• 제목/요약/키워드: Recycling of catalysts

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액화기술 적용 식물체 잔사별 원유 생산량 비교 (Comparative Crude Oil Productions on Liquefaction of Crop Residues)

  • 신중두;윤순철;백이;박상원;최홍림
    • 유기물자원화
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    • 제16권4호
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • 본 연구는 볏짚, 보리짚, 밀짚 및 유채대를 이용한 액화공정을 적용하여 중유를 생산할 때 그 생산량을 비교하였다. 촉매제로 $K_2CO_3$, NaOH 및 KOH와 같은 촉매제를 사용하여 반응온도 $320^{\circ}C$에서 10분간 반응시켰다. 액화공정 시스템은 외부전기화로, 교반기 및 5,000ml 반응기로 구성되어 있다, 반응기에 식물체 잔사 160g, 증류수 2,000ml 및 촉매제를 혼합하였으며, 촉매제량은 식물체 잔사량의 10%(wt/wt)를 투입하였다. KOH 촉매제를 사용하며, 보릿짚을 이용할 경우 바이오매스 투입량과 비교하여 최고 중유 생산량은 29%였다. 바이오매스 발열량과 비교하여 식물체 잔사로부터 전환된 중유의 발열량은 55~66% 범위이었다. 밀짚으로부터 전환된 중유의 발열량은 약 6190 kcal/kg으로 가장 높게 관측되었다.

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알칼리화합물과 텅스텐/바나듐산화물의 기계화학반응을 이용한 수 침출 연구 (Water Leaching of Tungsten and Vanadium through Mechanochemical Reaction of Their Oxides and Alkali-Compounds)

  • 김병진;김수윤;이재령
    • 자원리싸이클링
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    • 제27권4호
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    • pp.57-64
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    • 2018
  • 알칼리화합물과의 기계화학반응을 통해 산화물로부터 텅스텐(W)과 바나듐(V) 성분의 수 침출 특성을 조사하였다. 기계화학반응은 알칼리화합물의 혼합율과 분쇄시간을 변화시키면서 실시하였고, 그 결과, 수용성 용해특성의 $Na_2WO_4$$NaVO_3$가 각각 생성되었으며 수 침출에 의한 W, V의 침출특성은 알칼리화합물의 혼합율과 분쇄시간에 비례하여 증가하였다. 99% 이상의 침출율은 각각 30분 (W), 5 분 (V)의 짧은 기계화학적 처리를 통하여 달성되었다. 이러한 기계화학적 처리를 통하여 텅스텐, 바나듐산화물로부터 수 침출에 의한 추출이 가능하였고, 이 공정은 탈질촉매로부터 텅스텐, 바나듐의 선택적 회수에 적용될 수 있다.

슬러리 코팅 공정을 이용한 Fe 폼의 제조에 대한 연구 (Fabrication of Fe Foam using Slurry Coating Process)

  • 윤중열;박다희;양상선;왕제필
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권6호
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    • pp.97-101
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    • 2017
  • 메탈폼은 매우 많은 기공을 포함하는 세포상 구조를 갖는 고체금속을 일컫는다. 특히 관통 기공 같은 개기공들은 고온용 필터 및 촉매 지지체 등으로 산업적으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 슬러리 코팅공정으로 90% 이상의 기공율과 2 mm 이상의 기공크기를 갖는 Fe 폼을 제조하였다. 이때 Fe 분말과 $Fe_2O_3$ 분말의 혼합비를 달리하여 기공율과 기공크기를 제어하였다. 이를 위해 우선 분말, 증류수 및 폴리비닐알콜(PVA)를 균일하게 혼합하여 슬러리를 제조하였다. $Fe_2O_3$ 분말의 혼합 비율이 증가할수록 PU 폼에 코팅된 슬러리의 양이 증가한 반면 Fe 폼의 수축 및 기공율은 각각 감소하였다.

목질폐재(木質廢材)의 열(熱)-화학적(化學的) 탈(脫)산소-수소첨가반응(환원반응)에 의한 액화(液化)탄화수소의 합성 (II) (Hydrocarbon Synthesis of Waste Lignocellulosics by Liquefaction Reaction of Thermochemical Deoxyhdrogenolysis Method (II))

  • 이병근
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제19권4호
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    • pp.80-84
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    • 1991
  • Lignocellulosic biomass including acetosolv ricestraw and spruce lignin were liquefied and converted into liquid hydrocarbons by catalytic hydroliquefaction reaction. These experimental works were carried out in 1-liter-capacity autoclave using 50% tetralin and m-cresol solution respectively as soluble solvent and Ni. Pd. Fe and red mud as catalyst. $H_2$ gas was supplied into the reactor for escaltion of deoxhydroenolysis reaction. Catalyst concentrations were 1 % of raw material based on weight. The ratio between raw materials and soluble solvent are 1g and 10cc. The reaction conditions are 400-$700^{\circ}C$ of reaction temperature, 10-50 atms of reaction pressure. The highest yield of hydrocarbon, so called "product oil" showed 32% and 5.5% of lowest char formation when red mud was used as catalyst. The product oil yields from those of other catalysts were in the range of 20-29%. The influence of different initial hydrogen pressures was examined in the range d 30-50 atms. A minimum pressure of 35 atms was necessary to obtain a complete recovery of souble solvent for recycling.

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기능성 나노섬유에 의한 중금속 이온의 제거에 관한 연구 (A Study on the Removal of an Heavy Metal Ions by an Functional Nano Fibers)

  • 안형환
    • 한국안전학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.57-64
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    • 2004
  • This is the study for the removal of a toxic heavy metal ions and the recycling of expanded polystyrene wastes. Thus expanded polystyrene wastes collected from the packing materials of TV or chemicals and dissolved by $80wt.\%$ solvent(N, N-Dimethylacrylamide), electrospun in DC 20kV by power supply. Generally, the electrospinning is a process of manufacture to the fibers of nanosize from polymer solution. Manufactured nanofiber mats by electrospinning were sulfonated by cone.-sulphuric acid with $Ag_2S_O_4$ catalysts for the exchange capacity of heavy metal ions and the properties of structure with sulfonated time investigated by FESEM(Feild Emission Scaning Electron Microscope). The ion exchange capacity of light metal$(Na^+)$, Cd(II) and Ni(II), and by a nanofiber mats were 1.94[mmo1/g-dry-mat), 1.72(mmol/g-dry-mat), 1.24(mmol/g-dry-mat), respectively., and water uptake content showed a similar trend with IEC. and The selectivity coefficients $K^M_H$ of Cd(II), Ni((II) ions showed 0.324, 0.228. respectively.

Catalytic Biofilms on Structured Packing for the Production of Glycolic Acid

  • Li, Xuan Zhong;Hauer, Bernhard;Rosche, Bettina
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권2호
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    • pp.195-204
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    • 2013
  • While structured packing modules are known to be efficient for surface wetting and gas-liquid exchange in abiotic surface catalysis, this model study explores structured packing as a growth surface for catalytic biofilms. Microbial biofilms have been proposed as selfimmobilized and self-regenerating catalysts for the production of chemicals. A concern is that the complex and dynamic nature of biofilms may cause fluctuations in their catalytic performance over time or may affect process reproducibility. An aerated continuous trickle-bed biofilm reactor system was designed with a 3 L structured packing, liquid recycling and pH control. Pseudomonas diminuta established a biofilm on the stainless steel structured packing with a specific surface area of 500 $m^2m^{-3}$ and catalyzed the oxidation of ethylene glycol to glycolic acid for over two months of continuous operation. A steady-state productivity of up to 1.6 $gl^{-1}h^{-1}$ was achieved at a dilution rate of 0.33 $h^{-1}$. Process reproducibility between three independent runs was excellent, despite process interruptions and activity variations in cultures grown from biofilm effluent cells. The results demonstrate the robustness of a catalytic biofilm on structured packing, despite its dynamic nature. Implementation is recommended for whole-cell processes that require efficient gas-liquid exchange, catalyst retention for continuous operation, or improved catalyst stability.

귀금속 함유 폐기물로부터 아크로를 이용한 유가금속 회수 (Recovery of Precious Metals from Waste PCB and Auto Catalyst Using Arc Furnace)

  • 반봉찬;김창민;김영임;김동수
    • 자원리싸이클링
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    • 제11권6호
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    • pp.3-11
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    • 2002
  • 최근 전자산업의 발달로 인하여 폐 인쇄회로기판(PCB) 발생량이 증대되고 있으며 이는 유해물질 및 유가금속을 함유하고 있어 환경오염의 방지 측면 및 유용자원의 회수 측면에 있어서 재활용이 시급하다. 또한, 자동차의 배출가스 내의 대기오염 물질의 저감을 위하여 장착된 자동차 촉매에 백금족 금속이 함유되어 있어 폐기되는 자동차 촉매에서의 유가금속 회수 또한 필요하다. 이러한 유가금속을 회수하기 위하여 본 연구에서는 건식방법의 일종으로 고온처리에 의하여 발생하는 유해물질이 적으며 공정이 매우 안정적이라고 알려진 아크 전기로를 이용한 회수 방안을 고찰하였다. 생석회, 전로슬래그, 동슬래그를 사용하여 용제의 종류에 따른 유가 금속의 회수율을 관찰하였으며 직류 및 교류에 의한 영향 그리고 전류의 방향에 따른 유가 금속의 회수율을 살펴보았다. 용제의 종류에 따른 회수율에 있어서 전로슬래그나 동슬래그를 용제로 사용하는 것이 생석회에 비해 용융회수에 더 유리함을 파악하였다. 폐 PCB에 존재하는 유가 금속의 회수에 있어서 직류 및 교류의 영향에 대한 결과는 전체적으로 직류 기저 消 경우가 높은 회수율을 나타내었으며 이는 자동차 폐촉매의 경우에도 같은 양상이 관찰되었다. 폐기되는 PCB 및 자동차 촉매에서의 유가 금속 회수에 관한 본 연구에서 아크로처리에 의한 유가금속의 회수율은 평균적으로 95~97%정도로 상당히 높은 것으로 관찰되었다.

자동차(自動車) 폐촉매(廢觸媒)의 침출액(浸出液)으로부터 시멘테이션에 의한 백금족(白金族) 금속(金屬)의 회수(回收) (Recovery of Platinum Group Metals from the Leach Solution of Spent Automotive Catalysts by Cementation)

  • 김민석;김병수;김은영;김수경;류재욱;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제20권4호
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    • pp.36-45
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    • 2011
  • 금속분말을 환원제로 사용하는 시멘테이션에 의하여 자동차 폐촉매의 침출액과 침출잔사의 세척액으로부터 백금족 금속을 환원 석출시켜 회수하는 연구를 수행하였다. 환원제로 사용한 알루미늄, 마그네슘 그리고 아연이 백금족 금속의 시멘테이션에 미치는 영향을 조사하였으며 알루미늄을 최적 환원제로 선정하였다. 침출액에 19.3 당량의 알루미늄을 첨가하고 $50{\sim}60^{\circ}C$에서 10분간 시멘테이션을 행하였을 때 백금, 팔라듐, 로듐의 환원석출율은 각각 99.3%, 99.4%, 90.2% 정도 이었다. 또한 세척액에 알루미늄을 45 당량 투입한 후 시멘터이션 반응을 통해 백금, 팔라륨, 로듐을 각각 97%, 97%, 90% 회수할 수 있었다. 그리고 회수한 환원석출물의 금속불순물들을 질산침출로 제거함으로써 백금족 금속의 품위를 약 10% 정도 향상시킬 수 있었다.

연료전지용(燃料電池用) 막전극접합체(膜電極接合體)의 막분리(膜分離) 및 염산(鹽酸)에 의한 백금(白金)과 루테늄의 침출(浸出)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Separation of Membrane and Leaching of Platinum and Ruthenium by Hydrochloric Acid from MEA of Fuel Cell)

  • 이진아;강홍윤;유호진
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권3호
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    • pp.15-20
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    • 2012
  • 본 논문에서는 연료전지 막전극접합체에서 막분리 및 염산침출법을 이용하여 백금과 루테늄을 침출하는 연구를 하였다. 증류수, 10 vol.% 부탄올 용액, 15 vol.% 양이온 계면활성제(Koremul-LN-7)를 이용하여 연료전지 막전극접합체의 전해질막과 확산층을 침지법으로 촉매입자의 분산 없이 분리하였다. 그리고 질산 또는 과산화수소를 산화제로 하고 사용하는 염산에 의해 분리된 가스확산층의 촉매에 함유된 백금과 루테늄 금속을 침출하는 연구를 하였다. 과산화수소를 산화제로 사용하였을 때 백금과 루테늄의 침출율이 더 높았으며 최적 조건은 $90^{\circ}C$에서 염산 농도 8 M, 과산화수소 첨가량 5 M, 침출시간 6시간이었다. 이 조건에서 백금의 침출률은 98%, 루테늄의 침출율은 71.5%였다.

음이온교환 수지를 이용한 바나듐/텅스텐 혼합용액으로부터 바나듐/텅스텐 분리회수에 관한 연구 (Separation of Vanadium and Tungsten from Simulated Leach Solutions using Anion Exchange Resins)

  • 전종혁;김홍인;이진영;라제쉬 쿠마
    • 자원리싸이클링
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    • 제31권6호
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    • pp.25-35
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    • 2022
  • 본 연구는 겔 타입의 음이온교환 수지를 이용하여 바나듐과 텅스텐 이온의 흡·탈착 거동과 분리조건을 규명하였다. 용액의 초기산도에 따른 흡착실험에서 바나듐은 강산성 및 강염기성에서 흡착률이 현저히 낮아지며, 텅스텐은 강염기성에서 흡착률이 낮게 나타났다. 반응온도의 상승은 흡착반응속도 및 최대흡착량의 증가에 영향을 주었으며, 텅스텐은 최대흡착량에 미치는 영향이 미미하였다. 이온교환 수지에 대한 바나듐과 텅스텐의 흡착등온실험은 두 이온 모두 Langmuir 흡착등온식에 적합하였으며, 텅스텐의 경우 폴리옥소메탈레이트화 되어 이온 간의 결합이 이루어져 다분자층 흡착의 형태가 나타나 Freundlich 흡착등온식에도 적합한 것으로 나타났다. 두 이온교환 수지 모두 유사 2차 반응속도모델에서 잘 모사되었으며, 탈착용액의 종류에 따른 바나듐과 텅스텐의 탈착특성에서 바나듐은 HCl 수용액 및 NaOH 수용액 모두 탈착이 이루어 졌으며, 텅스텐은 HCl 수용액에서 탈착이 전혀 이루어지지 않아 탈착공정을 통한 두 이온의 분리가 가능하였다. 탈착반응은 반응 개시 후 30분 이내에 평형에 도달하였으며, 90% 이상 회수가 가능하였다.