• 제목/요약/키워드: catalytic model

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CoTiOx의 합성 및 연속 습식 TCE 산화반응에서의 촉매활성 (Synthesis of CoTiOx and Its Catalytic Activity in Continuous Wet TCE Oxidation)

  • 김문현
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권12호
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    • pp.1431-1437
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    • 2007
  • Cobalt titanates($CoTiO_x$), such as $CoTiO_3$ and $Co_2TiO_4$, have been synthesized via a solid-state reaction and characterized using X-ray diffraction(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopic(XPS) measurement techniques, prior to being used for continuous wet trichloroethylene(TCE) oxidation at $36^{\circ}C$, to support our earlier chemical structure model for Co species in 5 wt% $CoO_x/TiO_2$(fresh) and(spent) catalysts. Each XRD pattern for the synthesized $CoTiO_3$ and $Co_2TiO_4$ was very close to those obtained from the respective standard XRD data files. The two $CoTiO_x$ samples gave Co 2p XPS spectra consisting of very strong main peaks for Co $2p_{3/2}$ and $2p_{1/2}$ with corresponding satellite structures at higher binding energies. The Co $2p_{3/2}$ main structure appeared at 781.3 eV for the $CoTiO_3$, and it was indicated at 781.1 eV with the $Co_2TiO_4$. Not only could these binding energy values be very similar to that exhibited for the 5 wt% $CoO_x/TiO_2$(fresh), but the spin-orbit splitting(${\Delta}E$) had also no noticeable difference between the cobalt titanates and a sample of the fresh catalyst. Neither of all the $CoTiO_x$ samples were active for the wet TCE oxidation, as expected, but a sample of pure $Co_3O_4$ had a good activity for this reaction. The earlier proposed model for the surface $CoO_x$ species existing with the fresh and spent catalysts is very consistent with the XPS characterization and activity measurements for the cobalt titanates.

CO2분위기하에서 저급석탄 촉매가스화 반응 특성 연구 (Kinetic Studies of the Catalytic Low Rank Coal Gasification under CO2 Atmosphere)

  • 박찬영;박지윤;이시훈;유지호;한문희;이영우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권6호
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    • pp.1086-1092
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    • 2012
  • 본 촉매가스화 실험에서 촉매로서 가치가 있는 천연광물과 순수촉매를 사용하여 저급석탄의 $CO_2$분위기하 활성화 에너지 및 생성된 합성가스의 성분을 분석하였다. 먼저 공업 분석과 원소 분석을 통해 6가지 저급석탄의 회분과 황 함유량을 측정하였다. 그 후 Thermogravimetric Analyzer (TGA)를 통해 저급석탄 열분해반응 특성을 고려하여 실험에 가장 적합한 저급석탄을 선정하였다. 선정된 삼화 저급석탄은 촉매와 섞어 $CO_2$분위기하 TGA실험을 진행하였으며, 결과를 토대로 Kissinger 방법을 이용한 활성화 에너지를 구하였다. 또한 shrinking core model을 이용해 활성화 에너지를 구하여 Kissinger 방법과 비교하였다. 그리고 반응기에서 이산화탄소 분위기하 생성된 합성가스는 Gas Chromatography (GC)를 이용하여 분석하였다. 가스를 분석한 결과 수소의 생성량은 $K_2CO_3$를 촉매로 사용하였을 경우 가장 크게 나타났으며, 앞서 구한 활성화 에너지 결과와 일치하는 경향을 나타내었다.

디젤 NOx 후처리 장치에 있어서 암모니아 SCR 시스템 혼합영역 내 가스유동의 유입열 수치모델링에 관한 연구 (A Study on Numerical Modeling of the Induced Heat to Gaseous Flow inside the Mixing Area of Ammonia SCR System in Diesel Nox After-treatment Devices)

  • 배명환;샤이풀
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권11호
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    • pp.897-905
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    • 2008
  • Selective catalytic reduction(SCR) is known as one of promising methods for reducing $NO_x$ emissions in diesel exhaust gases. $NO_x$ emissions react with ammonia in the catalyst surface of SCR system at working temperature of catalyst. In this study, to raise the reacting temperature when the exhaust gas temperature is too low, a heater is located at the bottom of SCR reactor. At an ambient temperature, ammonia is radially injected perpendicular to the exhaust gas flow at inlet pipe and uniformly mixed in the mixing area after being impinged against the wall. To predict the turbulent model inside the mixing area of SCR system, the standard ${\kappa}\;-\;{\varepsilon}$ model is applied. This work investigates numerically the effects of induced heat on the gaseous flow. The results show that the Taylor-$G{\ddot{o}}rtler$ type vortex is generated after the gaseous flow impinges the wall in which these vortices influence the temperature distribution. The addition of heat disturbs the flow structure in bottom area and then stretching flow occurs. Vorticity strand is also formed when heat is continuously increased. Constriction process takes place, however, when a further heat input over a critical temperature is increased and finally forms shed vortex which is disconnected from the vorticity strand. The strong vortex restricts the heat transport in the gaseous flow.

친환경 냉매 제조를 위한 오불화프로펜 수소화반응에 대한 예측 (Prediction of Reaction Performance of Pentafluoropropene Hydrogenation for Environmentally Friendly Refrigerant Production)

  • 윤미희;유계상
    • 공업화학
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    • 제27권6호
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    • pp.573-576
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    • 2016
  • 친환경 냉매인 R-1234yf를 제조하기 위하여 오불화프로펜인 1,2,3,3,3-pentafluoropropene의 수소화반응을 수행하였다. 수소화반응 촉매로 팔라듐이 담지된 탄소입자를 제조하여 실험에 사용하였다. 반응조건에 따른 수소화반응 활성을 규명하기 위하여 WHSV, 반응온도 및 반응물의 조성에 따른 반응성능에 대하여 조사하였다. 일정한 실험 조건에서 WHSV는 주 생성물의 선택도에 영향이 없으며, 반응온도의 경우 높은 온도에서 우수한 생성물 선택도를 보였다. 수소와 반응물의 비의 경우 1.5 미만에서 우수한 생성물 선택도를 보였다. 또한 반응조건에 따른 생성물의 수율을 예측할 수 있는 모델식을 통계학적 접근을 통해 완성하였다.

다공성 매질 접근법을 적용한 하이브리드 로켓 N2O 촉매 점화기의 열적 현상 (Thermal Phenomena of an N2O Catalyst Bed for Hybrid Rockets Using a Porous Medium Approach)

  • 유우준;김수종;김진곤;장석필
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.89-96
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    • 2006
  • 본 연구에서는 소형 위성용 하이브리드 로켓 점화장치에 적용되는 N2O 촉매 베드의 유동 및 열적 현상에 대한 이론적인 고찰을 하였다. 허니콤 형상을 가지는 촉매 베드 내의 열적 현상을 분석하기 위해서 다공성 매질 접근법을 사용하였다. 유동장은 Brinkman- extended Darcy 모델을 사용하였고, 온도장은 One-equation 모델을 사용하여 촉매 베드 내에서 유동장 및 온도장에 대한 해석해들을 구하였다. 다공성 매질 접근법을 적용한 모델의 해석해와 기존 실험결과를 비교하여 본 모델의 정확성을 검증하였다. 해석해에 근거하여 N2O 촉매 베드에 영향을 미치는 중요한 변수들이 촉매 베드의 기공률, 유효 체적비, 촉매 베드와 기공의 직경비, 공급열, 그리고 펌핑파워임을 확인하였으며 촉매 베드 내에서의 열적현상에 대한 중요 변수들의 효과를 연구하였다.

수소 생산용 막반응기의 해석 (Analysis of a Hydrogen Generation Membrane Reactor)

  • 김형규;서정철;백영순
    • 한국가스학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.16-23
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    • 2004
  • 현재 많은 연구가 진행되고 있는 막반응기를 이용한 수소 생산기술은 열역학적 평형의 한계(thermodynamic equilibrium limit)를 뛰어 넘는 생산성을 얻을 수 있음과 동시에 생산되는 수소를 별다른 과정이나 장치 없이 분리할 수 있다는 점에서 경제적으로 매우 기대되는 공정이다. 메탄의 개질반응에서 생성되는 합성가스에 수증기를 첨가하면 널리 알려진 수성가스전환반응이 이루어진다. 이 반응은 수소 생산 공정에 사용되는 주요 반응 중 하나이다. 본 연구에서는 새롭게 제안된 cell을 이용한 해석 기법을 통해 막반응기를 모사하여 막을 이용하지 않은 반응기의 모사 결과와 비교 분석하였으며, 막반응기의 우수성을 검증해 보았다. 막을 사용하지 않은 반응기에서 압력의 영향에 따른 반응속도의 변화는 수성가스전환반응에서 무시할 수 있을 만큼 작았다. 막반응기에서 튜브 측(tube side)의 압력은 높을수록, 쉘 측(shell side)의 압력은 낮을수록 CO의 전환율이 좋았다. 낮은 온도에서 반응의 속도가 낮았으며, 온도가 증가함에 따라 점차 증가하여 600$\pm$30K에서 최대의 CO전환율을 가졌으며 더 증가하면 열역학적 평형의 감소로 인하여 점차 감소하였다. Cell을 이용한 막반응기 모델은 미분방정식을 이용한 모델보다 간단하게 모사를 할 수 있었으며, 신뢰할만한 모사 결과를 얻을 수 있었다.

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Growth of vertically aligned carbon nanotubes on a large area Si substrates by thermal chemical vapor deposition

  • Lee, Cheol-Jin;Park, Jung-Hoon;Son, Kwon-Hee;Kim, Dae-Woon;Lyu, Seung-Chul;Park, Sung-Hoon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.212-212
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    • 2000
  • Since the first obserbvation of carbon nanotubes, extensive researches have been done for the synthesis using arc discharge, laser vaporization, and plasma-enhanced chemical vapor deposition. Carbon nanotubes have unique physical and chemical properties and can allow nanoscale devices. Vertically aligned carbon nanotubes with high quality on a large area is particularly important to enable both fundamental studies and applications, such as flat panel displays and vacuum microelectronics. we have grown vertically aligned carbon nanotubes on a large area of Si substrates by thermal chemical vapor deposition using C2H2 gas at 750-950$^{\circ}C$. we deposited catalytic metal on Si susbstrate using thermal evaporation. The nanotubes reveal highly purified surface. The carbon nanotubes have multi-wall structure with a hollow inside and it reveals bamboo structure agreed with base growth model. Figure 1 shows SEM micrograph showing vertically aligned carbon nanotubes whih were grown at 950$^{\circ}C$ on a large area (20mm${\times}$30mm) of Si substrates. Figure 2 shows TEM analysis was performed on the carbon nanotubes grown at 950$^{\circ}C$ for 10 min. The carbon nanotubes are multi-wall structure with bamboo shape and the lack of fringes inside the nanotube indicates that the core of the structure is hollow. In our experiment, carbon nanotubes grown by the thermal CVD indicate base growth model.

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니켈기반 촉매를 사용한 메탄가스-수증기 개질반응의 모사 (Kinetic Model of Steam-Methane Reforming Reactions over Ni-Based Catalyst)

  • 이홍진;김우현;이규복;윤왕래
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권6호
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    • pp.914-920
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    • 2018
  • 본 연구에서는 상용 니켈-알루미나 촉매를 이용한 메탄가스-수증기 개질반응에서의 고유반응속도 상수를 결정하였다. 반응메커니즘을 반영하기 위해 Langmuir-Hinshelwood chemisorption 이론에 기반한 반응속도식을 사용하였고 반응온도($630{\sim}750^{\circ}C$) 및 반응물의 분압(S/C ratio = 2.7~3.5)을 실험변수로 설정하였다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 효율적인 최적화 알고리즘을 이용하여 최적 고유반응속도상수들을 결정하였다. 최종적으로 제안된 이 수학적 반응 모델은 촉매반응기의 설계 및 운전조건 최적화에 활용 가능하다.

퀴놀린 폐수의 습식산화와 호기성 생물학적 통합처리 (Integrated Wet Oxidation and Aerobic Biological Treatment of the Quinoline Wastewater)

  • 권순석;문해미;이용학;유용호;윤왕래;서일순
    • KSBB Journal
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    • 제23권3호
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    • pp.245-250
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    • 2008
  • 퀴놀린은 생물학적으로 거의 산화 분해되지 않았으나, 250$^{\circ}C$ 습식산화에서 니코틴산과 초산 등으로 산화 분해되었다. 퀴놀린 습식산화는 균일촉매 $CuSO_4$ 또는 쉽게 습식산화 분해되는 페놀에 의해 반응조건이 완화되었다. 퀴놀린 습식산화 반응의 주 생성물 중 하나인 니코틴산은 호기성 Bacillus 종균에 의해 산화 분해되었다. 촉매를 사용하지 않은 고온에서의 퀴놀린 습식산화 생성물의 생물학적 산화는 저온에서 진행된 균일 촉매 ($CuSO_4$) 습식산화와 퀴놀린-페놀 혼합용액 습식산화 반응 생성물의 생물학적 산화에 비하여 늦게 진행되었다. 반면에, 호기성 균주의 습식산화 생성물에의 적응은 생물학적 처리에서의 니코틴산 산화 분해 반응의 지체기를 크게 단축시켰다.

농촌지역 주민(여주읍)에 있어서 간흡충 감염현황 조사 - 학생을 통한 대변수집 방안 및 결과 - (Survey on the Status of C. sinensis Infection in Rural Inhabitants (Yeoju Eup, Kyunggi Do))

  • 정명숙;이준상;임한종;염용태;차철환;구범환
    • 농촌의학ㆍ지역보건
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    • 제11권1호
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    • pp.3-11
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    • 1986
  • In order to observe the infestation rate and intensity of C. sinensis in Yeoju Eup, Kyung-gi Do, 9,512 stool specimens were collected from the inhabitants through student's helps. The specimens were examined by cellophane thick smear technique and Stoll's egg dilution technique. The epidemiological status was analysed statistically by the regession equation and catalytic curve with the results obtained from this area. The results are as follows: 1) Collection rate oft he stool samples was 66.5%, 9.512 out of 14,300 inhabintants complied with our survey. 2) The infestation rate of C.sinensis was 5.0%, and for male 7.8%, for female 2.3%. 3) Average E.P.G. by Stoll's egg dilution technique in this area was 1,572, and for male 1,853, for female 676. 4) The degree of the intensity of C. sinensis infection by E.P.G. count was distributed as 65.2% in light infection, 32.0 % in moderate infection, 2.8% in heavy infection and none in very heavy infection. 5) The intensity of endemicity in this area was represented with the regression equation calculated with cumulative percentages of E.P.G. counts. Regression equation was y=3.887+1.695 log x and Cs. $D_{50}$ was 4.54. 6) The two-stage catalytic model was applied and the calculation lead to the equation $y=0.267(e^{-0.004t}-e^{-0.019t})$; a=0.004 < b=0.019. 7) Other helminthic infection rate in this area was 1.4% in A.lumbricoides 2.7% in T. trichiura, 1.6% in M. yokogawai md 0.2% in Taenia sp. respectively.

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