• 제목/요약/키워드: chemical pretreatment

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생물학적 수소생산 공정 개발을 위한 오니 슬러지 전처리에 대한 연구 (A Study on the pretreatment of Activated Sludge for Bio-hydrogen Production process)

  • 김동건;김지성;박호일;이유나;박대원
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.21-33
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    • 2004
  • 본 연구에서는 혐기성 발효조건에서 오니슬러지의 전처리에 대한 영향과 수소생산 잠새성을 평가하기 위하여 회분식 반응기를 이용하여 $35^{\circ}C$에서 혐기성 미생물을 이용하여 실험을 실시하였다. 다양한 전처리 조건의 오니슬러지를 유기원으로 이용하기 위한 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 물리, 화학, 생물학적 오니 슬러지 가용화를 위한 전처리 기술을 개발하였으며, 실험결과 알칼리 및 기계적전처리를 통하여 원수의 상등수의 SCODcr 대비 약 15배 및 12배의 증가율을 보였으며, 이를 다시 생물학적 전처리 방법인 가수분해를 실시할 경우 다시 2배의 증가율을 보여 화학적 전처리와 생물학적 전처리를 연계할 경우가 가장 효과적인 공정임을 확인하였다. 또한 오니슬러지를 기질로 이용하여 생물학적 수소생산의 잠재성을 확인하기 위하여 전처리된 슬러지를 대상으로 수소 생산 여부를 회분식으로 실시한 결과, 완충용액을 첨가한 경우가 완충용액을 첨가하지 알은 경우에 비하여 다양한 전처리 조건에서 수소생산이 가능함을 확인하였다.

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기포 유동층 반응기에서 건식 재생 흡수제를 이용한 이산화탄소 회수에 미치는 스팀 및 온도의 영향 (Effects of Steam and Temperature on CO2 Capture Using A Dry Regenerable Sorbent in a Bubbling Fluidized Bed)

  • 서용원;문영섭;조성호;류청걸;이창근
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권4호
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    • pp.537-541
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    • 2005
  • 본 연구에서는 전력연구원으로부터 공급받은 건식 흡수제인 sorbA를 이용하여 기포 유동층 반응기에서 $CO_2$ 흡수반응 특성을 살펴보았다. sorbA는 $CO_2$ 흡수를 위한 탄산나트륨과 내마모성과 기계적 강도를 위한 지지체로 구성되어 있다. $CO_2$ 흡수는 $50-70^{\circ}C$의 온도 범위에서, 재생은 $120-300^{\circ}C$의 온도 범위에서 이루어졌다. 반응시작 전 sorbA에 일정량의 물을 미리 함유하게 한 경우, $50^{\circ}C$에서 반응 초기 1-2분 동안 100%의 $CO_2$ 제거율을 보였다. 고온에서 재생되는 경우 반복 실험으로 인한 흡수제의 반응성과 제거 용량의 저하는 없었다. NMR 스펙트럼을 통해서 흡수반응과 재생반응 후 시료의 성분을 파악하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 두 개의 유동층 반응기를 가진 연속장치의 설계와 운전에 중요한 기초자료가 될 것이다.

국내 산업 여건을 고려한 $CD_{2}$ 저장 방안으로서 광물 탄산화 기술의 타당성 (Feasibility of Mineral Carbonation Technology as a $CD_{2}$ Storage Measure Considering Domestic Industrial Environment)

  • 한건우;이창훈;전희동
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권2호
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    • pp.137-150
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    • 2011
  • $CO_{2}$를 탄산염의 형태로 고정화하는 광물 탄산화 기술은 $CO_{2}$ 지중 저장의 대안 기술의 하나로 중소규모로 $CO_{2}$ 저장을 실현할 수 있는 기술로 여겨지고 있다. 이 연구에서는 광물 탄산화 기술의 전세계적인 연구 개발 동향을 파악하고, 특히 우리 나라의 지질 및 산업 여건을 고려할 때 $CO_{2}$ 광물 탄산화가 $CO_{2}$ 저감 대책이 될 수 있는지에 대한 기술적 및 경제적 타당성을 검토하였다. 그 결과 국내에서는 연간 1,200만톤 이상의 $CO_{2}$를 고정화할 수 있는 산업 부산물이 발생하고 있으며, 이를 광물탄산화에 이용한다면 $CO_{2}$ 광물탄산화는 유망한 $CO_{2}$ 저감 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다. 이 기술의 경제성 증대를 위해서는 산업 부산물의 전처리, 금속 용출액 및 용출 방법, 고속 탄산화 기술 개발, 공정열의 이용 극대화, 생성된 탄산화물의 부가가치 향상 등의 분야에서 향후 추가적인 연구 개발이 필요할 것으로 판단된다.

LC-MS/MS 시스템을 이용한 소변 중 N-니트로사민류 분석법 확립 (Analysis Method of N-Nitrosamines in Human Urine by LC-MS/MS System)

  • 박나연;정웅;고영림
    • 대한화학회지
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    • 제61권2호
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    • pp.51-56
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    • 2017
  • N-니트로사민은 이차 아민과 아질산이 산성조건 하에서 니트로소화 반응을 통해 생성되는 니트로소 화합물이다. 약 300여종이 존재하며, 그 중 90%가 동물실험을 통해 발암성이 있음이 확인되었다. 1987년 IARC에서 NDMA와 NDEA를 Group 2A로 지정하였고, NDPA, NDBA, NPYR, NPIP, NMOR을 Group 2B로 지정하였다. 본 연구에서는 N-니트로사민류의 생물학적 모니터링을 위하여 소변 중 N-니트로사민류의 분석법을 확립하였다. 소변시료는 고체상추출(Solid phase extraction, SPE)을 통하여 전처리 한 후, LC-(APCI)-MS/MS를 이용하여 정량분석 하였다. 확립된 분석법의 정확도는 85.8~110.2% 이었고, 정밀도는 1.1~10.5%로 나타났다. 검출한계는 0.0002 (NDBA) ~ 0.0793 (NDMA) ng/ml 이었고, 검량선 회귀식의 상관계수($r^2$)은 0.999 이상으로 우수한 직선성을 보여주었다. 실제 소변 중 N-니트로사민류의 평균 농도는 NDMA 2.645 mg/g creatinine, NDEA 0.067 mg/g creatinine, NMEA 0.009 mg/g creatinine, NDBA 0.011 mg/g creatinine, NPIP 0.271 mg/g creatinine, NPYR 0.413 mg/g creatinine 이고, NDPA와 NMOR은 검출되지 않았다. 추후 N-니트로사민류의 인체 노출량 평가 및 위해평가를 위한 기기분석방법으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

백금족 금속과 규산염을 포함하는 모노리스형 자동차 폐촉매의 ICP-AES 분석을 위한 극초단파 분해 전처리 기법의 응용 (Application of Microwave Digestion Pretreatment Techniques for ICP-AES Analysis of Used Monolithic Automobile Catalysts Having Platinum Group-Metals and Silicates)

  • 김충현;우성일;진성환
    • 공업화학
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    • 제10권4호
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    • pp.568-575
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    • 1999
  • 백금족 금소과 규산염을 포함하는 자동차 폐촉매 내의 백금족 금속과 주요 성분들을 ICP-AES로 동시에 분석하기 위한 두 종류의 전처리 방법이 비교되었다. HF, $HNO_3$, HCl, $HClO_4$, $H_2O_2$, 및 $H_3BO_3$ 등의 혼합산의 다양한 조합을 사용하여 열판(hot plate) 용해법과 밀폐용기를 사용하는 극초단파(microwave) 가압-가열법을 비교 검토하였다. 전통적인 열판 용해법보다 밀폐용기를 사용한 극초단파 가압-가열법이 화수율, 분석시간 및 사용하는 양 등의 측면에서 상대적으로 우수한 결과를 나타내었고, 0.25 g의 폐촉매 시료에 대하여 HF 2 mL, $HNO_3$2 mL, 그리고 HCl 6 mL를 사용하여 200 psi(13.79 bar), $180^{\circ}C$ 조건에서 1시간 동안 가열한 후, 5% (w/v) $H_3BO_3$ 16 mL를 사용하여 20 psi(1.38 bar), $100^{\circ}C$ 조건에서 10분간 가열한 다음, 왕수 10 mL로 열판에서 두 번 반복하여 처리하는 것이 백금족 금속의 회수율 측면에서 가장 좋은 결과를 가져왔고(XRF 분석 대비 85~110%), 이 방법은 2% 이내의 상대 표준 편차를 보임으로써, 자동차 폐촉매의 일상적인 분석기법으로서의 충분한 가능성을 보였다.

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혼합금속산화물에 담지된 Pd-Rh의 허니컴 촉매에서 NO와 N2O의 동시 환원 - H2 또는 CO 환원제의 사용 (Simultaneous Catalytic Reduction of NO and N2O over Pd-Rh Supported Mixed Metal Oxide Honeycomb Catalysts - Use of H2 or CO as a Reductant)

  • 이승재;문승현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권1호
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    • pp.96-104
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    • 2009
  • 혼합금속산화물에 담지된 Pd-Rh 허니컴 촉매 상에서 NO와 $N_2O$를 동시에 저감하기 위한 반응 온도를 낮추면서 각각의 반응물에 대한 전환율을 높이기 위하여, 환원제로 수소 또는 일산화탄소 사용에 대해 조사하였다. 각각의 환원제 사용 시, NO와 $N_2O$의 전환율에 대한 반응 조건의 영향을 조사하기 위해 반응온도, 각 환원제와 산소의 농도, NO와 $N_2O$ 간의 농도 비율 등을 변화시켰다. 먼저 수소를 환원제로 사용하는 경우, 산소의 부재시 $200^{\circ}C$ 미만의 저온에서 50% 이상의 NO와 $N_2O$ 전환율을 얻을 수 있었다. 한편, 일산화탄소를 환원제로 사용하는 경우에는 NO와 $N_2O$ 전환율이 각각 $200^{\circ}C$$300^{\circ}C$ 이상에서 증가하기 시작하였다. 그러나, 두 가지 환원제 모두의 경우에서, 반응 가스내에 산소 농도가 증가함에 따라 $N_2O$와 NO 전환율에 감소하였다. 결과적으로 일산화탄소 환원제에 비해, 수소 환원제가 상대적으로 저온에서 NO와 $N_2O$를 동시에 저감할 수 있으며, 산소 농도에 의한 영향을 덜 받는 것으로 나타났다. 반면, 반응물내 $N_2O$와 NO 농도비에 의한 NO와 $N_2O$ 전환율의 영향은 환원제의 종류에 크게 영향을 받지 않는 것으로 관찰되었다. 저온에서 NO와 $N_2O$를 동시에 저감시키기 위해서는 산소 분위기보다는 수소 분위기에서 촉매를 전처리하는 것이 보다 효과적인 것으로 나타났다.

L-Sparteine 수식전극을 사용한 Hg (II) 이온의 정량 (Determination of Hg (II) Ion at a Chemically Modified Carbon Paste Electrode Containing L-Sparteine)

  • 정의덕;원미숙;심윤보
    • 대한화학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.545-552
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    • 1991
  • 수은 이온의 정량을 위해 l-sparteine으로 처리한 carbon paste 전극(CPE)을 제작하였다. 수용액중의 수은 이온을 CPE에 수식 시킨 l-sparteine과 반응시켜 착화합물 상태로 전극표면에 석출시킨 후 이 착물을 벗김 전압-전류곡선법을 사용하여 정량하였다. 또한 수식된 CPE의 전극반응을 순환 전압 전류 곡선법을 사용하여 초산/초산염 완충용액에서 조사하였다. 한번 사용한 전극은 산 용액으로 처리하여 5회 이상 재사용할 수 있었다. 선형주사 전압전류법을 사용하였을 경우 $2.0{\times}10^{-6}$ M 농도까지 정량이 가능하였다. 시차펄스 전압전류법으로 실험할 경우 $7.0 {\times}10^{-7}$ M 농도까지 직선적으로 감응함을 알 수 있었으며 그 때의 상대 표준편차는 ${\pm}$5.1% 이었다. 이 경우 검출 한계는 $5.O{\times} 10^{-7}$ M이었다. 리간드와 착물을 형성할 것으로 예상되는 여러 금속이온에 대한 방해 작용을 조사하였다. 그 결과 은(I) 이온이 방해를 하지만 염화칼륨으로 사전 처리하여 방해작용을 제거할 수 있었다.

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완속모래여과 공정에서 세라믹 MF 막의 적용 (Application of Ceramic MF Membrane at the Slow Sand Filtration Process)

  • 최광훈;박종율;김수한;김정숙;강임석
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.877-882
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    • 2013
  • 최근 음용수를 위한 UF, MF 막의 적용이 증가하고 있다. UF/MF 막은 재래식 수처리 공정에 비하여 원수 수질 변화에도 안정적인 운전이 가능하고 부지 면적이 작으며 자동화 운전이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 현재 대부분의 UF/MF 막시설은 고분자 막을 사용하고 있다. 최근 세라믹 막은 고분자막에 비하여 경쟁력이 있다고 알려지고 있다. 세라믹 막은 높은 투과유량과 약품세정 빈도가 작으며 막의 수명 또한 길어 최근 적용 사례가 증가하고 있다. 따라서 본 연구는 MF 세라믹 막 pilot plant를 완속모래여과 정수장에 적용하였다. 본 연구에 사용된 세라믹 Pilot plant는 3개의 계열이 있으며, 각 계열별로 원수와 모래 여과수를 막의 유입수로 각각 사용하였다. 또한 세라믹 막 공정의 최적화를 위하여 전처리 응집공정으로서 PACl 응집제를 사용하였다. 그리고 화학세정(Chemical Enhanced Backwashing, CEB)은 황산 (500 mg/L)과 차아염소산 (200 mg/L)을 1.5일에 1번씩 모든 계열에 주입하여 이루어졌다. 본 연구 결과 세라믹 막 공정의 전처리 응집공정에서 최적의 응집제 사용은 막의 유입수로 원수와 모래 여과수에 대한 막의 flux를 크게 증가시켰다. 또한 본 연구에서 사용된 최적 응집제 주입량에서 차압상승률은 원수(25 mg/L)의 경우 2.173 kPa/cycle이며, 모래 여과수(5 mg/L)의 경우 0.301 kPa/cycle으로 나타났다.

헤테로폴리산 촉매상에서 1-부텐에 의한 i-부탄의 알킬화반응 (Alkylation of Isobutane with 1-Butene over Heteropoly Acid Catalysts)

  • 홍성희;이화영;송인규
    • 공업화학
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    • 제8권2호
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    • pp.211-219
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    • 1997
  • 1-부텐과 i-부탄의 알킬화반응에 의한 i-옥탄 생성반응을 Cs 혹은 $NH_4$가 치환된 $H_3PW_{12}O_{40}$ 촉매상에서 액상 및 기상으로 수행하였다. 액상알킬화반응의 경우 반응전 촉매의 전처리 온도가 헤테로폴리산 촉매의 반응성에 매우 중요한 역할을 하였다. 액상알킬화반응에서 치환염은 모산보다 매우 우수한 총수율과 i-옥탄 선택도를 보였으며, $(NH_4)_{2.5}H_{0.5}PW_{12}O_{40}$ 촉매는 $Cs_{2.5}H_{0.5}PW_{12}O_{40}$ 보다 1-옥탄 선택도면에서 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 기상알킬화반응의 경우 Cs 혹은 $NH_4$가 치환된 $H_3PW_{12}O_{40}$ 촉매의 활성은 촉매의 산특성(산점의 비활성화)과 관련이 있었다. 기상알킬화반응에서 반응초기에는 촉매의 강한 산특성 때문에 $C_5-C_7$가 주로 생성되나 반응이 진행되면서 촉매 산점의 비활성화가 진행되어 $C_8$$+C_9$가 주로 생성되었다. 기상알킬화반응에서 대상 촉매중 $Cs_{2.5}H_{0.5}PW_{12}O_{40}$이 가장 우수한 총수율을 나타내었다.

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근적외선 분광분석법을 이용한 백합나무 목재의 섬유포화점 이하 표면함수율 평가 (Evaluation of Surface Moisture Content of Liriodendron tulipifera Wood in the Hygroscopic Range Using NIR Spectroscopy)

  • 엄창득;한연중;장윤성;박준호;최준원;최인규;여환명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.526-531
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    • 2010
  • 목재의 합리적인 이용을 위하여 목재 가공 또는 이용시 수분제어를 통한 건조결함 발생 최소화가 중요하다. 근적외선 분광분석법을 이용하여 재료의 물리적 화학적 성질을 신속하고 비파괴적으로 파악할 수 있다. 본 연구 에서는 근적외선 분광분석법을 이용하여 목재의 표면함수율을 측정하였다. 근적외선 분광스펙트럼에는 목재의 화학적 성분의 영향으로 인하여 노이즈가 포함될 수 있기 때문에 평활화, 미분, 표준화를 포함한 수학적 전처리를 적용한 후 회귀분석을 실시하였다. 750~2,500 nm 범위의 적외선 흡광도를 이용한 회귀모델을 통하여 목재의 표면함수율 측정이 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비평형상태에서 목재 수분을 정확히 탐지함으로써 건조 또는 수분흡습 중 목재 내 수분이동량을 제어할 수 있는 기술이 발전될 수 있으리라 기대된다.