• Title/Summary/Keyword: 화학반응기

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Development of one-dimensional river storage model for mixing analysis of hazardous chemicals in rivers (하천에 유입된 유해화학물질 혼합해석을 위한 저장대모형 개발 및 적용)

  • Kim, Byunguk;Seo, Il Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.148-148
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    • 2020
  • 산업의 고도화가 진행됨에 따라 화학원료의 사용이 증가하고 있고 독성을 가진 화학물질이 하천으로 유입되는 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 수환경으로 유입되는 유해화학물질은 주로 무색무취의 물질들로 사고가 발생하더라도 초기 발견이 어려워 어류폐사를 유발하거나 취수시설에서 용수로 취수되는 경우가 발생하기 때문에 이에 대한 대응책 마련이 필수적이다. 하천에 유입된 오염물질의 거동을 신속하게 예측하기 위해 1차원 오염물질 추적 모형이 활용되는데, Fickian 이송-분산 모형(Fickian Advection-dispersion equation model; FADE)이 주로 사용되고 있다. 하지만 FADE는 오염물질이 하천 저장대에서 지체되는 현상을 반영하지 못하기 때문에 농도곡선의 왜곡도를 구현하지 못하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천저장대모형(River Storage Model; RSM)을 개발하고 이를 국가하천인 감천에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 RSM은 분산계수, 본류대 면적, 저장대 면적, 저장대 교환계수의 네 가지 매개변수를 통해서 하천의 물질 저장 및 교환 특성를 구현한 non-Fickian 모형으로서, 생화학반응, 휘발, 흡·탈착항을 추가하여 유해화학물질의 혼합 거동을 정확하게 모의할 수 있도록 개발하였다. 저장대 모형의 매개변수를 산정하기 위해서 하천 유량과 지형자료를 기반으로 HEC-RAS를 모의하여 계산된 수리특성을 입력변수로 사용하였다. 저수기, 평수기, 풍수기 유량을 기준으로 세 경우의 시나리오 모의를 수행하였는데, 5ton의 톨루엔이 김천산업단지에서 감천으로 유입된 경우 약 20km 하류에 위치한 취수장에서 톨루엔의 농도변화를 예측했다. 보존성 물질에 대한 모의 결과, 풍수기의 경우 저수기에 비해 유속이 크기 때문에 취수장에서 20.56시간 먼저 기준농도에 도달하고, 7.21시간 더 짧게 머무는 것으로 나타났다. 유해화학물질의 반응특성에 대한 민감도 분석을 시행한 결과, 생화학적 반감기가 18.98시간보다 길고, 옥탄올-물 분배계수가 2.267 이하인 물질은 생분해 및 흡·탈착 반응에 둔감한 것으로 나타났다. 1m 수심 기준 0.114m/s 이하 유속에서의 하천 수리조건에서는 화학물질의 휘발성을 무시할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

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MTBE Decomposition in a Shell & Tube Type Membrane Reactor Comprising 12-Tungstophosphoric Acid Catalyst and Polyphenylene Oxide Membrane (12-텅스토인산 촉매와 polyphenylene oxide 막으로 구성된 shell & tube 형 막반응기에서 MTBE(methyl tert-butyl ether)분해 반응)

  • 송인규;이화영;김재진
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.43-44
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    • 1992
  • 촉매막반응기란 반응기와 분리막이 동시에 하나의 과정으로 결합된 unit로, 촉매막반응기를 사용할 경우 가역 반응에서 막을 통한 생성물의 선택적 제거는 화학 평형이동을 유발시켜 열역학적으로 얻을수 있는 평형 전환율보다 높은 전환유을 얻을 수 있다. 본 연구는 이러한 촉매막반응기의 성능에 대한 실험적 연구로, 산 촉매하에서 일어나는 MTBE 분해반응을 12-텅스토인산 촉매상에서 수행하였다.

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Study on the Combustion Performance Estimation of Hydrazine Mono Propellant Thruster (하이드라진 단일 추진제 추력기의 연소 성능예측에 관한 연구)

  • 정인석;윤영빈;최정열;김철중;명대근;정기훈
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.30-30
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    • 1998
  • 다목적 실용위성의 자세 제어용으로 장착되는 하이드라진 단일 추진제 추력기의 연소성능 특성을 살펴보았다. 일차적으로, 연소기내의 화학 평형 계산을 통하여 하이드라진 연소 생성물인 암모니아의 분해율과 초기 엔탈피 수준에 따른 추력기의 성능 특성을 살펴보았다. 다음 순서로, 연소기 내의 비평형 화학 반응 계산을 통하여 연소진행 시간에 화학 조성 및 성능 특성을 살펴 볼 수 있었으며, 최종적으로, 점성 및 비점성, 동결 및 비평형 화학 반응 해석에 따른 성능 특성 변화를 살펴보았다. 본 연구 결과로부터 각 작동 변수에 따른 추격기 성능 특성의 변화를 이해할 수 있었으며, 이는 단일 추진제 추력기 연소실의 구성, 설계 및 추력기의 운용 조건 설정에 중요한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Solar Steam Reforming of Methane utilizing Solar Simulator (Solar Simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질 반응)

  • Do, Han-Bin;Han, Gui-Young
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.05a
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    • pp.186-189
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    • 2008
  • Solar simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질은 집광된 태양에너지를 이용하기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 이와 같은 태양열에너지의 화학적 축열을 실시하기 위해 Solar Simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질을 연구하였다. 태양열 모사 램프로 1.2kW급 Xenon-arc lamp를 사용하였다. 반응기는 앞면의 Quartz Window와 촉매지지층으로 구성되어 있다. 램프의 빛은 Quartz Window를 통하여 촉매층에 직접적으로 방사되고, 방사된 빛으로 촉매지지층에서 흡열반응이 일어난다.메탄의 수증기개질 반응은 고온에서 일어나기 때문에 촉매지지체를 열에 강한 SiC로 만들어진 Ceramic foam을 사용하였다. 이 촉매지지체에 촉매를 Wash-coat하여 사용하였으며, 담지된 촉매는 Ni을 활성성분으로 하는 ICI 46-6을 사용하였다. 반응기는 318 SUS 재질로 제작되었으며, 반응기 외부는 Insulation을 하여 열손실을 감소시켰다. 실험은 온도와 공간속도에 따른 Solar Steam reforming의 반응특성을 분석하였다.

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Conversion Characteristics of CH4 and CO2 in an Atmospheric Pressure Plasma Reactor (대기압 플라즈마 반응기에서의 CH4와 CO2의 전환처리 특성)

  • Kim, Tae Kyung;Lee, Won Gyu
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.22 no.6
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    • pp.653-657
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    • 2011
  • Conversion characteristics of $CH_4$ and $CO_2$ was studied using an atmospheric pressure plasma for the preparation of synthesis gas composed of $H_2$ and CO. The effects of delivered power, total gas flow rate, and gas residence time in the reactor on the conversion of $CH_4$ and $CO_2$ were evaluated in a plasma reactor with the type of dielectric barrier discharge. The increase of reactor temperature did not affect on the increase of conversion if the temperature does not reach to the appropriate level. The conversion of $CH_4$ and $CO_2$ largely increased with increasing the delivered power. As the $CH_4/CO_2$ ratio increased, the $CH_4$ conversion decreased, whereas the $CO_2$ conversion increased. Generally, the $CH_4$ convesion was higher than the $CO_2$ conversion through the variation of the process parameters.

Electrochemical Behaviors for Cathodic Reaction of N'-aryl-N-alkyl-N-nitrosourea Drivatives (N'-aryl-N-alkyl-N-nitrosourea 유도체의 환원반응에 대한 전기화학적 거동)

  • Won, Mi Sook;Kim, Jack C.;Jeong, Euh Duck;Shim, Yoon-Bo
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.39 no.11
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    • pp.842-847
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    • 1995
  • The electrochemical reduction reactions of N '-aryl-N-alkyl-N-nitrosourea derivatives with a glassy carbon electrode were diffusion controlled and irreversible. The exchange kinetic constant ko values for reduction reaction of the N '-aryl-N-alkyl-N-nitrosoureas were at the range of $1.48{\times}10^{-6}{\sim}5.32{\times}10^{-7}\;cm/sec.$ The $k_0$ values for phenyl substituted on the aryl position were about 1.3∼2.8 times higher than that of other substituents. The same substituent for aryl groups on the both of N '-aryl-N-alkyl-N-nitrosourea and N '-aryl-N-(2-chloroethyl)-N-nitrosourea exhibited same value. The $E_p$ value was shifted to the negative direction as pH increased. The number of protons participated to the reduction was 4∼5, respectively. The substituent effect of aryl group on the reduction potential was not observed in this case.

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Clinical Study of Topotecan as Second-Line Treatment in Small Cell Lung Cancer (소세포폐암의 2차요법으로서의 Topotecan의 치료효과)

  • Kim, Hak-Ryul;Yang, Sei-Hoon;Jeong, Eun-Taik
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • v.52 no.3
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    • pp.230-240
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    • 2002
  • Background : The majority of chemotherapy-treated small cell lung cancers(SCLC) patients eventually recur. Although many patients are in excellent physical condition at the time of recurrence, few drugs or drug combinations are capable of effecting a tumor regression in this setting. Topotecan, a topoisomerase I inhibitor, is one of the more widely studied single afents in SCLC. The aim of this study was to determine the response rate, survival and toxicity of topotecan as a second line traeatment SCLC. Materials and Methods : 19 patients with measurable SCLC, progressive during the first line chemotherapy (9 cases) or recurrent after the first line chemotherpy(10 cases), were enrolled in this study. Topotecan was administered as a 30-minute daily infusion at a dose of 1.5mg/$m^2$ for 5 consecutive days, every 3 weeks. Results : The overall response rate was 26.3%(5/19, CR 2, PR 3, SD 3, PD 11). The median survival was 24 weeks. The response rate and survival were poor in the nonresponders during first chemotherapy, those who were refractory to the first chemotherapy(recurrent within 3 months after completion of first chemotherapy) and extensive disease, but the results were not statistically significant. The toxicities were mainly hematologic and anemia grade III 1/90, leukopenia grade III 6/90 IV 4/90, thrombocytopenia grade III 1/90 IV 1/90, vomiting grade III 1/90 of cycles were occurred. There was no treatment-related deaths due to severe myelosuppression. Conclusion : Topotecan can be an active second line chemotherapeutic agent for treating SCLC.

A study on the properties of polysilanes synthesized by ultrasonic methods (초음파 화학적 방법으로 합성된 폴리실란의 물성에 관한 연구)

  • Yang, Eun-Ok;Lee, Joong-Keun;Lee, Sung-Hwan;Song, Young Sang;Lee, Gyu-Hwan
    • Analytical Science and Technology
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    • v.19 no.6
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    • pp.504-511
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    • 2006
  • Polysilanes with organic substituents such as methyl and phenyl were synthesized by Wurtz dechlorination-condensation reactions using ultrasonic from organochlorosilanes. The yields were compared with the results of thermal dechlorination-condensation reactions. Properties such as thermogravimetric analysis and photoreactivity were investigated for the possibility of applications.

Immobilization of Proteins on Silicon Surfaces Using Chemical and Electrochemical Reactions of Nitrobenzenediazonium Cations (나이트로벤젠다이아조늄 양이온의 화학 및 전기화학 반응을 이용한 실리콘 표면상으로의 단백질 고정)

  • Kim, Kyu-Won;Haque, Al-Monsur Jiaul;Kang, Hyeon-Ju
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.13 no.1
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    • pp.70-74
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    • 2010
  • The immobilization of proteins on silicon surfaces using electrochemical reaction has been studied. Chemical deposition of nitrobenzendiazonium (NiBD) cations is employed to modify silicon surfaces. Electrochemical reduction of nitro-group to primary amine-group have been conducted on the modified surfaces to activate silicon surfaces for the protein immobilization. Attachment of gold nanoparticles was used to prove the reduction. The current method was applied to selective activation of a silicon nanowire and immobilize proteins on the selected nanowire. It has been demonstrated that the use of chemical and electrochemical reaction NiBD is efficient for the selective immobilization of proteins on silicon nanowire surfaces.

열분해법을 이용한 실리콘 나노입자 형성과정 수치해석 연구

  • U, Dae-Gwang;Ha, Su-Hyeon;Kim, Myeong-Jun;Hang, Zhang;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.117-117
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    • 2010
  • 나노입자 제조 기술이 점차 발전하면서 금속산화물, 반도체용 및 태양전지용, 신소재 등 다양한 응용분야에 사용하고 있다. 따라서 이와 같은 나노입자 제조방법으로는 펄스 레이저 용사법(pulsed laser ablation), 플라즈마 아크 합성법(plasma arc synthesis), 열분해법(pyrolysis), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)법 등과 같은 기상공정이 많이 사용되고 있다. 기상공정은 기존의 공정에 비해 고순도 입자의 대량 생산, 다성분 입자의 화학적 균질성 유지, 비교적 간단하고 깨끗한 공정 등의 장점을 가지고 있다. 기상공정에서 일반적인 입자 형성 메커니즘은 기체 상태의 화학 물질이 물리적 공정 혹은 화학 반응에 의해 과포화상태에 도달하게 되며, 이 때 동질 핵생성(homogeneous nucleation)이 일어나고 생성된 핵(nuclei)에 기체가 응축되고 충돌, 응집하면서 입자는 성장하게 된다. 열분해법은 실리콘 나노입자를 생산하는 기상공정 중 하나이다. 일반적으로 열분해 공정은 지속적으로 열이 가해지는 반응기 내에 반응기체인 $SiH_4$을 주입하고, 운반기체는 He, $H_2$, Ar, $N_2$ 등을 사용하였을 때, 높은 열로 인해 $SiH_4$가 분해되며, 이 때 가스-입자 전환 현상(gas to particle conversion)이 일어나 실리콘 입자가 형성된다. 그러나 입자 형성과정은 $SiH_4$ 농도, 유량, 작동 압력, 온도 등 매우 다양한 요소에 영향을 받는다. 고, 복잡한 화학반응 메커니즘에 의해 명확히 규명되지는 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 복잡한 화학반응을 해석하는 상용코드 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 열분해 반응기 내에서의 실리콘 입자 형성, 성장, 응집, 전송 모델을 만들고 이를 수치해석하였다. 표면 반응, 응집, 전송에 의한 입자 성장 메커니즘을 포함하고 있는 aerosol dynamics model을 method of moment법으로 해를 구하였으며, 이를 실험 결과와 비교하여 모델링을 검증하였다. 또한 반응기의 온도, 압력, 가스 농도, 유량 등의 요소를 고려하여 실리콘 나노입자를 형성하는 최적의 조건을 연구하였다.

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