• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.171-178
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• 2014

From now on, in order to meet more stringer diesel emission standard, diesel vehicle should be equipped with emission after-treatment devices as NOx reduction catalyst and particulate filters. Urea-SCR is being developed as the most efficient method of reducing NOx emissions in the after-treatment devices of diesel engines, and recent studies have begun to mount the urea-SCR device for diesel passenger cars and light duty vehicles. That is because their operational characteristics are quite different from heavy duty vehicles, urea solution injection should be changed with other conditions. Therefore, the number and diameter of the nozzle, injection directions, mounting positions in front of the catalytic converter are important design factors. In this study, major design parameters concerning urea solution injection in front of SCR are optimized by using a CFD analysis and Taguchi method. The computational prediction of internal flow and spray characteristics in front of SCR was carried out by using STAR-CCM+7.06 code that used to evaluate $NH_3$ uniformity index($NH_3$ UI). The design parameters are optimized by using the $L_{16}$ orthogonal array and small-the-better characteristics of the Taguchi method. As a result, the optimal values are confirmed to be valid in 95% confidence and 5% significance level through analysis of variance(ANOVA). The compared maximize $NH_3$ UI and activation time($NH_3$ UI 0.82) are numerically confirmed that the optimal model provides better conversion efficiency of $NH_3$. In addition, we propose a method to minimize wall-wetting around the urea injector in order to prevent injector blocks caused by solid urea loading. Consequently, the thickness reduction of fluid film in front of mixer is numerically confirmed through the mounting mixer and correcting injection direction by using the trial and error method.

• 공업화학
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• 제5권2호
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• pp.327-336
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• 1994

본 연구는 아크롤레인의 선택산화반응에서 Mo-V-O와 금속산화물의 기계적 혼합촉매에 대한 synergy 효과를 고찰한 것으로 금속산화물로는 $SnO_2$, ${\alpha}-Sb_2O_4$, $WO_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, CuO, $MnO_2$, $Cu_2O$, MgO, CoO 그리고 ZnO 등을 사용하였다. $SnO_2$나 ${\alpha}-Sb_2O_4$와 Mo-V-O의 혼합물 촉매는 Mo-V-O보다 높은 전화율과 수율을 나타내었는데 이것은 이들이 산소 빈자리에 해리 홉착된 산소를 형성하여 Mo-V-O에 전달하는 상간협동에 의한 것으로 판단된다 그러나 $Cu_2O$, MgO, CuO, $MnO_2$와 Mo-V-O의 혼합물 촉매의 경우 전화율은 증가하였으나 수율은 감소하였고, CoO와 ZnO는 Mo-V-O의 촉매성능을 억제하였다. 각 금속산화물의 역할이 서로 다른 점을 그들의 산화-환원 특성으로 설명하였다.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.960-966
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• 1997

양이온 촉매(N-Benzylpyrazinium hexafluoroantimonate, BPH)/에폭시 경화계에서 에폭시 수지(DGEBA/DGEBF)의 에폭시 당량 및 촉매함량이 경화 거동, 열적특성 및 유변학적 특성에 미치는 영향을 FT-IR, DSC 및 Dynamic Viscometer를 이용하여 연구하였다. 0.5wt% BPH를 함유하는 DGEBA의 경우 DGEBF/BPH에 비하여 반응 속도가 빠르고 반응 초기에서의 반응 진행(전환율)이 크게 나타나는 것을 등온 DSC 및 FT-IR 결과에서 확인할 수 있었다. 반면 BPH의 함량이 증가함에 따라 반응속도와 전환율이 거의 같은 값을 보여줌을 알 수 있었다. 겔화점(Gel point)으로 정의되는 저장 탄성율(G')과 손실 탄성율(G")의 교차점(G'/G"=1)의 경우 하이드록시기를 포함할 때 도달시간이 빠르게 나타나는데 이는 반응 초기에 하이드록시기의 반응 참여에 의해 반응 초기에 3차원 가교 구조를 형성하는 것으로 생각되었고 또한 DSC 및 FT-IR 결과와 일치하는 결과를 보여주었다. 겔화점에 도달하는 시간을 이용하여 구한 활성화에너지 값은 $31-39kJ.mol^{-1}$의 값을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.217-222
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• 2012

이산화탄소를 이용하여 디메틸카보네이트(DMC)를 제조하는 반응은 지구온난화 현상의 주요 원인으로 지적되는 이산화탄소의 효율적 전환 방법의 하나로 주목 받고 있다. DMC는 유독한 포스겐과 디메틸슬페이트를 대체하는 반응 매개체, 가솔린 연료 첨가제, 폴리카보네이트 수지의 전구체 등으로 다양하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 에틸렌카보네이트(EC)와 메탄올의 에스테르 교환반응에 의한 DMC의 제조 반응에 대하여 이온성 액체와 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 스크리닝 실험 결과 [Choline][OH]와 [BMIm][OH]가 금속염인 MgO, ZnO, CaO보다 더 좋은 촉매 활성을 나타내었다. [Choline][OH] 촉매에 대해서 반응변수인 반응온도, MeOH/EC 몰비, 이산화탄소 압력이 반응에 미치는 영향을 고찰하였다. 반응온도가 높고 MeOH/EC 몰비가 클수록 EC의 전화율이 증가하였다. 그러나 이산화탄소 압력의 영향에서는 1.34 MPa에서 최고의 DMC 수율을 나타내었고 그 이상의 압력에서는 DMC 수율이 오히려 감소하였다. $ZnCl_2$를 조촉매로 사용한 경우 각각 촉매의 활성보다 더 높은 활성을 나타내어 시너지 효과가 관찰되었으며, 이것은 혼합촉매의 산-염기적 특성에 기인하는 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.806-812
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• 2008

귀금속촉매 존재하에서 암모니아 전환반응은 배가스내의 암모니아를 처리하는데 중요한 기술이다. 과잉용액 함침법을 이용하여 $Pt-Rh/Al_2O_3$, $Pt-Rh/TiO_2$, $Pt-Rh/ZrO_2$, $Pt-Pd/Al_2O_3$, $Pd-Rh/Al_2O_3$, $Pd-Rh/TiO_2$, $Pd-Rh/ZrO_2$, $Pt-Pd-Rh/Al_2O_3$, $Pd/Ga-Al_2O_3$, $Rh/Ga-Al_2O_3$, 그리고 $Ru/Ga-Al_2O_3$의 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매는 1/4"의 반응기에 $10,000{\sim}50,000hr^{-1}$의 공간속도 조건하에서 촉매활성능 실험을 수행하였다. 암모니아의 초기농도는 2,000 ppm (나머지는 공기)으로 유지하였다. $T_{50}$는 암모니아 전환율이 50%일 때를 나타내는 온도를, $T_{90}$은 90%의 전환율일 때의 온도를 나타낸다. 알루미나를 담지체로 사용했을때의 $T_{50}$와 $T_{90}$은 다른 담체를 사용했을때의 $T_{50}$와 $T_{90}$보다 훨씬 낮았다. Pd-Rh촉매의 경우 $Al_2O_3$를 담체로 사용하였을 때 $ZrO_2$나 $TiO_2$보다 저온 활성이 우수하게 나타났다. 황산화물의 피독실험 결과 본 연구에서는 최종적으로 $Pt-Rh/Al_2O_3$ 촉매가 다른 촉매에 비하여 우수함을 보였다. 실험결과 Pt-Rh가 암모니아 전환공정에서 유용한 촉매라는 사실을 알 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-36
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• 2018

기존 건식 개질 반응에 사용되는 니켈 기반 촉매 공정은 활성화 온도가 높고, 촉매 표면의 활성점에 탄소 침착 및 금속 소결 현상 등의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 촉매공정에 DBD 플라즈마 공정이 결합된 촉매+플라즈마 공정을 이용하여 뷰테인 건식 개질 반응 특성을 조사하고 기존 촉매 공정과 비교 분석하였다. 촉매의 특성을 파악하기 위해 비표면적 분석기, XRD, SEM 및 TEM 등을 사용하여 물리 화학적 특성을 조사 하였다. $580^{\circ}C$에서 $10%Ni/{\gamma}-Al_2O_3$촉매를 사용한 경우 촉매+플라즈마 공정의 경우 촉매 단독 공정에 비해 이산화탄소와 뷰테인 전환율이 각각 27%, 39%향상되었다. 촉매+플라즈마 공정의 경우 플라즈마에 의해 생성된 다양한 활성종의 영향으로 이산화탄소와 뷰테인 전환율 및 생성되는 수소 농도가 증가하였으며, 뷰테인 건식 개질 반응 과정에서 플라즈마에 의해 니켈 촉매의 크기가 감소하고 분산도가 증가하여 반응 효율이 향상되는 것으로 판단되었다.

• 분석과학
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• 제10권1호
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• pp.66-74
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• 1997

지름 2.54cm, 길이 10cm인 유리관에 tyrosinase(EC. 1.14.18.1)를 입자의 크기 $550{\mu}m$인 탄소에 고정시켜 충진하고, 페놀과 산소를 기질로 사용하여 tyrosinase의 반응 특성을 조사하기 위해 axial dispersion 모델을 제안하였다. 본 논문에서 페놀의 농도는 55.5mM로 고정시키고 산소(2.7ppm, 5.4ppm, 그리고 9.5ppm)와 유속 (1~3mL/s)을 변화시키면서 탄소에 고정된 tyrosinase의 반응을 관찰하였다. 또한, Damkolher수를 계산하고 분산 특성과 식으로부터 효소반응 속도 및 분산의 영향을 예측하기 위해 수치적 해석을 하였다. 연구 결과 물질저항은 주로 외부 전달과 내부확산이었으며, 제안된 모델에서 Biot수는 64.25였다. 페놀은 1.0mL/s 정도의 느린 속도에서 산소의 농도가 높을수록 높은 전환율을 나타내었다. 한편, axial dispersion 모델과 plug flow 모델의 비교에서는 모두 같은 전환율을 나타내어 axial dispersion 모델이 반응속도와 무관함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.575-583
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• 2019

반응물의 펄스주입에 의한 촉매반응결과는 코크가 많은 반응의 경우 초기반응특성을 연구하는데 유용하다. 프로판의 펄스주입으로 알루미나에 담지된 백금주석촉매의 탈수소 반응 특성을 연구하였다. 프로판 주입전 촉매의 환원을 $550^{\circ}C$에서 한 경우, 환원시간이 1시간인 경우 프로필렌의 수율이 최대가 되었다. PtSn (4.5)촉매를 사용하고, 프로판 펄스 주입에 의해 짧은 접촉시간을 모사한 경우 코크의 양이 매우 적었음을 Raman분석으로 알 수 있었다. 백금의 분산도를 다르게 하기위하여 PtSn (4.5)촉매를 수소로 $900^{\circ}C$에서 신터링 후 공기-재분산시의 온도를 다르게 처리한 후, 프로판 펄스 주입한 결과 공기처리 온도가 $600^{\circ}C$ 일 때 프로판의 전환율과 수율은 가장 높았다. 공기-재분산의 온도가 낮을수록 선택도는 높았다. 백금촉매에 주석함량이 증가함에 따라 프로판 전환율은 낮아졌지만, 프로필렌으로의 선택도는 높아져서, 수율은 증가하였다. 이로부터 주석을 첨가한 백금촉매는 코크의 영향이 적은 반응초기부터 백금촉매보다 활성이 낮다는 것을 알 수 있다. 프로판 펄스주입에 의한 탈수소반응은 COx의 생성에 의해 연속주입에 의한 결과보다 높은 전환율을 보이고, 코크의 양이 매우 적은 특징을 보이고 있다. COx의 생성에 의한 선택도 하락은 환원온도와 시간을 증가시키면 줄일 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.459-467
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• 2014

The catalytic steam reforming of toluene, a major component of biomass tar, was studied using several catalysts at various temperatures $400-800^{\circ}C$, kind of metal, and metal loading content. Ru and K promoted Ni-base catalyst were prepared, and used for steam reforming of toluene with steam/toluene molar ratio of 25. Concentration of toluene in reactant flow is $30g/Nm^3$ that is usual content of tar from biomass gasifier. The result from experiments showed that $H_2$ content in product gas and toluene conversion increased with temperature. Where in high temperature range, CO and $CO_2$ content in product gas were affected mainly by Boudouard reaction. Ni/Ru-K(3wt%)/$Al_2O_3$ catalyst showed best performance on steam reforming of toluene than used catalysts in this study at whole temperature. Catalysts have been characterized by XRD, TG. XRD analysis displayed that Ni particle size on Ni/Ru-K (3wt%)/$Al_2O_3$ catalyst was 29.4nm. Activation energy of Ni/Ru-K (3wt%)/$Al_2O_3$ catalyst was calculated 36.8kJ/mol by Arrhenius plot.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권4호
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• pp.663-669
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• 2008

The solvent-tolerant bacterium Enterobacter sp. VKGH12 is capable of utilizing n-butanol and contains an $NAD^+$-dependent n-butanol dehydrogenase (BDH). The BDH from n-butanol-grown Enterobacter sp. was purified from a cell-free extract (soluble fraction) to near homogeneity using a 3-step procedure. The BDH was purified 15.37-fold with a recovery of only 10.51, and the molecular mass estimated to be 38 kDa. The apparent Michaelis-Menten constant ($K_m$) for the BDH was found to be 4 mM with respect to n-butanol. The BDH also had a broad range of substrate specificity, including primary alcohols, secondary alcohols, and aromatic alcohols, and exhibited an optimal activity at pH 9.0 and $40^{\circ}C$. Among the metal ions studied, $Mg^{2+}$ and $Mn^{2+}$ had no effect, whereas $Cu^{2+},\;Zn^{2+}$, and $Fe^{2+}$ at 1 mM completely inhibited the BDH activity. The BDH activity was not inhibited by PMSF, suggesting that serine is not involved in the catalytic site. The known metal ion chelator EDTA had no effect on the BDH activity. Thus, in addition to its physiological significance, some features of the enzyme, such as its activity at an alkaline pH and broad range of substrate specificity, including primary and secondary alcohols, are attractive for application to the enzymatic conversion of alcohols.