분류하였다. GC/MS(Gas chromatography/Mass spectrometry)에 의한 생성오일의 성분 분석은 PP-PS 혼합에 의해서 새로운 성분이 검출되지 않았음을 보여주었다. PP-PS 혼합물의 열분해 생성물의 분석결과, 혼합에 따른 시너지효과 또한 나타나지 않았다. PP-PS 혼합물의 중유수율을 제외한 각 생성물의 수율은 시료의 혼합비율에 비례하였다. 중유수율은 혼합비에 관계없이 거의 일정하게 나타났다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.232-239
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• 2021

본 연구는 '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'이라는 새로운 시스템 개발을 위해 열분해 실험을 수행하기 전에 공정 모사를 위한 기본 데이터를 얻기 위하여 수행되었다. 기초 열분해 실험에서는 폐플라스틱 대신 폴리프로필렌(PP)을 모델 물질로 선택하였고, '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'에서 열전달 매체로 활용되는 유동사(이하 sand로 표기)를 사용하였다. Ni은 촉매 열분해를 촉진하기 위해 모래에 활성 촉매로 담지하였다. 열중량분석기(thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하여 PP의 기본 물성을 분석하고, N₂ 분위기 600 ℃에서 열분해하여 액상 오일을 생산하였다. 촉매 열분해 반응을 통해 생성된 액상 오일은 GC/MS를 이용하여 탄소 수 분포를 분석하였다. 이번 연구에서는 열분해 공간 속도와 촉매량의 변화가 열분해 후 생성되는 액상 오일 수율과 액체 연료의 탄소수 분포에 미치는 영향을 조사하였다. Ni/sand를 이용하면 열분해 오일 수율은 공간속도 30,000 h^-1에서 10 wt% Ni/sand 하나의 조건을 제외하고 오일 수율이 증가하였고, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 증가하였다. 공간속도가 증가하면 더 높은 열분해 오일 수율을 얻었으나, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 감소하였다. 1 wt% Ni/sand를 이용한 경우, 10 wt% Ni/sand를 사용할 때 보다 액상 오일 수율은 더 높았다. 결론적으로 공간속도 10,000 h^-1에서 1 wt% Ni/sand를 이용하였을 경우 오일 수율은 60.99 wt%이고, 42.06 area%의 가장 높은 C₆ ~ C₁₂ 탄화수소의 비율이 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-16
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• 2023

본 연구에서는 고체추진기관 내 연소관단열재의 열분해와 삭마를 고려하여 단열재의 열응답을 예측할 수 있는 일차원 해석기법을 개발하였다. 모델링에는 연소관단열재 내부에서 발생하는 열분해로 인한 물성변화, 숯층의 팽창 및 분해가스 이동을 고려하였다. 또한 연소가스로부터의 복사/대류 열유속을 경계조건으로 적용하였으며 단열재 표면에서 발생하는 화학적 삭마속도를 대수식으로 모델링하였다. 해석기법 검증을 위해 열전대가 설치된 시험모터에 대한 해석을 수행하였다. 해석으로 도출된 온도분포는 시험과 유사한 값을 나타냈으며 시험과 예측 열파괴두께의 오차는 0.1 mm 내외였다.

• 센서학회지
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• 제5권3호
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• pp.41-48
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• 1996

SOx 가스를 고감도로 감지할 수 있는 SAW 가스 센서를 개발하였다. 이는 SAW device 위에 SOx 가스에 감응하는 재료를 박막으로 증착함으로써 고감도의 마이크로 센서형으로 한 것이다. SOx 감응 재료로서 CdS를 선정하였으며, 이를 SAW device 위에 박막화하기 위해 초음파 분무 노즐을 이용한 분무 열분해의 박막 증착공정을 응용하였다. 초음파 분무 노즐을 통하여 생성된 균일하고 미세한 입자들은 기판위에서 안정한 열분해 환경을 조성함으로써 센서 감응막을 위한 넓은 표면적의 박막을 증착 시켰는데 기판의 온도는 $300^{\circ}C$ 내외에서 최소 50 nm수준의 결정립의 박막을 얻었다. 이렇게 하여 얻은 SAW 가스 센서는 $SO_{2}$ 가스에 감응하였으며 재현성도 보였다. 다른 가스의 존재하에서 $SO_{2}$ 가스에 대한 선택성에 관하여는 계속적인 연구가 필요하다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권1호
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• pp.12-19
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• 2006

볏짚은 국내에서 유용한 재생 가능한 바이오매스이다. 유동층과 char 분리 장치가 구비된 급속 열분해 장치를 이용하여 볏짚으로부터 바이오오일의 생산에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구는 온도변화에 따른 볏짚의 열분해 생성물의 분포와 생성물의 화학적 구성을 알아보고 바이오오일의 활용 가능성을 고찰하고자 했다. 급속 열분해 반응은 $466^{\circ}C,\;504^{\circ}C,\;579^{\circ}C$에서 각각 수행되었다. 유동화 매체로는 생성가스를 사용하였으며 유량은 약 30NL/min 였다. 볏짚의 열분해 결과 기체, 액체, 고체 물질을 얻을 수 있었으며, 기체물질은 GC(TCD, FID)를 이용하여 정성적, 정량적 분석을 하였다. 액체물질은 상등액과 tar가 풍부한 하등액으로 분리하여 발열량, 원소분석, 수분, GC/MS를 통해 화학구성성분을 분석하였다. 고체물질인 char는 원소분석을 하고 그 발열량을 측정하였다. 액체물질인 바이오오일은 화학특성 분석결과 대체 연료유뿐만 아니라 화학 원료물질로서의 사용가능성을 볼 수 있었다.

• 공업화학
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• 제18권1호
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• pp.84-89
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• 2007

본 연구에서는 열플라즈마 직접분해법에 의해 메탄과 프로판으로부터 수소와 카본 블랙을 생성하는 공정에 대해 조사하였다. 메탄과 프로판의 직접분해 시 열역학적 평형조성을 깁스 자유에너지의 최소화에 근거하여 계산하였으며, 이를 바탕으로 직접분해 실험을 수행하였다. 탄화수소의 직접분해에 의해 생성된 수소의 순도는 분해가스 유량에 의존하는 것으로 나타났으며, 고순도의 수소를 얻기 위한 분해 조건을 조사하였다. 메탄을 분해가스로 사용한 경우 프로판의 경우보다 높은 수소의 순도를 나타내는데, 이는 열플라즈마에 의해 생성된 라디칼의 재결합 등으로 인한 메탄이나 에탄, 그리고 아세틸렌과 같은 부산물이 프로판의 경우에 더욱 많이 생겨나기 때문인 것으로 조사되었다. 생성된 카본블랙은 X선 회절분석과 Raman Spectroscopy 분석을 통해 결정성을 조사하였으며, SEM 분석 및 입도 분석을 통해 카본블랙의 입자 모양과 크기를 조사하였다. 그 결과 구형이며 결정성이 양호한 카본블랙이 생성되었음을 확인하였으며, 메탄으로부터 생성된 카본 블랙이 프로판으로부터 생성된 카본블랙보다 평균 입자 크기가 작은 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.80-87
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• 2014

전 세계적으로 환경 및 자원 위기로 인해 신재생 에너지원으로 폐기물의 에너지화에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 폐기물 에너지화 기술 중 연소 기술인 동력 보일러 대상으로 연소 안정성과 고효율을 확보할 수 있는 고열분해 방식의 보일러에 대한 기술 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 비성형 플라스틱 폐기물을 연소 시킬 수 있는 고속 열분해 건류 보일러 개발에 앞서 수치해석을 통해 연소성과 환경성을 평가하고 안정적 운전 조건을 도출하여 고속 열분해 보일러의 기술 개발을 위한 설계 및 운전 에 대한 기초 자료를 제공함에 있다. 이를 위해 약 100만개 격자로 구성된 3차원 형상 모델링을 진행하였으며 연료의 상태량 분석을 실시하여 수치해석의 입력 값으로 활용하였다. 또한 상태량을 바탕으로 하여 해석 조건을 수립하였으며, 연료의 발열량과 투입량 변화에 따른 보일러 내 온도 및 연소 및 배출가스 특성을 분석하여 안정적 운전 조건을 제안하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권6호
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• pp.545-550
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• 2001

본 연구에서는 분사연소합성(SCS)을 위한 기초단계로서 용액연소합성에 대한 거동을 살펴보고자 알루미나 합성을 모델로 하였으며 이를 위해 전구체에 대한 열분해거동, 그리고 각 온도에서의 평형종 분압 계산 및 합성과정을 조사하였다. 각각의 열중량 분석(TGA) 결과 산화제와 환원제(연료)의 열분해 이력이 서로 다르게 나타났으며, 열역학 응용 프로그램인 ChemSag에 의한 평형종 분압의 계산에서 연소속도를 저하시킬 수 있는 $CO_2$와 수증기 가스 분압이 상당부분 존재하였다. 산화제/환원제 혼합물의 열분석(DTA/TG) 결과 산화제와 환원제의 열분해 거동의 차이, 그리고 매우 작은 시료의 양으로 인해 263$^{\circ}C$에서 발열피크가 매우 작게 나타났다. 열분석 시료에 비해 발열 에너지를 높이기 위해 산화제와 환원제 혼합 전구체를 비이커에서 증기압을 조절하며 가열시켜 본 결과 27$0^{\circ}C$에서 $\alpha$-Al$_2$O$_3$생성물을 얻을 수 있었다. 따라서 분사연소합성 반응을 통해 세라믹 원료를 합성하기 위해서는 연소과정 중 열분해 거동과 평형종의 분압을 고려하여야 한다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.23-28
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• 2017

열중량 분석기와 파이롤라이저-가스크로마토그래피/질량분석기를 이용하여 폐플라스틱 필름의 열분해 특성연구를 수행하였다. 열중량 분석 결과, 최근 사용량이 증가된 녹말 첨가 바이오 플라스틱의 영향으로 폐플라스틱 필름의 열분해는 $200^{\circ}C$에서 $370^{\circ}C$ 사이의 녹말 분해구간과 $370^{\circ}C$에서 $510^{\circ}C$ 사이의 PS, PP, PE와 같은 플라스틱계열의 고분자 분해구간을 가지는 것을 확인할 수 있었다. Revised Ozawa method를 이용한 동역학 분석 결과 폐플라스틱 필름의 열분해 반응 활성화 에너지는 녹말과 플라스틱계열 고분자의 다른 분해 반응에 의해 급격하게 변화되었다. 파이롤라이저-가스크로마토그래피/질량분석 결과 폐플라스틱 필름에 포함된 각 고분자의 열분해 부산물인 levoglucosan (녹말), terephthalic acid (PET), styrene monomer/dimer/trimer (PS), methylated alkenes (PP), alkadiene/alkene/alkane으로 구성된 triplet 피크 (PE)가 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 고분자 첨가제로 사용되는 프탈레이트 성분도 검출되었다.

• 전기기술인
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• 제245권1호
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• pp.22-25
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• 2003

분해폭발이란 예를 들면 석유화학공업과 다량으로 취급하고 있는 에칠렌, 산화에칠렌이나 금속의 용접, 절단에 널리 사용하고 있는 아세틸렌 등이 어떤 조건하에서 이해하는 경우가 있고 이 때에는 상당히 큰 발열을 동반하기 때문에 분해에 의해 생성된 가스가 열팽창되고 이 때 생기는 압력상승과 이 압력의 방출에 의해 폭발이 일어난다.