본 연구는 삼상유동층 반응기를 양어장 순환수 처리장치로 설치하여 질산화제거를 정량화하고 최적운전방법을 도출하였다. 메디아 농도가 85g/l 일시 유기물질 부하율이 2.739-0.086 kg $COD/m^3/day$인 유동층공법에서 $56.3-94.7\%$의 SCOD 제거효율을 나타냈으며 SCOD 제거효율은 유기물질 부하가 증가할수록, HRT가 작을수록 낮아지는 경향을 보였다. 본 반응조의 최대 유기물질 제거율은 1,200 mg COD/l/day였다. 암모니아성 질소부하율이 $1.575-0.128kg\;NH_4\;^+-N/m^3/day$에서 $67.3-92.6\%$의 암모니아성 질소 제거효율을 얻었으며 암모니아성 질소제거량은 $11.2-488mg\;NH_4\;^+-N/l/day$였다. 메디아농도가 50g/l에 비해 85g/l에서 유기물질 제거 및 암모니아성 질소제거효율이 더 높았으며 메디아농도의 증가는 암모니아성 질소제거에 더 큰 효과를 보인다. 공기주입율은 일단 미생물이 부착을 하고 나면 유기물질 제거에 미치는 영향을 적으나 암모니아성 질소제거에 영향을 주므로 최소 유동가능한 공기주입율과 암모니아성 질소제거측면을 고려한 공기주입율의 산정이 요구된다.
본 총설은 분리막기술이 적용된 수소생산에 대한 개론으로, 특히, 암모니아를 수소운반체로 이용하는 수소생산에 대한 연구결과를 중점적으로 서술하였다. 암모니아를 수소운반체로 적용한 수소생산은 추가적인 탄소생성이 없다는 점 외에 여러 측면에 있어 이점이 있다. 많은 연구들이 고순도 수소 분리 및 생산을 위한 분리막 개발을 위해 진행되고 있으며, 이들 중 팔라듐을 기본으로 한 분리막(예를 들어, 다공성 세라믹 또는 다공성 금속 지지체와 팔라듐 합금의 얇은 선택층으로 이루어진 분리막)에 대한 연구가 활발하다. 반면에, 효율적인 암모니아 분해를 위해서는 주로 루테늄 촉매가 적용되고 있으며, 루테늄과 지지체 및 촉진제로 이루어진 루테늄에 기반을 둔 촉매에 대한 연구발표가 다수 존재한다. 수소생산을 위한 분리막 반응기 형태로는 충전층, 유동층, 그리고 마이크로반응기 등이 있으며, 이들의 최적화 및 원활한 물질전달 연구는 현재진행형이다. 또한, 높은 암모니아 분해율, 고순도 수소생산 및 높은 수소생산율을 얻기 위해 분리막과 촉매의 다양한 조합에 대한 연구 및 분리막과 촉매의 역할을 동시에 구현할 수 있는 분리막에 대한 연구가 발표되고 있다.
활성화시킨 Succinylaminopropyl glass beads에 glutaraldehyde을 사용하여 고정화시킨 Mucor spp L42 응유효소를 치즈 커드 형성과정에 이용하고져 고정화 효소의 안정성, 재이용성, 반응의 조건, 반응조의 형태등에 대하여 탈지유(pH 5.6, $8^{\circ}C$)를 사용하여 반응시킨후 $30^{\circ}C$ 항온수조내에서 커드의 형성 상태를 조사하였던바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 고정화 Mucor spp L42 응유효소를 0.2M phosphate buffer(pH 4.6)에 0.06% sodium azide을 첨가한 액에 침지한 상태로 $5^{\circ}C$ 이하에서 보존할 경우 3개월 후에도 활력의 80%가 유지되었다. 2) 고정화 Mucor spp L42 응유효소를 탈지유(pH 5.6, $8^{\circ}C$)로 반응시켰을때 반응 초기에는 고정화 효소의 활력이 급격히 감소하였고, 이것은 bead에 결합되는 질소화합물과 효소의 활력간에 관계가 있는 것으로 나타났다. 3) 고정화 Mucor spp L42 응유효소에 bead와 탈지유의 접촉시간을 60 sec/ml로 하여 탈지유(pH 5.6, $8^{\circ}C$)로 연속적으로 반응시켰을때 6시간 이후에도 bead의 활력의 70%가 유지할 수 있었다. 4) Fluidized bed와 shaking fluidized bed을 사용하는 것이 충진반응조 보다 탈지유의 반응속도가 높았다.
본 연구에서는 석탄가스에 함유된 $H_2O/H_2S$ 농도변화에 따른 세가지 종류의 아연계 탈황제의 반응성능을 회분식 유동층반응기에서 분석하였다. 가스화에서 생성되는 가스의 조성은 모사가스를 이용하여 입구의 $H_2O$와 $H_2S$ 농도를 변화시켜 실험을 수행하였다. $H_2O$의 농도는 5%부터 30%까지 $H_2S$의 농도는 0.5%에서 2%로 변화시켜 탈황성능을 분석하였다. 실험 결과 $H_2O$의 농도가 증가할수록 탈황성능이 감소하였다. 입구의 $H_2S$ 농도가 증가할수록 탈황반응기 후단의 $H_2S$ 농도 역시 증가하였으나, 탈황성능은 최저 99.5%로 건식탈황제를 이용하여 99% 이상의 $H_2S$ 제거 성능을 보이는 것을 확인하였다.
To confirm the operating range of two oxygen carriers for chemical looping combustion system, the effects of operating variables on solid circulation rate were measured and discussed using a two-interconnected circulating fluidized bed system at ambient temperature and pressure. Moreover, suitable operating ranges to avoid choking of the fast fluidized bed (air reactor) were confirmed for two oxygen carriers. A continuous long-term operation of steady-state solid circulation more than 24 hours was also demonstrated within the operating windows. Finally we could confirm that those two oxygen carriers are suitable for chemical looping combustion system with high solid circulation rate and smooth solid circulation.
Streptomyces erythreus의 포자를 다공성의 celite를 담체로 이용하여 미세구멍조직내에 흡착 후 배양하여 얻은 균사 증식 담체를 erythromycin의 발효에 응용하였다. 이때 균사체는 담체의 내부에서부터 포자가 발아하여 담체 표면으로 성장되어 나왔기 때문에 부착성이 강하고 매우 안정한 biofilm growth를 보여 주었다. 발효시 배지중의 com steep liquor의 양을 0.8g/L 첨가하여 인산원의 농도를 40mg $KH_2PO_4/L 정도로 하였을 때 항생제 비생산 속도는 최대값 2,898$\mu$g/g.cell.hr로서 인산원이 제한되지 않은 배지에서 얻은 비생산속도 557$\mu$g/g.cell.hr보다 약 4배의 증가효과를 보였다. 유동층 반응기를 이용한 연속 발효 공정에서도 인산원의 제한에 의하며 세포의 항생제 합성 활성은 약 600시간 이상 유지 되었다.
Thermal shock or overheating of WGS catalyst for SEWGS system during hydrogen pre-treatment can cause reactivity decay of the catalyst. To select appropriate pre-treatment condition, temperature profiles of catalyst bed (or outside fluidized particle bed of bed insert) during pre-treatment were measured and then CO conversions of those catalysts during WGS reaction were also measured and compared. Drastic overheating of catalyst took place when we reduce catalyst at fixed bed condition and these catalysts showed low CO conversion during WGS reaction. On the contrary, there was no overheating of catalyst at fluidized bed condition not only physical mixing case but also bed insert case. Spring type bed insert showed acceptable CO conversion even at low WGS content. Consequently, feasibility of high CO conversion without decay of reactivity of catalyst and holding the WGS catalyst inside the SEWGS reactor as tablet shape were confirmed using spring type bed insert.
Hasolli, Naim;Jeon, Seong Min;Park, Young Ok;Kim, Yong Ha
청정기술
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제21권2호
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pp.96-101
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2015
수소를 환원제로 사용한 산화철의 유동 환원에서, 환원율에 대한 다양한 공정 변수를 통해 산화철의 하나인 적철광의 환원 거동을 면밀히 관찰하였다. 본 연구를 위해 특별히 설계된 실험실 규모의 유동층 장치에서 목적으로 하는 환원 특성에 대한 가스 속도, 환원 시간 및 온도의 최적 값을 평가 하였다. 최적의 환원율을 나타낸 온도는 750 ℃, 환원 시간은 30분이며 이들을 다음의 시험을 위한 시작점으로 매개 변수 값을 설정 하였다. 가장 높은 관심을 갖는 변수들 중 하나는 가스의 소비 원단 위로, 이는 최적의 조건에서 산화철 1톤을 기준하여 90% 이상의 환원율을 달성하기 위해 요구되는 가스의 양을 말한다. 이 매개 변수는 실험실 수준 장치의 스케일 엎에 있어서 중요한 인자이며, 본 연구를 통해 1,500 Nm3/ton-ore가 산화철이 가장 높은 환원율을 갖기 위한 최적의 가스 소비 원단위 임을 확인하였다.
최근 환경문제로 인해 폭발성 폐기물을 안전하게 소각 처리하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 유동층 소각로를 이용한 처리 공정은 기존 방법보다 연소 가스 배출량이 현저하게 낮으며, 운전의 효율 또한 높다. 본 연구에서는, 폐 추진제 중 가장 많은 양이 폐기되고 있는 Double-based Propellant를 유동층 소각로에서 소각하는 공정을 전산유체역학 프로그램으로 모사하였다. Cylindrical Bed 내부에서 일어나는 7개의 연소 반응이 안전하게 모사되는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 실제 공정 설계를 진행하면, 앞으로 폭발성 폐기물 처리 공정 연구에 새로운 연구 방향을 제시할 것이라 사료된다.
TTIP를 원료로 하여 순환유동층화학기상증착법으로 TiO$_2$ 광촉매 막이 코팅된 비드를 제조하였고, 광반응기에서 포름알데히드 수용액의 분해실험을 통하여 광촉매 비드의 활성을 평가 하였다. 포름알데히드의 광촉매 분해실험에서 자외선 강도, 순환유속 그리고 과산화수소의 첨가량이 증가함에 따라 분해속도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 초기농도와 pH의 증가는 분해속도를 낮추는 결과를 가져왔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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