• Nuclear Engineering and Technology
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• 제29권2호
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• pp.127-137
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• 1997

Equilibrium concentrations of major elements in an underground repository with a capacity of 100,000 drums have been simulated using the geochemical computer code (EQMOD). The simulation has been carried out at the conditions of pH 12 to 13.5, and Eh 520 and -520 mV. Solubilities of magnesium and calcium decrease with the increase of pH. The solubility of iron increases with pH at Eh -520 mV of reducing environment while it almost entirely exists as the precipitate of Fe(OH)$_3$(s) at Eh 520 mV of oxidizing environment. All of cobalt and nickel are predicted to be dissolved in the liquid phase regardless of pH since the solubility limit is greater than the total concentration. In the case of cesium and strontium, all forms of both ions are present in the liquid phase because they have negligible sorption capacity on cement and large solubility under disposal atmosphere. And thus the total concentration determines the equilibrium concentration. Adsorbed amount of iodide and carbonate are dependent on adsorption capacity and adsorption equilibrium constant. Especially, the calcite turns out to be a solubility-limiting phase on the carbonate system. In order to validate the model, the equilibrium concentrations measured for a number of systems which consist of iron, cement, synthetic groundwater and radionuclides are compared with those predicted by the model. The concentrations between the model and the experiment of nonadsorptive elements cesium, strontium, cobalt nickel and iron, are well agreed. It indicates that the assumptions and the thermodynamic data in this work are valid. Using the adsorption equilibrium constant as a free parameter, the experimental data of iodide and carbonate have been fitted to the model. The model is in a good agreement with the experimental data of the iodide system.

• 자원리싸이클링
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• 제14권4호
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• pp.47-52
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• 2005

수용액에서 탄산계 이온종들은 알칼리도, 완충 용량, 생물학적 생산지수 등과 같은 물의 여러 화학적 성질들을 결정하는데 있어 중요한 역할을 하고 있다. 이러한 화학종들은 또한 수계에서 고체, 액체, 그리고 기체 상태 등으로 변화하며 반응을 하는 특성을 지니고 있다. 고체상이 없는 상황에서 탄산계 이온종들의 총량과 각 이온종들의 상대량은 대기에서의 이산화탄소의 분압에 의해 결정되며 이는 또한 수계의 제반 성질에 직접적인 영향을 미치게 된다. 수환경에서 진행되는 정수, 혹은 폐수 처리 공정, 폐기물 처리공정, 그리고 폐기물의 재활용과 관련된 공정들에 있어 공정의 최적화를 위해서는 수환경의 특성을 파악하는 것이 매우 중요하며 이러한 수환경의 특성에 가장 크게 영향을 미치는 요소들 가운데 하나가 탄산계 이온종들이다. 대기에서의 이산화탄소의 분압과 물의 화학적 성질, 특히 pH와의 근본적인 연관성을 이해하기 위해 물과 접촉한 상태의 드라이아이스로부터 발생하는 순수한 이산화탄소의 활성 분압을 수계에서의 평형론에 근거하여 계산하였다. 탄산의 해리와 관련된 평형상수들을 van't Hoff식에 의해 결정하였으며 평형계산의 결과를 입증하기 위해 pH 에 따른 탄산계 이온종들의 분배 곡선을 작성하였다. 계산된 이산화탄소 기체의 활성 분압은 수용액에서의 탄산계 이온종들의 농도의 함수인 것으로 나타났으며 수용액에서 일어나는 반응들의 체계적 이해를 위해서는 수용액과 접해있는 이산화탄소 등과 같은 기체의 활성 분압에 대한 선행 계산이 필요한 것으로 파악되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.170-175
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• 2008

본 연구에서는 상수도관의 부식방지를 위해 관망 내부에서 탄산칼슘의 침전 및 용해 여부를 판단할 수 있는 지표인 CCPP를 산정할 수 있는 프로그램을 개발하였다. CCPP 산정은 9단계 절차를 통하여 이루어지며, 평형상태의 pH를 가정하고 결정 식의 왼쪽 항의 합과 오른 쪽 항의 합이 오차의 범위에서 유사한 값을 주도록 반복계산을 수행하고, 다음 단계에서 초기 및 평형상태의 알칼리도를 대입하여 CCPP를 구한다. 프로그램 개발은 계산을 위해 포트란 언어를, 결과 값을 그래프로 표현하여 쉽게 판단할 수 있도록 비쥬얼베이직 언어를 사용하였다. 개발된 프로그램을 적용하여 한강 수계 Y정수사업소의 수질을 평가한 결과, 탄산칼슘의 불포화 상태가 심한 수질로 판명되어 부식성이 높은 것으로 평가되었다.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.124-129
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• 2015

본 연구에서는 5~30 bar의 이산화탄소에 대한 DMPEG250 (dimethyl ether of polyethylene glycol), DEC (diethyl carbonate), DMC (dimethyl carbonate), 그리고 TAT (triacetin)의 용해도를 측정하기 위해 일정 부피법에 따른 용해도 측정 장치를 사용하였다. 이들에 대한 이산화탄소 용해도는 측정된 부피와 압력을 Peng-Robinson 방정식에 대입하여 얻은 이산화탄소의 몰수로부터 얻어졌다. 이산화탄소에 대한 물리 흡수제의 용해도는 같은 온도에 대해 DMPEG250 > TAT > DEC > DMC 순으로 나타났다. DMPEG250에 DEC를 혼합한 물리 흡수제를 사용할 경우 이산화탄소에 대한 용해도는 DMPEG250 단독에 의한 경우보다 높은 값을 가지는 것으로 확인되었다. 그러므로 DEC가 혼합된 DMPEG250/DEC 혼합 물리 흡수제는 기존의 DMPEG250이 가지는 높은 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 용해도 향상까지 거둘 수 있어 향후 연소 후 이산화탄소 포집 공정에 효과적인 적용을 기대할 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.152-159
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• 2014

Urea solution as a reductant of SCR has been widely used to reduce NOx emissions from diesel engine. But it has lots of problems which are freezing at low temperature due to liquid state, deposition of solid formation in the exhaust, dosing device, and complex package such as mixers for uniform concentration of ammonia. In order to overcome these obstacle, ammonium carbonate which is one of solid ammonium materials to produce ammonia gas directly by sublimation process is considered. Simple reactor with visible widow was designed to predict equilibrium temperature and pressure of ammonium carbonate. To simulate real operation conditions under automobile environment, several cycles of heating and cooling condition were settled, two different re-solidification materials were extracted from the reactor and visible window. Analytical study is performed to characterize these unknown materials by XRD(X-Ray Diffraction), FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy), and EA(Elemental Analyzer). From analytical results, re-solidification materials from heating and cooling cycles are very similar to original material of ammonium carbonate.

• 자원환경지질
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• 제29권1호
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• pp.25-33
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• 1996

Stable isotopic ratios of the carbonate rocks and chemical compositions of the matrix of pebble bearing phyllitic rocks known as the Hwanggangri Formation, which are in hot debate on their origin such as tillite, debris flow and turbidite, were determined to interpret their depositional environment. Argillaceous matrix of the pebble bearing phyllitic rocks has a high content of CaO (av. 19.5%) and MgO (av. 8.3%), corresponding to calcareous sandy shale. No difference of chemical compositions including trace elements and REE is in the matrices between the Hwanggangri and the Kunjasan Formations. Carbonate rocks from the Okchon zone and outside of the zone range $-2.5{\sim}+6.1$‰ in ${\delta}^{13}C$ and $+5.8{\sim}+25.9$‰ in ${\delta}^{18}O$, indicating normal marine limestone. However, unusally $^{13}C$ enriched carbonate rocks might be deposited in the highly evaporated sedimentary basin. A wide variation of ${\delta}^{18}O$ values is responsible for metamorphism with a $^{18}O$ depleted meteoric water. Isotopic equilibrium temperatures by graphite-calcite geothermometer show a higher metamorphic temperature ($547{\sim}589^{\circ}C$) in the Okchon zone than those ($265{\sim}292^{\circ}C$) in the Samtaesan Formation of the Chosun group. Rhythmic alternation of relatively thin shale with thin limestone in the Kounri Formation is not cherty layer but thin limesilicate bed by metasomatic replacement. Judging from the isotopic and chemical compositions of the carbonate rocks and calcareous matrix of the pebble bearing phyllitic rocks, the Hwangganari Formation was deposited in the shallow marine environment favorable to debris flow.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.387-392
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• 2005

Dimethyl carbonate(DMC)는 낮은 독성과 빠른 생분해성으로 인해 MTBE(methyl tert-butyl ether)를 대체할 수 있는 무연가솔린의 첨가제로 주목받는 물질로, 주로 methanol의 carbonylation에 의해 합성되고, 원가절감을 위해 methanol을 출발물질로 한 새로운 DMC 제조공정의 개발이 진행 중에 있다. 이에 필요한 다양한 조건하의 DMC 관련 혼합계의 상평형 자료 및 물성은 Dortmund Data Bank(DDB)검색 결과, 매우 부족하며 무한희석 활동도계수에 대한 자료는 전무한 것으로 나타났다. 이 글에서는 methanol+DMC계의 333.15 K에서의 이성분계 등온 기-액 평형과, 혼합물성으로써 methanol+DMC계의 과잉부피 및 점도편차를 298.15 K에서 측정하였다. 또한, 무한희석상태에서 DMC 용매에서의 methanol의 무한희석 활동도계수를 303.15, 313.15, 323.15 K에서 각각 측정하였으며, 측정값은 modified UNIFAC(Dortmund)식에 의한 계산 값과도 비교하였다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.258-263
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• 2018

본 연구에서는 전자산업폐수에 함유되어 있는 불소성분을 제거하기 위하여 미세 침강성 석회석을 적용해보고자 하였다. 석회석의 입자크기는 평균 $0.96{\mu}m$이었으며, 질량 기준으로 70%가 함유된 수용액상의 pH는 10이었다. 현탁액의 침강속도는 2 mL/hr로 나타났다. 본 연구의 시험용 석회석 수용액은 폐수 중화와 불소이온 제거능력 면에서 기존의 액상소석회와 동등 이상의 성능을 보여주었다. 추가적인 알칼리 증량제의 투입양에 따라 pH 7에 도달할 수 있는 시험용 칼슘원의 양은 기존의 석회수보다 적었다. 또한 불화수소로 고정시킬 수 있는 양도 미분말 석회석이 석회수보다 큰 것으로 나타났다. 또한, Minteq 평형모델링으로부터 다양한 불소와 칼슘화합물 형성이 예상되었다.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.94-98
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• 2009

본 연구에서는 가변부피 투시창이 설치되어 있는 고압 상평형 측정 장치를 사용하여 이산화탄소의 임계온도 이상과 디메틸카보네이트의 임계온도 이하의 온도 범위에서 혼합물의 조성을 변화시키면서 디메틸카보네이트와 이산화탄소 혼합물의 기포점을 압력을 측정하였다. 실험적으로 측정된 기포점 압력 데이터를 Peng-Robinson 상태방정식에 상관시킴으로써 기포점 조성과 평형을 이루는 이슬점 조성을 추정하였다. 실험적으로 측정된 기포점 압력은 Peng-Robinson 상태방정식으로 계산한 결과와 매우 잘 일치하였다. 가변부피 투시창이 설치되어 있는 고압 상평형 실험장치는 고압의 압축유체 혼합물의 기포점을 매우 쉽고 빠르게 측정할 수 있는 방법이라고 할 수 있다.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.216-222
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• 2018

The growth characteristics of Spirulina platensis were investigated using four photo-bioreactors with $CO_2$-mixed air flows. Each reactor was operated under a specific condition: 3% $CO_2$ at 50 mL/min, 3% $CO_2$ at 150 mL/min, 6% $CO_2$ at 50 mL/min, and 6% CO2 at 150 mL/min. The 3% $CO_2$ at 150 mL/min condition produced the highest algal growth rate, while the 6% $CO_2$ at 150 mL/min conditioned produced the lowest. The algal growth performance was suitably assessed by the linear growth curve rather than the exponential growth. The medium pH decreased from 9.5 to 8.7-8.8 (3% $CO_2$) and 8.4-8.5 (6% $CO_2$), of which trends were predicted only by the pH-carbonate equilibrium and the reaction kinetics between dissolved $CO_2$ and $HCO_3{^-}$. Based on the stoichiometry between the nutrient amounts and cell elements, it was predicted that depleted nitrogen (N) at the early stage of the cultivation would reduce the algal growth rates due to nutrient starvation. In this study, use of the photobioreactors capable of good light energy distribution, proper ranges of $CO_2$ in bubbles and medium pH facilitated production of high amounts of algal biomass despite N limitation.