• 임산에너지
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• 제25권1호
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• pp.9-17
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• 2006

탄화온도가 제조된 목탄의 물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 $300{\sim}900^{\circ}C$에서 탄화한 국산 수종의 목탄 특성을 조사하였다. 탄화수율은 $600^{\circ}C$까지는 급격히 감소하나 그 이상의 온도에서는 수율감소가 둔화되었으며, 탄화온도의 증가와 더불어 목탄의 pH는 증가하여 알칼리성을 나타내었다. 목탄의 열량은 $600{\sim}700^{\circ}C$에서 최고를 나타내며, 더 높은 온도에서 탄화하더라도 열량의 증가는 보이지 않았으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 열량을 나타내었다. 또한 탄화온도의 증가에 따라 탄소함량이 증가하는 반면, 수소나 산소함량은 감소되었고, 목탄의 비표면적은 $600^{\circ}C$까지는 탄화온도의 증가와 함께 증가하나, 그 이상의 온도에서는 감소되거나, 증가 폭이 감소된 후, $800^{\circ}C$ 이상의 탄화온도에서 다시 증가하는 경향이 있었다. 목탄의 흡착력을 요오드흡착량 및 초산가스 흡착력으로 조사 한 바, 탄화온도의 증가와 함께 이들에 대한 흡착성이 증가하였으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 흡착력을 나타내었다. 이상과 같은 결과로부터 탄화온도에 따라 목탄의 물성과 흡착성이 다르기 때문에 목탄의 특성을 고려하여 적정한 용도에 사용되어야 목탄 효과를 극대화할 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권3호
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• pp.355-363
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• 2015

본 연구에서는 초임계 에탄올 및 Ru/C 촉매를 이용하여 초본류 바이오매스 유래 아시안 리그닌을 효과적으로 분해하였으며, 분해 생성된 리그닌오일의 물리화학적 특성을 다양한 분석방법을 이용하여 조사하였다. 리그닌오일의 수율은 반응온도가 $250^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$로 상승함에 따라 89.5 wt%에서 32.1 wt%로 감소하는 경향을 보였지만 분자량 및 다분산지수는 $350^{\circ}C$ 조건에서 아시안 리그닌(3698Da, 2.68) 대비 각각 85%, 44% 감소하여 효과적인 탈중합 반응이 진행되었음을 확인할 수 있었다. 리그닌오일의 GC/MS 분석 결과 guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, syringol, and 4-methysyringol 등 단량체 수준의 페놀화합물은 반응온도가 증가할수록 24.1 mg/g of lignin ($250^{\circ}C$)에서 64.8 mg/g of lignin ($350^{\circ}C$)으로 증가하였으며, 반응기 내부에 수소가스와 촉매(Ru/C)를 첨가하였을 때 최대 76.1 mg/g of lignin 수준까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 한편 리그닌오일의 원소분석 결과 반응온도가 증가함에 따라 탄소함량은 증가한 반면 산소함량은 점차 감소하였으며, 이를 통해 아시안 리그닌 탈중합 공정 중 수첨탈산소반응 및 수소첨가반응이 진행됨을 간접적으로 확인할 수 있었다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제26권5호
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• pp.118-128
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• 2017

The scope of this work is to determine and compare the effect of electron temperature ($T_e$) and number density ($N_e$) on the yield rate and concentration of reactive chemical species ($^{\bullet}OH$, $H_2O_2$ and $O_3$) in an argon, air and oxygen injected negative DC (0-4 kV) capillary discharge with water flow(0.1 L/min). The discharge was created between tungsten pin-to pin electrodes (${\Phi}=0.5mm$) separated by a variable distance (1-2 mm) in a quartz capillary tube (2 mm inner diameter, 4 mm outer diameter), with various gas injection rates (100-800 sccm). Optical emission spectroscopy (OES) of the hydrogen Balmer lines was carried out to investigate the line shapes and intensities as functions of the discharge parameters such as the type of gas, gas injection rate and inter electrode gap distances. The intensity ratio method was used to calculate $T_e$ and Stark broadening of Balmer ${\beta}$ lines was adopted to determine $N_e$. The effects of $T_e$ and $N_e$ on the reactive chemical species formation were evaluated and presented. The enhancement in yield rate of reactive chemical species was revealed at the higher electron temperature, higher gas injection rates, higher discharge power and larger inter-electrode gap. The discharge with oxygen injection was the most effective one for increasing the reactive chemical species concentration. The formation of reactive chemical species was shown more directly related to $T_e$ than $N_e$ in a flowing water gas injected negative DC capillary discharge.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.17-23
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• 2009

알루미나가 코팅된 허니컴 구조의 금속모노리스에 담지된 $Ni/Ce_XZr_{(1-X)}O_2$ 촉매특성이 메탄의 자열개질 반응에 대해 연구되었다. Ce/Zr 비를 변화시킨 촉매 중 $Ni/Ce_{0.80}Zr_{0.20}O_2$ 촉매가 가장 높은 $CH_4$ 전환율을 나타내었다. $Ni/Ce_{0.80}Zr_{0.20}O_2$ 촉매의 Ni 함량에 따른 영향이 조사되었고, 15 wt%의 Ni을 담지하였을 때 가장 우수한 활성을 보여주었다. 또한 $H_2O/CH_4$ 비가 증가할수록 $H_2$ 수율은 증가하였다. $O_2/CH_4$ 비가 증가할수록 $CH_4$ 전환율은 향상되고, 반면에 $H_2$ 수율은 감소하였다. $GHSV=30,000h^{-1}$, S/C/O=2/1/0.5, 반응온도=$800^{\circ}C$에서 30시간 자열 개질반응을 테스트 한 결과, $Ni(15wt%)/Ce_{0.80}Zr_{0.20}O_2$ 촉매가 우수한 $CH_4$ 전환율(${\geq}99%$)과 안정성을 보여주었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권3호
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• pp.53-60
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• 2007

북양젓나무(Abies sibirica Ledeb)를 이용하여 온도별로 탄화한 목분탄, 목섬유탄 및 수피탄 등 목질탄화물에 대한 탄소함량, 세공특성 및 화학적 특성을 조사하였다. 목질탄화물의 종류와 관계없이 탄화온도가 상승할수록 탄화수율은 감소하였으며, 목탄의 탄소함량은 탄화온도의 상승과 함께 증가하였으나, 수소나 산소의 함량은 감소하였다. 특히 수피탄화물은 목분 또는 목섬유 탄화물과 비교하여 탄화수율이 높게 나타났으며, 수피탄화물내 회분함량도 상당히 높았다. 목분탄과 목섬유탄의 비표면적이 수피탄보다 큰 경향이 있으며, $600^{\circ}C$까지는 탄화온도의 증가와 함께 비표면적, 전세공용적이 증가하여 최대를 나타내었으나, $800^{\circ}C$로 탄화온도가 상승하면 오히려 비표면적과 총세공용적이 감소되었다. 그러나 평균세공크기는 목탄종류와 관계없이 탄화온도의 상승과 함께 감소하였다. 한편 목탄의 표면 관능기양은 탄화온도가 높을수록 산성인 HCl 흡착량이 많고, 탄화온도가 낮을수록 염기성인 NaOH, $Na_2CO_3$ 및 $NaHCO_3$ 흡착량이 많으며, 이러한 결과는 목탄의 pH에 영향을 주어 고온탄화물은 알칼리성, 저온탄화물은 산성을 나타내는 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.707-714
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• 1996

본 연구는 Np의 환원제로 $H_2O_2$가 함유된 1M 이하의 저산도 질산용액으로부터 DEHPA(di-(2-ethyhexyl)phosphoric acid) 추출제에 의한 Np의 추출 및 역추출 조건 설정과 추출속도 향상에 주안점을 두어, 회분식으로 실험을 수행하였다. 저산도 질산용액에서 Np의 산화상태는 주로 Np(V)로 존재하고 있음을 확인하였으며, Np의 추출율은 $H_2O_2$ 농도 및 DEHPA의 농도 증가에 따라 증가하고, 질산농도 증가에 따라 급격히 감소하였다. 제3의 산화/환원제가 첨가되지 않는 경우 추출율은 약 70% 정도로 다소 낮지만, DEHPA에 의해 추출이 가능함을 보았다. 또한 추출속도는 $H_2O_2$ 농도의 0.516 승에 비례하며, 질산농도의 0.483 승에 반비례하고 있는 다음과 같은 식을 얻었다. $d[Np(V)]/dt=-1.391{\times}10^{-2}[H_2O_2]^{0.516}[HNO_3]^{-0.483}[Np(V)]$ 그리고 과산화수소의 첨가 유무에 관계없이, 유기상으로 추출된 Np은 옥살산(oxalic acid)에 의해 효과적으로 역추출되었으며, 0.5M 옥살산으로 약 92% 이상을 역추출하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.69-76
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• 2012

본 연구에서는 전자빔공정(Electron beam process, E-beam)에서 생성되는 수산화라디칼의 생성특성을 조사하였고, 이 공정에 첨가제로 과산화수소와 $Fe^{3+}-EDTA$을 이용한 펜타클로로페놀(Pentachlorophenol, PCP)의 분해 특성을 조사하였다. 이를 위해 수산화라디칼의 측정은 벤조산(Benzoic Acid, BA)에 의한 hydroxylation으로 생성된 hydroxybenzoic acid(OHBA)의 농도를 정량화하여 수행하였다. 실험결과, 실제 측정된 수산화라디칼의 농도는 예측된 수산화라디칼에 비해 낮은 농도로 나타났으며, 이것은 아마도 E-beam 에너지의 조사와 동시에 형성되는 다양한 반응성 화학종이 수산화라디칼을 스케빈져(scavening)할 것으로 생각되었다. 특히, 1mM 이하의 과산화수소 주입은 PCP 분해를 촉진시킬 수 있으나 그 이상의 과산화수소의 주입은 오히려 PCP의 분해를 감소시키거나 PCP의 부산물인 염소이온과 Carbon yield(%)를 증가시키는 요인으로 작용하였다. 반면에, $20{\mu}M$의 $Fe^{3+}-EDTA$ 첨가는 효과적으로 PCP를 제거하였고, 이에 따른 G-value도 증가한 것으로 나타났다. OHBA의 형성과 PCP의 분해를 고려하여 보면, 결과적으로 E-beam공정에 가하는 $Fe^{3+}-EDTA$의 첨가는 상대적으로 낮은 세기에서도 효과적으로 PCP를 처리할 수 있을 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.385-389
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• 2012

본 연구에서는 소나무 혼합수종을 이용하여 에너지 밀도 증가, 균일한 품질의 바이오매스 제공을 위해 무산소 조건에서 반탄화를 실시하였다. 반응온도는 240, 260,$280^{\circ}C$로 하여 30분 동안 반응시킨 후 반탄화 바이오매스 특성을 조사하였다. 침엽수혼합수종의 반탄화는 무처리 바이오매스와 비교하여 발열량이 향상되었음을 확인하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 반탄화된 바이오매스의 탄소함량은 최대 46.55%에서 55.73%로 증가하였다. 반면 수소와 산소의 함량은 각각 6.00%에서 5.87%, 30.55%에서 27.21%로 감소하였다. 반탄화 과정에서 주로 헤미셀룰로오스와 휘발성 물질이 제거되었다.$280^{\circ}C$에서 30분 동안 반응하였을 때 최대 발열량 5,132 kcal/kg을 나타냈다. 이것은 처리전 바이오매스의 발열량 보다 약 13% 증가하였음을 나타내고 있다. 중량감소율과 에너지수율을 고려하여 비교한 결과 $240^{\circ}C$에서 30분 동안 처리하였을 때 효과적인 반탄화가 이루어졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.269-276
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• 2007

$TiO_2$ 함유 피치섬유의 최적 안정화 조건을 도출하기 위하여 $TiO_2$의 함유량을 달리하여 피치섬유를 제조한 후, 여러가지 안정화 조건에 대한 섬유의 특성 변화와 금속입자의 거동을 관찰하였다. 공기에 의한 피치섬유의 안정화시 안정화온도가 높고, $TiO_2$ 함유량이 적을수록 산화에 의한 무게증가가 컸다. 안정화된 섬유를 탄화하면 수율은 71~82 wt.% 수준인데, $TiO_2$가 활성촉매 역할을 하여 $TiO_2$의 함유량이 많을수록 탄화수율은 낮았다. 안정화 과정에서 열가소성의 피치섬유는 산소의 도입으로 카르보닐기(C=O)와 카르복실기(-COOH) 등이 형성되며 동시에 이들이 가교결합을 이루고 수소를 탈리시켜 열경화성 섬유로 전환되었다. 활성탄소섬유의 기공크기는 $TiO_2$ 함유량이 증가함에 따라 점점 커졌으며, 주사전자현미경과 투과전자현미경을 통하여 섬유의 표면과 내부에 분포된 $TiO_2$ 입자와 분포를 관찰한 결과 안정화, 탄화 및 활성화공정 중 일부 $TiO_2$가 서로 뭉침을 알 수 있었다. 최종적으로 0.5 wt.% $TiO_2$ 함유 석유계 피치섬유는 $280^{\circ}C$에서 3 hr를 최적 안정화 조건으로 제시할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.331-338
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• 2022

본 연구의 목적은 열분해연료유(pyrolysis fuel oil, PFO)에 포함된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydro, PAHs) 수소화 반응용 촉매로서 Pt(1wt%)/Kieselguhr 비드 촉매 및 펠렛 촉매를 제조하는 것이다. Trickle-bed 반응기에서 PFO-cut 수소화 반응을 통한 포화 고리 화합물(saturated cyclic compound)의 수율을 최대화하기 위한 최적의 반응 온도 및 수소/PFO-cut 유량비는 각각 250℃와 1800으로 결정하였다. PFO-cut의 공간속도(LHSV)가 감소할수록 포화 고리 화합물의 수율이 증가하였다. 펠렛 촉매와 비드 촉매의 수소화 반응 성능 차이는 크지 않았다. Kieselguhr 지지체를 성형한 후에 Pt를 담지한 촉매(AI 촉매)가 kieselguhr 분말에 Pt를 담지한 후에 성형한 촉매(BI 촉매)에 비해 수소화 활성이 높았으며, 이러한 경향은 펠릿 촉매와 비드 촉매에서 공통적으로 나타났다. 이는 AI 촉매의 Pt 활성점 수가 BI 촉매 보다 많기 때문이다. 본 연구에서 제조한 촉매 중에서 AI법으로 제조된 펠렛 촉매가 제조된 촉매 중 반응 활성이 가장 우수한 것을 확인하였다. PFO-cut 수소화 반응 생성물 중 C₈~C₁₅ 범위의 고리 화합물이 대부분을 차지했으며, C11 고리 화합물의 분포도가 가장 높았다. 수소화 반응과 더불어서 분해 반응도 함께 촉진되어 생성물의 탄소수 분포가 경질 탄화수소 쪽으로 이동함을 확인하였다.