• 제목/요약/키워드: 탄산화속도

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두 개의 기포유동층으로 구성된 연속장치에서 CO2 회수를 위한 K-계열 고체흡수제의 수력학적 특성 및 반응특성 (Study of Hydrodynamics and Reaction Characteristics of K-based Solid Sorbents for CO2 Capture in a Continuous System Composed of Two Bubbling Fluidized-bed Reactors)

  • 김기찬;김광렬;박영철;조성호;류호정;이창근
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권4호
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    • pp.499-505
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    • 2010
  • 본 연구에서는 두 개의 기포유동층으로 구성된 연속장치(높이: 1.2 m, 내경: 0.11 m)를 이용하여 실험장치의 최소유동화속도와 고체순환량을 측정하여 수력학적 특성을 파악하고 흡수-재생 조업변수에 의한 반응특성을 알아보았다. 사용된 K-계열 건식흡수제는 한국전력연구원으로부터 공급되었고 $CO_2$ 흡수를 위한 35%의 탄산칼륨과 기계적 강도를 위한 65%의 지지체로 구성되어 있다. 연속 장치는 두 개의 기포유동층 반응기, 수송관, 상승관, 냉각장치, 분석기, 히터 등으로 구성되어 있다. 이 장치의 최소유동화속도는 0.0088 m/s이고 수송관의 유속이 1.05 m/s일 때 고체순환량은 $10.3kg/m^2{\cdot}s$로 측정되었다. 모사가스를 이용하여 실험을 수행하였고 흡수반응기 입구 $CO_2$ 농도(Dry basis)는 약 10 vol%였고, 온도는 흡수반응온도 $70^{\circ}C$, 재생반응온도 $200^{\circ}C$에서 각각 일정하게 유지하였다. 반응기의 차압은 흡수반응기 $415mmH_2O$, 재생반응기 $350mmH_2O$에서 안정적으로 유지하였다. 실험은 조업변수들인 $H_2O$ 주입농도(7.28~19.66%), 모사가스 유속(0.053~0.103 m/s), 흡수반응온도($60{\sim}80^{\circ}C$), 재생반응온도($150{\sim}200^{\circ}C$), 고체순환량($7.0{\sim}10.3kg/m^2{\cdot}s$)의 변화에 따라 반응실험이 실시되었다. 각 변수실험은 정상상태 도달 후 1시간 정도 유지한 후 결과를 저장, 분석하였다. 실험결과 수증기 주입량, 재생반응온도, 고체순환량이 증가할수록 제거율은 증가하였고 흡수반응온도, 유속이 증가함에 따라 제거율은 감소하였다.

항온 배양 논토양 조건에서 비산재 처리에 따른 CH4와 CO2 방출 특성 (Fly Ash Application Effects on CH4 and CO2 Emission in an Incubation Experiment with a Paddy Soil)

  • 임상선;최우정;김한용;정재운;윤광식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.853-860
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    • 2012
  • 비산재 혼합에 의한 $CH_4$$CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$$CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$$MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$$CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$$CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.

서태평양 마젤란해산군 OSM-XX 해저산 망간각의 광물학적, 지화학적 특성과 고해양 고환경 복원 연구 (Revealing the Paleo-ocean Environment of OSM-XX in the Western Pacific Magellan Seamount with Mineralogical and Geochemical Properties of Ferromanganese Crust )

  • 박진섭;양기호
    • 자원환경지질
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    • 제56권1호
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    • pp.55-63
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    • 2023
  • 망간각의 지화학적, 광물학적 특성의 변화는 인근 환경 변화를 반영한다. 따라서 서태평양 마젤란해산군 OSM-XX의 망간각에 대한 특성 파악과 고해양 복원 연구를 위하여 지화학적, 광물학적 분석을 각각 micro X-ray fluorescence (μ-XRF) 과 X-ray diffraction (XRD)를 이용하여 실시하였다. OSM-XX의 망간각은 인산염화 여부 및 구조에 의해 인산염화 작용을 받은 부분(L4-L5), 인산염화 작용을 받지 않은 치밀한 부분(L3), 인산염화 작용을 받지 않은 다공성 부분(L1-L2)의 세 부분으로 구분되었다. 철망간 산화광물 층에서는 모두 버나다이트 피크가 확인되었으며, 인산염화 작용을 받은 부분은 carbonate fluorapatite(CFA)의 존재와 높은 Ca, P의 특성을 나타내었다. 인산염화 작용을 받지 않은 치밀한 부분은 높은 Mn, Ni, Co를 나타내었고, 인산염화 작용을 받지 않은 다공성 부분은 높은 Fe값과 detritus quartz, feldspar가 확인되었다. OSM-XX의 망간각이 성장하는동안 나타난 특성의 변화는 인근 해양환경의 변화를 반영하였다. 약 51.87 Ma의 연대를 나타내는 망간각의 인산염 퇴적체는 약 36-32 Ma의 전지구적 인산염화 작용에 의해 형성된 것으로 보이며, 이는 당시의 상승된 해수면 높이와 낮은 해수온을 지시한다. 또한, 치밀한 구조에서의 높은 Mn, Ni, Co, Mn/Fe 비는 강화된 산소최소층과 환원환경을 지시하며, 다공성 구조에서의 높은 Fe와 낮은 Mn/Fe 비는 약화된 산소최소층과 산화환경을 지시한다. 이는 마이오세-올리고세 경계의 Mi-1 빙하기가 끝난 후 환경변화를 반영하였다. 9 Ma부터 이어진 한랭화의 결과로 인한 저층류와 산소최소층의 강화에 의해 망간각 최외각의 Mn/Fe 비와 Co/Mn 비가 미세하게 증가하였지만, 6 Ma부터 태평양에 발생한 탄산염 용해율의 감소로 성장속도의 감소를 야기하였다.

전주지역 중학생의 성별 및 비만판정에 따른 식행동 비교 연구 (A Comparison of Dietary Behaviors According to Gender and Obesity Status of Middle School Students in Jeonju)

  • 성선화;유옥경;손희숙;차연수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.995-1009
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    • 2007
  • 청소년기의 식습관은 현재의 영양섭취와 미래의 건강에 영향을 미치므로 그 중요성이 강조되고 있다. 이에 본 연구는 전주시내 중학생 450 명을 대상으로 학생들의 식행동을 조사하여 성별에 따른 차이 연구와 비만여부에 따른 차이를 연구하였다. 비만판정은 체질량 지수, 신장별 체중, 비만도의 3가지 비만판정 방법 중 2가지를 만족하는 학생을 비만으로 하였으며 설문지를 이용하여 식행동과 식품섭취 실태를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상자의 분포는 남학생은 56.7%(255명), 여학생은 43.3%(195명) 이었으며 비만${\cdot}$비비 만별로는 비만은 33.6%(151명), 비비만은 66.4% (299 명 ) 이였다. 또 남학생이 여학생보다 유의적으로 비만율이 높게 나타났다 (p<0.05). 나이는 13세, 14세가 가장 많았으며 부모의 학력은 고졸이 가장 많았고, 아버지 직업은 공무원 및 회사원이, 어머니 직업은 전업주부가 가장 많았다. 학 생들이 자각하는 경제적 수준은 중류층으로 인식하는 경우 가 가장 많았고 자신의 체격에 대해서는 비비만학생의 경우는 66.6% 가 '적당하다'고 인식하고 있었으며 비만학생의 경우는 62.0% 가 '뚱뚱하다'고 인식하고 있었다. 하루 중 세끼 모두 식사하는 경우는 64.2%였으며, 아침 결식은 27.3%, 점심 결식은 1.1%, 저녁 결식은 7.4% 임을 알 수 있었다. 식사 시간의 규칙성은 성별로는 남학생 (58.8%) 이 여학생 (55.9%)에 비해 규칙적이었으며, 비만${\cdot}$비비만별로는 비비만학생 (62.2%)이 비만학생 (48.0%) 에 비해 규칙적인 것으로 나타났다(p<0.05). 식사에 걸리는 시간은 전체 59.4% 가 10${\sim}$20 분이었고, 남학생이 여학생에 비해 식사속도가 빠른 것으로 나타났다 (p<0.05). 식사량은 남학생이 여학생보다 많고 비만학생이 비비만학생보다 식사량이 많은 것으로 나타났다. 가장 좋아하는 맛은 매운맛, 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛 순이었고 비만 학생이 비비만학생에 비해 짠맛과 매운맛을 좋아하는 것으로 나다났다(p<0.05). 싫어하는 음식은 남녀학생 모두 특정 채소(부추, 호박)를 싫어하는 경향이 많았고 여학생이 남학생에 비해 식사할 때 가라는 음식이 많은 것으로 나다났다(p<0.01). 한 달 동안의 외식횟수는 2${\sim}$4회(33.6%) 가 가장 많았고, 비비만학생이 비만학생보다 외식 횟수가 많았으며 가족과 외식할 때 주로 먹는 음식은 한식, 양식, 중국음식 순으로 나다났다. 친구와 외식할 때 주로 먹는 음식은 패스트푸드가 79.6%로 가장 많았다 간식의 횟수는 대부분(86.3%) 하루에 1회 이상이었고 비비만학생이 비만학생보다 간식 횟수가 더 많았으며 (p<0.01), 간식을 먹는 주된 이유 는 배가 고파서였고 간식을 먹는 시간은 방과 후 저녁시간이 가장 많았다. 간식으로 주로 먹는 음식은 과자류, 라면류, 과일, 우유 및 유제품 순으로 나다났다. 성별에 따른 일주일간 식품 섭취는 남학생의 경우에 라면(p<0.05), 우유 (p<0.01), 탄산음료(p<0.05)가, 여학생의 경우는 초콜릿${\cdot}$사탕(p<0.05)의 섭취빈도가 높았으며 비만${\cdot}$비비만별 일주일간의 식품 섭취는 비비만학생이 비만학생에 비해 라면(p<0.05), 햄버거${\cdot}$피자(p<0.05), 초콜릿${\cdot}$사탕 (p<0.01)의 섭취빈도가 높았다. 또 남자 비비만학생이 햄버거${\cdot}$피자, 라면의 섭취빈도가 높았으며(p<0.05), 여자 비비만학생은 초콜릿${\cdot}$사탕의 섭취 빈도가 높았다 (p<0.01). 이상과 같이 식사의 규칙성, 싫어하는 음식, 간식, 식품섭취 빈도 등에서 남녀별, 비만${\cdot}$비비만별 차이가존재하며 특히 몇 가지 식습관과식 행동은 지도가 필요하다고 사료된다. 첫째, 아침 결식은 청소년기의 신체적 성장${\cdot}$발달과 수학능력 등 학교생활에 영향을 미치므로 적극적인 지도와 보완책이 필요하며 둘째, 친구들과 외식할 때 패스트푸드가 높은 비중을 차지하는 청소년들의 외식유형에 대한 관심과, 편향된 영양소와 지나친 칼로리의 패스트푸드를 지양하는 영양교육이 필요하며 셋째, 비만학생들의 식사량 제한이나 특정식품 제한은 성장기의 영양결핍이나 성장지연을 가져올 수 있으므로 올바른 체중관리 프로그램의 교육 및 보급이 필요하다고 사료된다. 이를 위한 청소년기의 바른 식생활 습관 적절한 영양섭취를 위한 체계적인 영양교육이 요구되며 학교와 가정, 사회가 관심을 가져야할 것이다.