• 제목/요약/키워드: Equilibrium Chemical Reaction

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DSC와 XPS를 통한 수분노화가 THPP 점화제에 미치는 영향 분석 (The Analysis on the Effects of Hygrothermal Aging to THPP Using DSC and XPS)

  • 오주영;김유천;여재익
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.79-92
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    • 2019
  • Titanium hydride potassium perchlorate (THPP)는 항공우주분야에서 일반적으로 널리 사용되는 불꽃점화장치중 하나이다. 현 연구에서는 THPP에 수분 열 노화를 가했을 때, 연소과정에 끼치는 영향과 변화된 결과들을 실험적으로 밝혀내었다. 우선, Differential Scanning Calorimetry (DSC)와 isoconversional method를 적용하여 노화된 THPP 시료의 반응개시지연 및 최대반응속도의 저하를 확인하였다. 반응속도 파라미터는 첫 번째 반응에서 Viton에 의해 낮아지며 후에 잔류한 $KClO_4$의 영향으로 상승하는 경향을 보였다. 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 통해 노화된 THPP 시료에서 산화제 성분은 감소하고 연료산화효과가 두드러짐을 확인하였다. 또한 NASA Chemical Equilibrium with Applications (CEA)을 사용하여 얻은 이론발열량이 DSC로부터 구한 실험적 발열량과 비슷한 경향을 따르므로 실험적으로 구한 발열량 트렌드가 타당함을 검증할 수 있었다.

$CH_4-O_2$ Vitiated 공기가열기에서의 오염도 분석 (Analysis of Contaminants in a $CH_4-O_2$ Vitiated Air Heater)

  • 나재정;이정민;임진식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.447-450
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    • 2010
  • $CH_4-O_2$ vitiated 공기가열기에서의 유동 오염도 분석을 위해 가열기 및 노즐 영역에 대한 평형 및 평형 유동장 계산을 수행하였다. 유동장은 일차원 비점성 유동으로 가정하였으며 계산 결과는 측정값과 비교하였다. 연구결과 연소 지연이나 중단 현상에 영향을 주는 오염원으로써 NO 성분의 존재를 파악하기 위해서는 비평형 유동장 계산이 고려되어야 함을 알 수 있었다.

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화학적 방법에 의한 가황 EPDM 고무의 탈황처리 (Devulcanization of Vulcanized EPDM Rubber by a Chemical Method)

  • 문재호;김양수
    • Elastomers and Composites
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    • 제35권4호
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    • pp.288-295
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    • 2000
  • 가황 EPDM(ethylene-propylene-diene terpolymer) 고무를 화학적 탈황처리 방법을 통하여 가교 밀도를 감소시키고자 시도하였다. 화학적 탈황처리를 위하여 상이동 촉매(phase transfer catalyst), 알카리 금속인 sodium, triphenylphosphine 등을 탈황 조제로 사용하였으며 또한 2-butanol을 탈황반응의 반응용매로 사용한 경우에 대한 탈황처리 효과도 아울러 조사하였다. 4급 암모니움염 형태의 상이동 촉매를 탈황반응에 이용할 경우 촉매의 분자량에 따른 변화 그리고 bromide(Br) 음이온 대비 chloride(Cl)음이온 사용에 따른 변화 등을 비교하였다. Sodium(Na)을 탈황반응에 투여할 경우 Na의 사용량, 반응온도, 반응시간 그리고 반응 분위기로 이용된 수소가스의 압력 등 반응변수에 따른 탈황효과를 살펴보았다. 가교밀도를 정량적으로 나타내는 수치인 $M_c$값(가교점 사이의 수평균 분자량)을 평형팽윤법을 이용하여 실험적으로 결정하였고 가황 EPDM 고무시료의 탈황효과 분석은 탈황 전과 탈황 후 시료에 대한 $M_c$ 값을 비교함으로써 수행되었다.

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작은 반응 매질에서 일어나는 촉매 반응 속도에 관한 연구 (Kinetics of Catalytic Reactions Occurring in a Small Reaction Volume)

  • 김중한;성재영
    • 대한화학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.217-222
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    • 2008
  • 본 논문에서는 반응 매질의 부피가 촉매 반응 속도에 미치는 영향을 조사하였다. 단순하지만 정확한 모델에 대한 연구로부터 촉매 반응의 반응 속도 계수는 매질의 부피가 줄어들 수록 증가함을 알게 되었다. 평균 반응속도 상수(average reaction rate constant)는 Collins-Kimball 속도 상수의 일반화 된 형태로 얻어졌는데, 속도 상수는 부피의 효과를 보정해주는 인자를 포함하고 있다. 조사한 모델의 반응물 농도는 전통적 화학 반응론에서 예측되는 지수함수적 감소와는 상당한 차이를 보이는데 이는 기존 화학 반응속도론에서는 무시되는 반응분자 공간 분포의 비평형 확산운동(non-equilibrium diffusive dynamics)의 효과 때문이다. 반응 매질의 부피 가 유한한 점을 고려하면, 반응 시간이 충분히 오래 지났을 때, 기존의 확산지배 반응에서는 예측 되는 않는 지수 함수적 농도 감소가 얻어지는데, 그 속도 상수 역시 반응매질 크기에 의존한다.

금속매체 순환식 수소생산 시스템의 성능예측 및 공정선정 (Performance Estimation and Process Selection for Chemical-Looping Hydrogen Generation System)

  • 류호정;진경태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.209-218
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    • 2005
  • To find a suitable metal component in oxygen carrier particles for chemical-looping hydrogen generation system(CLH), oxygen transfer capacities of metal components were compared and Ni has been selected as the best metal component. The proper operating conditions to achieve high hydrogen generation rate have been investigated based on the chemical-equilibrium composition analysis for water splitting reactor. Moreover, suitable compositions of syngas from gasifier of heavy residue to achieve high energy efficiency have been investigated by calculation of heat of reaction. Based on the selected operating conditions, the best configuration of two interconnected fluidized beds system for the chemical-looping hydrogen generator has been investigated as well.

Photocatalytic degradation of textile dye CI Basic Yellow 28 wastewater by Degussa P25 based TiO2

  • Konecoglu, Gulhan;Safak, Toygun;Kalpakli, Yasemen;Akgun, Mesut
    • Advances in environmental research
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    • 제4권1호
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    • pp.25-38
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    • 2015
  • Wastewaters of textile industry cause high volume colour and harmful substance pollutions. Photocatalytic degradation is a method which gives opportunity of reduction of organic pollutants such as dye containing wastewaters. In this study, photocatalytic degradation of C.I. Basic Yellow 28 (BY28) as a model dye contaminant was carried out using Degussa P25 in a photocatalytic reactor. The experiments were followed out at three different azo dye concentrations in a reactor equipped UV-A lamp (365 nm) as a light source. Azo dye removal efficiencies were examined with total organic carbon and UV-vis measurements. As a result of experiments, maximum degradation efficiency was obtained as 100% at BY28 concentration of $50mgL^{-1}$ for the reaction time of 2.5 h. The photodegradation of BY28 was described by a pseudo-first-order kinetic model modified with the langmuir-Hinshelwood mechanism. The adsorption equilibrium constant and the rate constant of the surface reaction were calculated as $K_{dye}=6.689{\cdot}10^{-2}L\;mg^{-1}$ and $k_c=0.599mg\;L^{-1}min^{-1}$, respectively.

Separation and Concentration of L-Phenylalanine using a Supported Liquid Membrane

  • Jeong Woo Choi;Kyu
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제3권1호
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    • pp.24-31
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    • 1998
  • The separation and concentration of L-phenylalanine (L-Phe) using a supported liquid membrane (SLM) is investigated. A cation complex agent, di-2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA), is used as a carrier in the SLM with n-Heptane as a solvent. The reaction order and equilibrium constant in the formation reaction of L-phe-carrier complex are obtained from the extraction experiment. A mathematical model for a carrier mediated counter transport process is proposed to estimate the diffusion coefficient of L-phe-carrier complexly in the liquid membrant. Permeation experiments of L-phe using a SLM are performed under various operating conditions and optimum conditions for the transport of L-phe are obtained. Concentration of L-phe in the strip phase against its concentration is observed. Transport rate of glucose through liquid membrane is less than that of L-phe in the competitive transport of L-phe and glucose. And the existence of glucose reduced the transport rate of L-phe. The performance of separation with continuous strip phase is increased due to the dilution effect in the strip phase.

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A Thermo chemical Study of Arcjet Thruster Flow Field

  • J-R. Shin;S. Oh;Park, J-Y
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.257-261
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    • 2004
  • Computational fluid dynamics analysis was carried out for thermo-chemical flow field in Arcjet thruster with mono-propellant Hydrazine ($N_2$H$_4$) as a working fluid. The theoretical formulation is based on the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations for compressible flows with thermal radiation. The electric potential field governed by Maxwell equation is loosely coupled with the fluid dynamics equations through the Ohm heating and Lorentz force. Chemical reactions were assumed being infinitely fast due to the high temperature field inside the arcjet thruster. An equilibrium chemistry module for nitrogen-hydrogen mixture and a thermal radiation module for optically thin media were incorporated with the fluid dynamics code. Thermo-physical process inside the arcjet thruster was understood from the flow field results and the performance prediction shows that the thrust force is increased by amount of 3 times with 0.6KW arc heating.

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Efficient extraction and recovery of Lignosulfonate using sunflower oil as green solvent in liquid membrane transport: Equilibrium and kinetic study

  • Kumar, Vikas;Singh, Raghubansh K.;Chowdhury, Pradip
    • Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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    • 제67권
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    • pp.109-122
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    • 2018
  • This work highlights extraction and removal of Lignosulfonate using sunflower oil-Tri-n-octylamine (TOA) system in bulk liquid membrane transport. Maximum extraction and recovery percentages of 92.4% and 75.2% were achieved. Optimum manifold operating conditions were: 4 vol.% TOA, $2{\pm}0.1$ feed phase pH, 300 rpm stirring speed, at $40^{\circ}C$ with 0.2 (M) $Na_2SO_4$ solution. 1:2 (organic/aqueous) and 1:1 (aqueous/aqueous) phase ratios produced best results. Extraction (36.85 kJ/mol) was found to be intermediate controlled and stripping (54.79 kJ/mol) was chemical reaction controlled. Kinetic estimation of data with higher rate constants for stripping vis-${\grave{a}}$-vis extraction showed latter to be rate determining.

그물구조 수지 촉매상에서 가솔린 옥탄가 향상제인 ETBE 합성 (Synthesis of ETBE as an Octane Enhancer for Gasoline over Macroreticular Robin Catalysts)

  • 박진화;이진형;김재승
    • 공업화학
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    • 제5권5호
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    • pp.825-835
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    • 1994
  • 가솔린 옥탄가 향상제인 ETBE(Ethyl Tertiary Butyl Ether)의 기상합성을 성질이 다른 그물구조형 이온교환 수지인 Amberlyst-15와 Amberlyst XN-1010촉매상에서 고정층 상압 유통식 미분형 반응기로 수행하였다. 반응물로는 ethanol과 isobutene을 사용하였고, 반응온도 $70-140^{\circ}C$ 범위에서 실험을 행하여 수지촉매들의 활성을 비교한 결과 Amberlyst-15의 활성이 Amberlyst XN-1010보다 우수하였다. 미분형 반응기로부터 얻은 속도론적 자료를 선형회귀분석하여 적합한 속도모델과 매개변수를 구한 결과 ETBE합성반응은 LHHW(Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Waston) 반응기구에 의하여 이루어진 것으로 보여진다. 또한, 각 온도에 따른 표면 반응속도 상수와 반응물들의 흡착평형상수와 표면반응 활성화 에너지를 구하였으며, Amberlyst-15 및 Amberlyst XN-1010의 활성화에너지는 각각 18.64 및 24.19 Kcal/mol이었다.

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