• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.795-800
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• 2009

본 연구는 Vortex tube 형 이산화탄소 흡수장치에서 연소배가스 중 $CO_2$ 흡수 특성을 고찰한 것이다. 연소배가스로는 석탄(유연탄)을 연료로 하는 증기발생량 12 ton/hr 규모의 순환유동층 연소보일러에서 발생한 것을 이용하였으며 이산화탄소농도는 11~13 vol% 내외이다. 흡수 용액은 MEA 20 wt%를 기준으로 AMP, HMDA, 강염기계 KOH를 혼합하였다. 본 연구의 목적은 $CO_2$ 흡수장치를 Scrubbing 방식보다 소형화하고, 흡수용액을 절감하는 것이다. 흡수장치는 연소배가스 유량 $20Nm^3/hr$를 처리할 수 있는 직경 17 mm, 길이 250 mm의 Vortex tube 형을 사용하였다. 연소배가스와 흡수용액의 혼합 분무를 통한 $CO_2$ 제거율을 측정하였다. 실험조건은 흡수용액 농도(20~50 wt%), 흡수용액 유량(1.0, $3.0{\ell}/min$)과 연소배가스 유량($6{\sim}15Nm^3/hr$)을 변화시켰다. 결과적으로, MEA에 HMDA를 혼합한 흡수용액의 $CO_2$ 제거율이 가장 우수(약 43% 제거율)하였으며, Vortex tube 장치에서 고속유동의 기 액 접촉효과 및 기 액 분리 특성을 이용하여 $CO_2$ 흡수가 가능하였다. 그러나 $CO_2$ 흡수 효율 향상을 위한 추가적인 공정개발이 요구된다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.665-669
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• 2023

조제 메틸나프탈렌유(CMNO) 중에는 퀴놀린(QU), 이소퀴놀린(IQU)과 인돌(IN)과 같은 질소화합물(NCs)이 함유되어 있다. CMNO 중의 이들 NCs는 대기환경을 오염시키고 불쾌한 냄새로 인해 CMNO에 함유된 불순물로서 취급되고 있다. CMNO의 품질향상을 위해서, 본 연구는 원료로서 CMNO를, 용매로서 포름아미드 수용액을 각각 사용하여 CMNO 중에 함유된 NCs의 저감에 관한 추출 실험인자의 영향을 검토했다. 초기 원료에 대한 용매의 체적비(S/F)₀의 증가는 NCs의 분배계수와 2-메칠나프탈렌(2MNA)을 기준한 NCs의 선택도를 증가시켰다. 또한 조작 온도의 상승은 NCs의 분배계수를 증가시켰으나, 역으로 선택도를 감소시켰다. 일정한 조건(초기 용매에 함유된 물의 체적분율(y_w,0) = 0.1, (S/F)₀ = 9, T = 303 K, 액-액 접촉시간(t) = 72 h)하의 평형추출을 통해 회수된 추잔유 중의 QU, IQU와 IN의 조성은 CMNO에 비해 각각 약 58.5 wt%, 61.9 wt%와 73.4 wt% 저감되었다. 본 연구의 포름아미드 추출법은 CMNO에 함유된 NCs의 유효한 저감법으로 기대되었다.

• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.477-481
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• 2022

조제 메틸나프탈렌유(CMNO)의 품질향상의 일환으로, 본 연구는 포름아미드 추출에 의한 CMNO에 함유된 함 질소화합물(NC)의 저감을 실험적으로 검토했다. 원료로서는 3종류의 NC [퀴놀린(QU), 이소퀴놀린(IQU), 인돌(IN)], 3종류의 2환 방향족화합물[BAC; 나프탈렌(NA), 1-메틸나프탈렌(1MNA), 2-메틸나프탈렌(2MNA)]과 비페닐(BP) 등이 함유된 CMNO를, 용매로서는 포름아미드 수용액을 각각 사용했다. 초기 용매에 함유된 물의 체적분율(y_w,0)의 증가는 3종류의 NC의 분배계수와 수율을 급격히 감소시켰으나, 역으로 2MNA을 기준한 NC의 선택도를 증가시켰다. 일정한 조건[y_w,0 = 0.1, 초기 원료(CMNO)에 대한 용매의 체적분율 = 1, 조작온도 = 303 K, 액-액 접촉시간 = 72 h]하의 회분 병류 5단 평형추출을 통해 회수된 추잔유 중의 QU, IQU와 IN의 조성은 CMNO에 비해 각각 약 51.5%, 55.2%와 71.8% 저감되었다. 본 연구를 통해 나타난 우수한 NC의 저감율로부터 본 연구의 포름아미드 추출법은 CMNO에 함유된 NC의 저감법으로 기대되었다.

• 암석학회지
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• 제24권2호
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• pp.77-90
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• 2015

피션트랙 검출에 의해 고체 및 액체상태 지질물질 내 우라늄을 정밀정량하는 최적기법을 제안하고 그 적용성을 검증하였다. 우라늄 정량은 중성자 조사에 의해 유도시킨 $^{235}U$의 핵분열 흔적을 트랙 디텍터에 기록하여 고배율 현미경 하에서 계수함으로써 이루어진다. 우라늄-친화력이 좋은 암석(예: 화강암, 석탄)을 분말 펠릿시료로 만들어 건식 검출하면, 그다지 높지 않은 우라늄함량(<5 ppm, 즉 ${\mu}g\;g^{-1}$)에서도 빈번하게 함유된 함-우라늄광물에 기인한 트랙 군집현상으로 인해 시료의 전체평균 함량 결정이 쉽지 않았으며, 트랙 균질부와 군집부를 별도로 검토해야 한다. 시료의 균질성이 유지된다면 백운모-Lexan 디텍터에 의한 중복 측정과 여러 차례 중성자 조사에 의한 반복 측정에서 높은 재현성이 확인되었다. 건고 액체시료 경우에 $10^1ppm$ 수준 및 그 이상의 우라늄함량에서 흔히 나타나는 불균질 현상을 극복하기 위해, 진공 석영튜브를 이용한 습식 검출법을 제안한다. 습식 검출에서 우라늄 균질성은 $10^0ppm$ 수준 이하에서 회복되며, 측정하한은 $10^2ppb$ (i.e. $ng\;g^{-1}$) 수준까지 무난한 것으로 입증되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.658-663
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• 2010

석유자원의 고갈에 따라 전 세계적으로 석유대체자원인 석탄, 천연가스 및 바이오매스로부터 합성 연료 및 화학물질을 제조하기 위한 피셔트롭스 반응에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 이러한 피셔트롭스 반응은 주로 스케일 업이 비교적 용이한 고정층 반응기를 사용한 기상반응이 적용되고 있으나, 촉매 기공에서의 확산제어 및 왁스의 생성에 따른 촉매의 비활성화 등의 문제점에 기인하여 최근 들어 초임계 유체를 이용한 반응이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 피셔트롭스 반응에 관한 담지 촉매 및 반응매체에 관한 좀 더 심도 있는 영향을 고찰하기 위해 다양한 담지촉매를 제조하여 피셔트롭스 반응에 관한 기상반응과 초임계 반응을 비교, 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.15-21
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• 2011

석유자원의 고갈에 따라 전 세계적으로 석유대체자원인 석탄, 천연가스 및 바이오매스로부터 합성연료 및 화학물질을 제조하기 위한 피셔트롭스 반응에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 이러한 피셔트롭스 반응은 주로 스케일 업이 비교적 용이한 고정층 반응기를 사용한 기상반응이 적용되고 있으나, 촉매 기공에서의 확산제어 및 왁스의 생성에 따른 촉매의 비활성화 등의 문제점에 기인하여 최근 들어 초임계 유체를 이용한 반응이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 피셔트롭스 반응에 관한 담지 촉매 및 반응매체에 관한 좀 더 심도 있는 영향을 고찰하기 위해 다양한 담지촉매를 제조하여 피셔트롭스 반응에 관한 기상반응과 초임계 반응을 비교, 검토하였다.

• 산업식품공학
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• 제14권3호
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• pp.249-255
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• 2010

4가지 서로 다른 소재(대나무, 목재, 피탄, 석탄)로 제조된 10가지 활성탄에 대해서, 30% 알코올모델용액에 용해되어 있는 6가지 휘발성화합물(isoamyl alcohol, hexanal, furfural, ethyl lactate, ethyl octanoate, 2-phenyl ethanol)의 흡착효율을 평가하였다. 이들 6가지 휘발성화합물은 알코올음료에서 종종 발견되며, 농도가 높을 경우에는 숙취의 원인이 될 뿐만이 아니라 위스키나 보드카와 같은 술에서 이취의 원인물질이 되기도 한다. 6가지 휘발성화합물이 용해되어 있는 30% 알코올모델용액 200 mL에 0.2 g의 활성탄을 넣고 16시간 일정한 속도로 교반한 후에 처리된 용액을 2가지 시료처리방법(direct liquid injection and headspace-solid phase microextraction)을 이용 GC분석을 수행하여 활성탄의 제거효율을 구하였다. 활성탄의 제거효율은 휘발성화합물의 종류와 활성탄제조의 소재에 따라 차이가 있었으며, ethy octanoate, 2-phenyl ethanol, hexanal에 대한 제거율은 34-100%로 높은 편이나, isoamyl alcohol, ethyl lactate, furfural의 제거율은 5-13%로 비교적 낮은 편이었다. 활성탄의 종류에 따른 제거율은 대나무활성탄인 A가 isoamly alcohol, hexanal, ethyl lactate, furfural 등 대부분의 휘발성화합물에 대해서 유의적으로 높았으며(p < 0.05), 특히 알코올음료에서 숙취와 이취물질이며 fusel oil의 주성분인 isoamyl alcohol, aldehydes(hexanal, furfural), 2-phenyl ethanol에 대한 흡착효율이 높은 것으로 확인되었다.

• 한국산업보건학회지
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• 제15권2호
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• pp.124-134
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• 2005

To investigate the exposure effect of polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs), we measured airborne total PAHs as an external dose, urinary 1-hydroxypyrene (1-OHP) as an internal dose of PAHs exposure, and analyzed the relationship between urinary 1-OHP concentration and PAHs exposure. The study population contained 44 workers in steel-pipe coating and paint manufacture industries. The airborne PAHs was obtained during survey day, and urine were sampled at the end of shift. Personal information on age, body weight, height, eniployment duration, smoking habit, and alcohol consumption was obtained by a structured questionnaire. Airborne PAHs were analyzed by the gas chromatograph with mass selective detector. Urinary 1-OHP levels were analyzed by the high performance liquid chromatograph with ultraviolet wavelength detector. For statistical estimation, t-test, ${\chi}^2$-test, analysis of variance, correlation analysis, arid regression analysis were executed by SPSS/PC (Windows version 10). The mean of environmental total PAHs was $87.8{\pm}7.81{\mu}g/m^3$. The mean concentration ($526.5{\pm}2.85{\mu}g/m^3$) of workers in steel-pipe coating industries using coal tar enamel was the higher than that ($17.5{\pm}3.36{\mu}g/m^3$) of workers in paint manufacture industries using coal tar paint. The mean of urinary 1-OHP concentration ($51.63{\pm}3.144{\mu}\;mol/mol$ creatinine) of workers in steel-pipe coating industries was the higher than that ($2.33{\pm}4.709{\mu}\;mol/mol$ creatinine) of workers in paint manufacture industries. The mean of urinary 1-OHP concentration of smokers was the higher than that of non-smokers. There was significant correlation between the urinary concentration of 1-OHP and the environmental concentration of PAHs (r=O.S48, p<0.001), pyrene(r=0.859, p<0.001), and urinary cotinine (r=0.324, p<0.05). The regression equation between the urinary concentration of 1-OHP in ${\mu}g/g$ creatinine($C_{1-OHP}$) and airborne concentration of PAHs (or pyrene) in ${\mu}g/m^3$ ($C_{PAHs}$ or Cpyrene) is: Log ($C_{1-OHP}$)=-0.650+0.889×Log($C_{PAHs}$), where $R^2=0.694$ and n=38 for p<0.001.Log ($C_{1-OHP}$)=1.087+0.707${\times}$Log(Cpyrene), where $R^2=0.713$ and n=38 for p<0.001. From the results of stepwise multiple regression analysis about 1-OHP, significant independents were total PAHs and urinary cotinine (adjusted $R^2=0.743$, p<0.001). In this study, there were significant correlation between the urinary concentration of 1-OHP and the airborne concentration of PAHs. The urinary 1-OHP was effective index as a biomarker of airborne PAHs in workplace. But it was influenced by non-occupational PAHs source, smoking.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권5호
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• pp.501-512
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• 2016

The study evaluated methods to measure condensable fine particles in flue gases and measured particulate matter by fuel and material to get precise concentrations and quantities. As a result of the method evaluation, it is required to improve test methods for measuring Condensable Particulate Matter (CPM) emitted after the conventional Filterable Particulate Matter (FPM) measurement process. Relative Standard Deviation (RSD) based on the evaluated analysis process showed that RSD percentages of FPM and CPM were around 27.0~139.5%. As errors in the process of CPM measurement and analysis can be caused while separating and dehydrating organic and inorganic materials from condensed liquid samples, transporting samples, and titrating ammonium hydroxide in the sample, it is required to comply with the exact test procedures. As for characteristics of FPM and CPM concentrations, CPM had about 1.6~63 times higher concentrations than FPM, and CPM caused huge increase in PM mass concentrations. Also, emission concentrations and quantities varied according to the characteristics of each fuel, the size of emitting facilities, operational conditions of emitters, etc. PM in the flue gases mostly consisted of CPM (61~99%), and the result of organic/inorganic component analysis revealed that organic dusts accounted for 30~88%. High-efficiency prevention facilities also had high concentrations of CPM due to large amounts of $NO_x$, and the more fuels, the more inorganic dusts. As a result of comparison between emission coefficients by fuel and the EPA AP-42, FPM had lower result values compared to that in the US materials, and CPM had higher values than FPM. For the emission coefficients of the total PM (FPM+CPM) by industry, that of thermal power stations (bituminous coal) was 71.64 g/ton, and cement manufacturing facility (blended fuels) 18.90 g/ton. In order to estimate emission quantities and coefficients proper to the circumstances of air pollutant-emitting facilities in Korea, measurement data need to be calculated in stages by facility condition according to the CPM measurement method in the study. About 80% of PM in flue gases are CPM, and a half of which are organic dusts that are mostly unknown yet. For effective management and control of PM in flue gases, it is necessary to identify the current conditions through quantitative and qualitative analysis of harmful organic substances, and have more interest in and conduct studies on unknown materials' measurements and behaviors.

• 공업화학
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• 제28권6호
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• pp.607-618
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• 2017

석탄화력발전소를 포함한 다양한 산업설비에서 유해 대기오염물질이 배출되고 있으며, 이러한 오염물질은 인체 건강과 자연 생태계에 영향을 준다. 특히, 질소산화물($NO_x$)와 이산화황($SO_2$)은 인체 건강에 악영향을 주는 미세먼지($PM_{2.5}$) 형성에 원인물질로 알려져 있다. 이러한 $NO_x$와 $SO_2$ 배출을 저감하기 위해서 선택적 촉매 환원(SCR)과 습식 탈황 공정(WFGD)으로 결합된 혼합 시스템이 사용되고 있으나, 높은 설치비용 및 운전비용을 필요로 하며, 유지보수의 문제점, 기술적인 한계점을 가지고 있다. 최근에 이러한 혼합 시스템을 대체하기 위한 $NO_x$, $SO_2$ 동시 저감 기술이 연구되고 있으며, 제안된 기술들은 흡수, 고도 산화(AOPs), 저온 플라즈마(NTP), 전자 빔(EB) 등이 있다. 이러한 기술들은 강한 수용성 산화제 및 산화력을 가진 화학활성종에 의한 $NO_x$, $SO_2$를 $HNO_3$, $H2SO_4$ 형태로의 산화 반응, 기-액 계면에서 $HNO_3$와 $H2SO_4$ 흡수 반응, 화학 첨가제에 의한 중화 반응을 기본으로 하고 있다. 본 논문에서는 각각의 동시 저감공정에 대한 기술적인 특징과 대용량 처리 공정 응용을 위한 향후 전망을 정리하였다.