The influence of heating rate on the carbonization of sulfuric acid-impregnated cellulose

황산첨가 셀룰로오스의 탄화에서 승온속도의 영향

The influence factors for char yield in the carbonization process of natural cellulose are the carbonization temperature, the heating rate and the atmosphere in the furnace. In general, it is well known that the improvement of char yield is expected under the conditions of the lower carbonization temperature, the slower heating rate and the presence of inert gas in the furnace. In this study, it has been investigated the effect of the heating rate control with sulfuric acid as a dehydrating agent for the improvement of char yield in the carbonization process of natural cellulose. The cellulose treated with sulfuric acid has shown the weak dependency of heating rate in char yield, whereas the untreated cellulose has shown the strong dependency. These findings clearly suggest that it can be useful to control heating rate with appropriate dehydrating agent in the carbonization process to improve the char yield and shortening the carbonization time.

천연셀룰로오스의 탄화과정에서 탄화수율에 영향을 미치는 인자는 탄화온도, 승온속도 및 탄화로 내의 분위기를 들 수 있다. 일반적으로 탄화수율을 높이기 위해서는 탄화목표온도를 낮추고, 승온속도를 느리게 하면 탄화로의 분위기를 불활성가스의 조건에서 탄화수율이 높아진다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 탄화조건 중에서 가장 유동성을 가지고 있는 승온속도를 조절하고, 탈수촉매제로서 황산을 첨가함으로서 탄화수율의 향상과 탄화과정에서 천연셀룰로오스를 재료로 하여 탄화특성에 대하여 조사하였다. 그 결과 황산무처리시료에 대하여는 승온속도가 증가함에 따라 수율이 상당히 감소하였지만 황산처리 시료는 승온속도가 증가하여도 수율 감소 폭이 크지 않았다. 본 연구의 결과에서 탄화과정에 있어서 승온속도의 조절과 적당한 탈수제의 첨가는 탄화재료의 수율 향상과 탄화시간 단축에 유용한 기초자료가 될 것으로 생각된다.