• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권2호
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• pp.641-645
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• 2019

Experimental equipment for studying the sorption properties of iodine sorbents using radioactive methyliodide has been developed. The sorption capacity index ${\alpha}$ is proposed as a criterion parameter for assessing the quality of impregnated activated charcoals. It was found that this parameter does not depend on the dynamic conditions during the sorbent test. It was shown that values of the sorption capacity index allow to recommend iodine sorbents for industrial gas cleaning processes.

• 상하수도학회지
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• 제10권4호
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• pp.103-110
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• 1996

Excessive phosphorus (P as orthophosphate) is one of the major pollutants in natural water that are responsible for algal blooms and eutrophication. P removal by slag is an attractive solution if the P sorption capacity of the slag is significant. To design an efficient land treatment facility, basic information on the behaviour of P in the media-water environment is required. In this study, detailed column experiments were conducted to study the P transport under dynamic condition, and mathematical models were developed to describe this process. The column experiments conducted with dust and cake waste products (slag) from BHP steel industry in Australia as adsorbing media indicated that they had higher sorption capacity of P than that of a sandy loam soil from North Sydney, Australia. P transport in the dust and cake columns exhibited characteristics S-shaped or curvilinear breakthrough curves. The simulated results from a dynamic physical non-equilibrium sorption model (DPNSM) and Freundlich isotherm constants satisfactorily matched the corresponding experimental breakthrough data. The mobility of P is restricted proportionally to the adsorbent's sorption capacity.

• Carbon letters
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• 제6권3호
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• pp.141-147
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• 2005

The carbon sample "O", phosphoric acid-activated carbon "OP", zinc chloride-activated carbon "OZ", and two steam activated carbons "OS" and "OS2" with different burn-off of 25% and 58% respectively, were prepared from olive stones. The textural properties were determined from the results of nitrogen adsorption at 77 K and by analyzing these results through the application of different adsorption models. The chemistry of the carbon surfaces was determined from the base neutralization capacities, acid neutralization capacity and surface pH. The sorption of $Pb^{2+}$ ions on to the carbons prepared was followed under dynamic and equilibrium conditions. The differences between the values of the textural parameters were attributed to the inapplicability of some adsorption models and to the heterogeneity of the microporous carbons. The sorption of $Pb^{2+}$ ions is favored on carbon and activated carbons. However, chemically activated carbons are more effective compared with steam-activated ones. The sorption of $Pb^{2+}$ ions were related to the chemistry of the surface rather than to the textural properties.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.419-425
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• 2017

본 연구에서는 벤치급 건식 $CO_2$ 포집 성능평가 장치에서 흡수반응기 내부의 구조와 형태에 따른 K-계열 흡수제(KEP-CO2P2, 한국전력공사 전력연구원)의 성능특성을 확인하였다. 흡수반응기 혼합영역(mixing-zone)에 구조와 형태가 다르게 제작된 두 종류의 열교환기가 적용되었으며, 각각 CASE 1과 CASE 2로 나뉘어 동일한 조업조건으로 연속운전을 수행하였다. 연속운전동안 흡수반응 온도는 $75{\sim}80^{\circ}C$, 재생반응 온도는 $190{\sim}200^{\circ}C$, 그리고 반응기체($CO_2$) 농도는 12~14 vol%으로 설정하였다. 특히 흡수제의 흡수능 비교를 위해 흡수반응기 혼합영역의 차압을 400~500 mm$H_2O$로 유지하며 운전하였다. 또한 반응 후 채집한 시료는 반응성 비교를 위해 TGA를 이용하여 물성분석을 하였다. CASE 1 실험에서 $CO_2$ 제거효율과 동적흡수능은 각각 64.3%, 2.40 wt%으로 산출 되었고, CASE 2 실험에서 $CO_2$ 제거효율과 동적흡수능은 각각 81.0%, 4.66 wt%으로 산출되었다. 또한 반응 후 흡수제에 대한 TGA 측정 결과의 무게감량을 이용하여 흡수제의 동적흡수능을 계산한 결과, CASE 1과 CASE 2 실험에서 반응 후 흡수제의 동적흡수능은 각각 2.51 wt%와 4.89 wt%으로 산출되었다. 결론적으로 동일한 조업조건에서 흡수반응기 내부에 삽입되는 열교환기의 구조와 형태에 따라 흡수제의 성능 차이가 있는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.155-161
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• 2012

바이오필터에서 폐가스에 포함된 유기오염물을 제거하는 효율에 대한 미디움 흡착능력의 영향을 포괄하는 강인한 동적 바이오필터 모델링을 수행하였다. 특히 비정상상태의 운전 조건 하에서도 바이오필터에 의해 처리된 폐가스 내의 유기오염물 농도를 구하기 위한 바이오막, 가스상, 수착(sorption) 부피 및 흡착상의 네가지 모델요소로 구성된 독창적인 모델인 개선된 프로세스럼핑 모델을 제시하였다. 이전의 프로세스럼핑모델에서는 담체에 대한 VOC의 평형 흡착량이 담체의 수착부피 내의 용존 VOC 농도에 선형적으로 비례한다는 가정 하에서 식을 유도하였으므로, 폐가스 처리에 적용이 제한적이었다. 따라서 실제 적용을 위해서 Freundlich 식과 같은 흡착관계식을 프로세스럼핑 모델에 접합하여 모든 농도의 VOC의 경우에 유효한 강인한 프로세스럼핑 모델을 구축하였다. 프로세스럼핑 모델 파라미터 중에서 바이오필터 미디움의 흡착과 관련한 파라미터 값들을 선행논문의 동적 흡착칼럼실험 및 문헌을 통하여 구하였다. 또한 에탄올을 포함한 폐가스처리를 위한 비정상상태의 바이오필터실험을 수행하였고, 그 실험결과와 여러 가지 Thiele modulus(${\phi}$) 값을 가지는 동적 바이오필터모델링 예측 값과 비교하였다. 이때에 구하여진 Thiele modulus(${\phi}$) 값은 0.03에 근접하였다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.185-195
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• 2012

나노 크기 매킨나와이트(FeS)는 높은 환원력, 흡착성, 그리고 비표면적을 지니고 있어, 염소유기물의 분해와 중금속 및 비금속의 제거에 유용하다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 콜로이드 안정성(colloid stability)의 변화로 지하수 흐름에 따라 쉽게 확산되거나, 입자집적(particle aggregation)에 의해 대수층의 공극을 막을 수 있다. 따라서 투과반응벽(permeable reactive barrier)에 적용하기 위해서 적절한 공학적 변형이 필요하다. 본 연구에서는 코팅법을 적용해 나노크기 매킨나와이트를 변형시킴으로써 본래의 반응성을 유지하고 또한 경제적인 투과반응벽의 설치에 활용하고자 한다. 이를 위해 화학적 처리를 하지 않은 규사(non-treated silica sand, NTS)와 화학적 처리에 의해 불순물이 제거된 규사(chemically treated silica sand, CTS)를 사용해 매킨나와이트를 코팅시켰다. 두 규사 모두 약 pH 5.4에서 매킨나와이트가 최대로 코팅되었으며, 이 pH는 (1) 매킨나와이트의 용해도, (2) 규사 및 매킨나와이트의 표면전하(surface charge)에 의해 영향받았다. 최적 pH에서 NTS와 CTS에 의한 코팅량은 각각 0.101 mmol FeS/g, 0.043 mmol FeS/g으로, NTS 표면에 존재하는 산화철 등의 불순물에 의해 매킨나와이트의 코팅이 현저히 증가했다. 한편 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 규사 2종과 최적 pH에서 코팅된 규사 2종을 이용해 아비산염(arsenite)의 흡착실험을 실시했다. pH 7에서 코팅되지 않은 NTS와 코팅된 NTS에 의한 아비산염의 상대적 제거율은 아비산염의 초기 농도에 따라 달라졌다. 낮은 농도에서 코팅되지 않은 NTS가 높은 아비산염의 제거율을 보였으나, 높은 농도에서는 코팅된 NTS가 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 이런 차이는 아비산염은 낮은 농도에서 규사 표면에 존재하는 산화물과의 표면배위결합(surface complexation)에 의해 제거되었고, 높은 농도에서 코팅된 매킨나와이트와 반응해 황화비소(arsenic sulfides)로 침전되었기 때문이다. pH 7에서 코팅된 NTS에 비교해 코팅된 CTS는 현저히 낮은 아비산염 제거율을 보였는데, 이는 CTS의 상대적으로 낮은 매킨나와이트 코팅량에 기인했다. 따라서 코팅된 NTS는 코팅된 CTS보다 아비산염의 제거를 위한 투과반응벽의 설치에 더 적합한 물질이며, 특히 아비산염의 오염도가 심한 지하수의 복원에 유용하게 적용될 수 있다.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권12호
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• pp.2384-2393
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• 2018

Porous alginate-based hydrogel beads (porous ABH) have been prepared through a facile and sustainable template-assisted method using nano-calcium carbonate and nano-$CaCO_3$ as pore-directing agent for the efficient capture of methylene blue (MB). The materials were characterized by various techniques. The sorption capacities of ABH towards MB were compared with pure sodium alginate (ABH-1:0) in batch and fixed-bed column adsorption studies. The obtained adsorbent (ABH-1:3) has a higher BET surface area and a smaller average pore diameter. The maximum adsorption capacity of ABH-1:3 obtained from Langmuir model was as high as $1,426.0mg\;g^{-1}$. The kinetics strictly followed pseudo-second order rate equation and the adsorption reaction was effectively facilitated, approximately 50 minutes to achieve adsorption equilibrium, which was significantly shorter than that of ABH-1:0. The thermodynamic parameters revealed that the adsorption was spontaneous and exothermic. Thomas model fitted well with the breakthrough curves and could describe the dynamic behavior of the column. More significantly, the uptake capacity of ABH-1:3 was still higher than 75% of the maximum adsorption capacity even after ten cycles, indicating that this novel adsorbent can be a promising adsorptive material for removal of MB from aqueous solution under batch and continuous systems.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권1호
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• pp.107-113
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• 2014

Small sized manganese dioxide particles are immobilized onto the surface of sand by the wet impregnation process. The surface morphology of the solid, i.e., immobilized manganese dioxide natural sand (IMNS) is performed by taking scanning electron microscope images and characterized by the X-ray diffraction data. The specific surface area of the solid is obtained, which shows a significant increase in the specific surface area obtained by the immobilization of manganese dioxide. The $pH_{PZC}$ (point of zero charge) is found to be 6.28. Further, the IMNS is assessed in the removal of As(III) and As(V) pollutants from aqueous solutions under the batch and column operations. Batch reactor experiments are conducted for various physicochemical parametric studies, viz. the effect of sorptive pH (pH 2.0-10.0), concentration (1.0-25.0 mg/L), and background electrolyte concentrations (0.0001-0.1 mol/L $NaNO_3$). Further, column experiments are conducted to obtain the efficiency of IMNS under dynamic conditions. The breakthrough data obtained by the column experiments are employed in non-linear fitting to the Thomas equation, so as to estimate the loading capacity of the column for As(III) and As(V).