고점성이며 낮은 표면장력 매체로 구성된 기포탑에서 축방향 국부 열전달 계수와 총괄 열전달 계수에 대해 고찰하였다. 기체공탑유속(0.02~0.10 m/s), 액체 점도($0.1{\sim}0.3Pa{\cdot}s$) 그리고 액체 표면장력($66.1{\sim}72.9{\times}10^{-3}N/m$)이 국부 및 총괄 열전달 계수에 미치는 영향을 검토하였다. 열전달 영역은 기포탑 내부 열원과 기포탑 간의 열전달계로 구성하였다. 즉, 기포탑의 중앙에 수직 열원을 설치하여 내부 열원으로 하였다. 열전달 계수는 주어진 운전조건에서 열원에 제공되는 열량과 내부 열원과 기포탑 간의 온도차를 연속적으로 측정하여 결정하였다. 국부 열전달 계수는 기체공탑유속이 증가함에 따라 증가하였으나 기체 분산판으로 부터의 축방향 거리가 증가함에 따라, 액체의 표면장력이 증가함에 따라 감소하였다. 총괄 열전달 계수는 기체공탑유속이 증가함에 따라 증가하였으나 액상의 점도와 표면장력이 증가함에 따라서는 감소하였다. 총괄 열전달 계수는 기체공탑유속, 액상의 점도와 표면장력의 함수로 상관계수 0.91의 상관식을 얻을 수 있었으며 넛셀 수, 레이놀즈 수, 플란틀 수 그리고 웨버 수의 함수로 상관계수 0.92의 상관식으로 나타낼 수 있었다. $$h=2502U^{0.236}_{G}{\mu}^{-0.250}_{L}{\sigma}^{-0.028}_L$$$$Nu=325Re^{0.180}Pr^{-0.067}We^{0.028}$$.
마이크로버블을 이용한 세척시간과 세척방법에 따라 처리한 상추의 세척효과와 저장 중 품질 변화를 살펴본 결과는 다음과 같다. 세척시간 설정을 위한 실험을 통해 마이크로버블로 1, 3, 5분간 세척하여 미생물변화, 관능검사, 세척된 정도를 측정한 결과 5분간 처리한 시료가 가장 좋은 결과를 나타냈다. 세척방법에 따라 전처리한 상추의 미생물 변화는 세척처리 한 직후 무세척(CT)구는 4.30 log CFU/g, 손세척(HW)구는 4.10 log CFU/g, 일반버블세척(BW)구는 3.98 log CFU/g, 마이크로버블세척(MW)구는 3.25 log CFU/g에서 저장 10일째에는 무세척(CT)구는 7.00log CFU/g, 손세척(HW)구는 6.19 log CFU/g, 일반버블세척(BW)구는 6.02 log CFU/g, 마이크로버블세척(MW)구는 5.89 log CFU/g로 마이크로버블처리구가 가장 적은 변화를 보였다. 관능검사에서는 일반버블세척(BW)구와 마이크로버블세척(MW)구가 무세척(CT)구와 손세척(HW)구보다 유의적으로 높게 평가되었으며, 일반버블세척(BW)구와 마이크로버블세척(MW)구는 유의적 차이를 보이지 않았다. 또한 잔류농약시험에서도 마이크로버블을 이용한 처리구가 대조구 보다 2-3배정도 제거효과를 보였다. 상추의 세척상태를 측정한 결과 손세척구와 일반버블처리구은 완전히 깨끗하게 세척되지 못한 반면 마이크로버블처리구는 이물질이 보이지 않아 세척효과가 큰 것으로 나타났다.
Department of Nuclear Medicine in Seoul National University Hospital (SNUH) had developed $^{18}F$-Flumazenil as Benzodiazepine receptor imaging agent for PET diagnosis of Epilepsy. But production Activity of $^{18}F$-Flumazenil is decreased owing to this method has difficult synthesis procedures and pretty long synthesis time. In this study, we can modify synthesizing method to have more simple procedure and less spend time and help to increase production Activity. Old method: Radioactivity was produced by cyclotron was captured by QMA cartridge that was activated. Captured radioactivity was eluted into the reaction vial by using kryptofix solution and delivered. After evaporation of eluent, the azeotrophic drying step repeated two times. tosylflumazenil in anhydrous Acetonitrile was added to a reaction vial while bubbling. The reaction mixture was evaporated until the mixture volume was 0.5 mL. Reaction vial washed with 20 % Acetonitrile and that solution went into the reaction vial. The reaction mixture was loaded to the HPLC loop by hand and purified $^{18}F$-Flumazenil by HPLC column. New method: We used $TBAHCO_3$ solution as a eluent. After the eluent was evaporated, tosylflumazenil in anhydrous acetonitrile was added to a reaction vial and the reaction mixture was bubbled for 15 minutes. It was evaporated until the mixture volume became 0.5 mL. It was loaded to the HPLC loop. In old method, $^{18}F$-Flumazenil was synthesized via 6 steps synthesis procedures in 105 minutes with 30~35% synthesizing yield (non-decay correction) and specific activity was about $0.5{\sim}2{\times}10^5$ Ci/mole. In new method, It had 3 steps synthesis procedures in 53 minutes with 40~45% synthesizing yield and specific activity was about $3{\sim}8{\times}10^5$ Ci/mole. This method leads to improve of minimizing synthesis time, increasing synthesis yield and specific activity. While we can load reaction mixture to the HPLC loop, we can expose high radiation field thanks to used by hand.
건식 이산화탄소 흡수제를 사용하는 연소 전 이산화탄소 포집용 회수증진수성가스화(sorption enhanced water gas shift, SEWGS) 시스템을 개발하기 위해 이산화탄소 흡수제의 수력학 특성을 측정 및 해석하였다. 기포유동층 조건에서 시스템을 조업하기 위해 이산화탄소 흡수제의 최소유동화속도를 측정하였으며 조업변수의 영향을 해석하였다. 최소유동화속도는 압력과 온도가 증가함에 따라 감소하였으며 층직경이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 연속적인 이산화탄소 흡수-재생 조업조건을 결정하기 위해 고체순환속도에 미치는 조업변수의 영향을 측정 및 해석하였다. 고체순환속도는 10~65 kg/h 범위에서 변화시킬 수 있었으며 고체분사노즐의 유속, 재생반응기의 유속 및 고체층 높이가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.
침전 부선기술에 의해 물시료 중 극미량 비소의 분리 농축 및 정량에 관하여 연구하였다. 부유물질을 걸러낸 물시료 1.0l를 삼각 플라스크에 취하고 비소를 pH 8.5${\pm}$0.1에서 La(OH)$_3$ 침전과 함께 공침시켰다. 몰비 1:8의 sodium oleate와 sodium dodecyl sulfate 혼합 계면활성제를 가하여 침전을 소수성으로 만든 다음, 부선용기에서 질소기체를 bubbling하여 용액 표면으로 띄웠다. 뜬 침전을 감압에 의하여 유리거르게에 정량적으로 걸러 모으고 작은 부피의 1.0M 황산으로 녹여서 탈이온수로 정확하게 25.00 ml의 표선까지 묽혔다. 농축된 비소를 아르신으로 발생시켜 silver diethyldithiocarbamate의 착물을 만든 다음 분광광도법으로 정량하였다. 검정곡선은 원래의 용액 중에서 20 ng/ml까지 직선성이 좋았다. 분석 결과는 캠퍼스 폐수와 강물 중에서 비소의 함량이 8.2 ng/ml 와 1.0 ng/ml임을 보여 주었고, 이들 시료에 일정량의 비소를 첨가하고 분석한 결과로부터의 회수율은 각각 93${\%}$와 90${\%}$이었다. 이로서 본 방법이 여러 가지 물시료 중의 극미량 비소 정량에 응용이 가능함을 결론지을 수 있었다.
수용액 시료 중 흔적량 수은[Hg(II)]을 공침-부선기술에 의하여 분리-농축하는 방법에 관하여 연구하였다. 물시료 1000ml에 0.1M Ce$^{3+}$ 용액 3.0 ml를 가하고, 1.0M NaOH 용액으로 pH를 11.0으로 되게 조절하여 Hg(II)를 Ce(OH)$_3$와 함께 공침시켰다. 0.1${\%}$ sodium oleate 용액 2.0 ml를 가하여 만든 소수성 침전을 질소기체로 bubbling하여 용액 표면으로 띄웠다. 뜬 침전을 감압 플라스크에 모으고 2.0M HNO$_3$ 5.0 ml 로 녹였다. 탈이온수로 용액을 묽혀 25.00 ml로 정확히 만들었다. Hg(II)의 함량을 냉증기-원자흡수 분광법으로 정량하였다. 정량과정에서 Ag$^+$, Br$^-$, I$^- $ 등의 간섭은 관찰되지 않았다. 고려대학교 서창캠퍼스의 폐수에서 Hg(II)의 분석결과는 1.98 ng/ml 이었고, 이 값에 대한 상대표준편차는 3.6${\%}$이었다. 또 이 폐수에 1.0과 2.0ng/ml의 Hg(II)를 첨가하여 분석한 회수율은 각각 95와 91${\%}$이었다. 이런 결과로부터 본 분석법이 물시료 중 흔적량 Hg(II)의 정량에 꽤 정확하고 재현성이 있음을 확인할 수 있었다.
기체 수송층 흡수탑과 기포 유동층 재생탑으로 구성된 $CO_2$ 회수 공정에 대한 해석의 첫 단계로 이 공정에서 고체 순환특성을 해석하였다. 흡수제 고체 입자에 대한 입도별 물질수지를 해석하여 공정의 흐름에서 고체 흐름량과 입도 분포를 결정하였다. 실험실 규모 공정(흡수탑: 직경 25 mm, 높이 6 m; 재생탑: 직경 0.1 m, 높이 1.2 m)에서 고체순환특성을 모사하였다. 흡수탑의 입도분포는 재생탑의 입도분포와 거의 같았다. 흡수탑에서 유속과 정체층 높이가 증가함에 따라서 고체순환량과 새 흡수제 주입량은 증가하였다. 반면에 흡수탑 내 입자의 평균입경은 감소하였다. 흡수탑사이클론의 절단입도가 증가함에 따라서 고체순환속도는 감소하였으며, 새 흡수제 주입속도와 흡수탑 내 입자의 평균 입경은 증가하였다. 흡수제 입자의 마모계수가 증가함에 따라서 고체순환속도는 증가하고, 새 흡수제 주입속도는 증가하며, 흡수탑 내 입자의 평균입경은 감소하였다.
직경이 0.152 m이고 높이가 3.5 m인 기-액 향류 흐름 기포탑에서 기포의 물성과 흐름의 거동을 고찰하고 진단하였다. 기체와 액체의 유속 그리고 기포의 분산형태(even, wall-side, central or asymmetric distribution)가 반응기 내부에서 기포의 크기, 빈도수, 상승속도와 체류량 등 기포특성에 미치는 영향을 이중 전기 저항 탐침법을 이용하여 측정 검토하였다. 기포의 크기, 빈도수와 체류량은 기체나 액체 유속의 증가에 따라 증가하였다. 기포의 상승속도는 기체 유속의 증가에 따라 증가하였지만, 액체 유속의 증가에 따라서는 감소하였다. 기포 크기 분포의 균일성이나 체류량은 기포 분산판에서 기포의 분산형태가 균일분포에서 벽면, 중앙 그리고 비대칭 분산으로 변화함에 따라 감소하였다. 기포의 체류량과 분포에 대한 균일성을 고려하면, 기포의 중앙 분산 형태가 비대칭 분산 형태보다는 유리하며, 벽면 분산형태분산보다는 좋지 않았다.
암모니아수를 이용한 이산화탄소 흡수분리공정에서 흡수액의 재생조건(온도, 압력)이 이산화탄소 흡수성능에 미치는 영향을 조사하였다. 실험에 사용된 흡수액은 탄산암모늄($(NH_4)_2CO_3$)을 물에 용해시키어 $CO_2$ 로딩($mol\;CO_2/mol\;NH_3$)이 0.5, 용액 내의 암모니아수 농도가 14, 20, 26 및 32 wt%로 되도록 제조하였고, 이산화탄소의 흡수에 앞서 재생압력(6~18 bar)을 조절하면서 $120{\sim}160^{\circ}C$의 온도범위로 제조된 흡수액을 가열하여 재생하였다. 재생된 흡수액을 기포 반응기에 넣고 12 vol%의 $CO_2$를 함유한 기체를 주입하여 흡수반응을 수행하였다. 실험결과 26 wt%의 암모니아수가 대체적으로 $CO_2$ 흡수량이 높았으며, 특히 재생온도가 $150^{\circ}C$, 재생압력이 14 bar일 때의 $CO_2$ 흡수량은 본 연구의 실험조건에서 $45ml\;CO_2/g$ solution으로 가장 높은 값을 보였다. 적정을 통해 재생된 용액을 분석한 결과 재생압력이 높아질수록 암모니아 손실량은 감소하고, 재생온도가 높아질수록 암모니아 손실량이 증가하였다. 또한 암모니아 농도증가에 따라 암모니아 손실량이 비례적으로 증가하였다. Electrolyte NRTL 모델을 사용하여 Aspen Plus에 적용한 결과 실험 데이터와 거의 일치함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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