• 제목/요약/키워드: $CH_4$ oxidation

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(C10H8N2H)2Cr2O7를 이용한 치환 벤질 알코올류의 산화반응과 반응속도에 관한 연구 (A Study for Kinetics and Oxidation Reaction of Substituted Benzyl Alcohols Using (C10H8N2H)2Cr2O7)

  • 박영조;김영식;김수종
    • 공업화학
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    • 제28권5호
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    • pp.597-600
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    • 2017
  • 4,4'-비피리딘과 크롬(VI) 산화물을 반응시켜 $(C_{10}H_8N_2H)_2Cr_2O_7$을 합성하였다. 적외선분광광도법(FT-IR)과 원소분석으로 구조를 확인하였다. 여러 가지 용매 하에서 $(C_{10}H_8N_2H)_2Cr_2O_7$을 이용하여 벤질알코올의 산화반응을 측정한 결과, 용매의 유전상수 값이 증가함에 따라 반응수율이 증가했다. 그 순서는 DMF (N,N'-디메틸포름아미드) > 아세톤 > 클로로포름 > 시클로헥센이었다. $H_2SO_4$ 촉매를 이용한 DMF 용매 하에서, $(C_{10}-H_8N_2H)_2Cr_2O_7$은 벤질알코올(H)과 그의 유도체들($p-OCH_3$, $m-CH_3$, $m-OCH_3$, m-Cl, $m-NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 전자받개 그룹들은 반응속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰고, Hammett 반응상수(${\rho}$) 값은 -0.70 (308 K)이었다. 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어났다.

수송 연료용 부분산화 개질기의 운전특성 (Operation characteristics of partial oxidation reformer for transportation fuels)

  • 이상호;배중면
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.159.1-159.1
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    • 2011
  • Partial oxidation reformer was fabricated and operated using commercial transportation fuels. Fuel injector and heating coil were used for fuel atomization and startup, respectively. The reformer was designed to produce syngas for $150{\sim}200W_e$ class solid oxide fuel cell. The reformer was operated in the $O_2$/C range between 0.6 and 0.8 while the capacity was fixed at $150W_e$. The temperature range in catalyst bed was between $500^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$. Only 83% fuel was converted to $H_2$, CO, $CO_2$ and $CH_4$ at the operating conditions. The lowest temperature increase to $700^{\circ}C$ when the reformer was operated at $200W_e$, Although the temperature profiles was improved, fuel conversion was 88%. On the other hand, fuel was completely converted when micro-reactor operated at the same condition. This difference maybe due to aromatic compounds formation at homogeneous region. In addition, a significant amount of coke deposition was observed at vent line. Homogeneous reaction depends on the degree of mixing. For this purpose, two fluid nozzle and Ultra sonic injector were compared to investigate the effect of atomization. Sauter mean diameter(SMD) of Ultra sonic injector was lower than two-fluid nozzle at test condition. However, conversion efficiency and fuel conversion were not improved by using two-fluid nozzle. these results imply that the temperature of homogeneous reaction region should be controlled to prevent coke formation.

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메탄 부분산화 반응을 위한 고분산된 팔라듐-니켈 촉매 합성 및 반응 (Development of the Highly Dispersed Palladium-Nickel Catalysts for Catalytic Partial Oxidation of Methane)

  • 이승현;전종현;김주찬;하경수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권2호
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    • pp.269-275
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    • 2021
  • 메탄의 부분 산화반응을 위해 규칙적인 메조기공을 갖는 실리카를 지지체로 한 니켈 촉매를 제조하였다. 니켈 플레이팅(Nickel plating) 방법을 이용하여 촉매 제조 시 기존 함침 촉매 제조법과 달리 니켈이 실리카 표면에 도포된다. 이때 니켈이 고분산 되어 안정적인 니켈입자를 형성하게 된다. 니켈 플레이팅 촉매의 경우, TEM-EDS 분석에서 니켈이 매우 고분산 된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 고분산된 촉매로 메탄 부분산화 반응 시 기존 함침촉매와는 달리 니켈의 소결과 탄소침적이 상대적으로 적어 촉매의 비활성화가 매우 낮았다. 팔라듐은 환원 조촉매로서의 역할을 하여, 메탄 전환율과 생성된 합성가스의 H2/CO 비 관점에서 우수한 반응 성능을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.

초고온가스로 헬륨 분위기에서 Alloy 617의 고온 부식 거동 (High-Temperature Corrosion Behavior of Alloy 617 in Helium Environment of Very High Temperature Gas Reactor)

  • 이경근;정수진;김대종;정용환;김동진
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권9호
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    • pp.659-667
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    • 2012
  • Alloy 617 is a Ni-base superalloy and a candidate material for the intermediate heat exchanger (IHX) of a very high temperature gas reactor (VHTR) which is one of the next generation nuclear reactors under development. The high operating temperature of VHTR enables various applications such as mass production of hydrogen with high energy efficiency. Alloy 617 has good creep resistance and phase stability at high temperatures in an air environment. However, it was reported that the mechanical properties decreased at a high temperature in an impure helium environment. In this study, high-temperature corrosion tests were carried out at $850^{\circ}C-950^{\circ}C$ in a helium environment containing the impurity gases $H_2$, CO, and $CH_4$, in order to examine the corrosion behavior of Alloy 617. Until 250 h, Alloy 617 specimens showed a parabolic oxidation behavior at all temperatures. The activation energy for oxidation in helium environment was 154 kJ/mol. The SEM and EDS results elucidated a Cr-rich surface oxide layer, Al-rich internal oxides and depletion of grain boundary carbides. The thickness and depths of degraded layers also showed a parabolic relationship with time. A normal grain growth was observed in the Cr-rich surface oxide layer. When corrosion tests were conducted in a pure helium environment, the oxidation was suppressed drastically. It was elucidated that minor impurity gases in the helium would have detrimental effects on the high-temperature corrosion behavior of Alloy 617 for the VHTR application.

슬러리형 돈사폐수에서 자원회수와 질소제거를 위한 순차적 결합공정 제안 (A Proposal of Sequencing the Combined Processes for Resources Recovery and Nitrogen Removal from Piggery Waste)

  • 황인수;민경석;배진연
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.61-66
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    • 2006
  • 슬러리 형태의 돈사폐수로부터 자원회수와 질소제거를 위하여 순차적으로 ADEPT(Anaerobic digestion elutriated phased treatment) 공정과 SHARON(Single reactor system High Ammonium Removal Over nitrite)-ANAMMOX(Anaerobic ammonium oxidation)공정을 결합하여 운전하였다. ADEPT 공정은 부하율 3.95 gSCOD/L-day에서 운전되었고, SCOD 생성율과 산생성율은 각각 5.3 gSCOD/L-day와 3.3 gVFAs/L-day(as COD)였다. 가수분해에 의한 VS감소와 SCOD생성율은 각각 13%와 0.19 $gSCOD_{prod}/gVS_{feeding}$였으며, 산생성율은 0.80 $gVFAs/gSCOD_{prod.}$였다. 메탄발효조에서 가스생성율과 메탄함량은 각각 2.8 L/day($0.3m^3CH_4/kgCOD_{removal}\;@STP$) 및 77%였다. 운전조건에서 $NH_4-N$ 94.1% (TKN으로서 86.5%) 및 T-P 87.3%가 제거되었다.

CuFe2O4을 이용한 메탄부분산화 특성 연구 (A Study of Methane Partial Oxidation Characteristics on CuFe2O4)

  • 우성웅;강용;강경수;김창희;김철성;박주식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권6호
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    • pp.1113-1118
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    • 2008
  • $CuFe_2O_4$$Fe_3O_4$의 탄소 침적 및 환원 특성을 $900^{\circ}C$에서 TGA, XRD, SEM, TEM 등의 분석 및 반응 후 가스조성분석을 통하여 연구하였다. XRD 분석결과 환원된 $Fe_3O_4$는 Fe(iron)와 graphite(C) 그리고 $Fe_3C$으로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 반면에, 환원된 $CuFe_2O_4$에서는 graphite나 $Fe_3C$가 나타나지 않았다. SEM을 이용하여 표면 구조를 관찰한 결과 환원된 $Fe_3O_4$의 표면이 탄소로 뒤덮여 있는 것을 확인할 수 있었다. 이와 달리 $CuFe_2O_4$에서는 $CH_4$ 전환율 및 환원속도가 높았고, 환원반응 후 탄소량 추정결과 $Fe_3O_4$에서보다 훨씬 낮게 나타났다. TEM 분석결과 $Fe_3O_4$ 입자로부터 탄소가 판상구조의 형태로 성장한 것을 확인할 수 있었다.

우리나라의 하수도사업현황 및 시책방향 (Sewage disposal system management policy in Korea)

  • 류지영
    • 환경위생공학
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    • 제10권1호
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    • pp.1-11
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    • 1995
  • We had passed through a serious water pollution with a rapid urbanization and industrialization in the 1960's. Seoul Chunggyechun Sewage Disposal System set uP in 1966 and finished in 1976, as the first sewage disposal system in Korea, had covered only 4 percentage of the sewage disposal system per capita for 10 years. Through holding the Asian Games in 1986 and the Olympic Games in 1988, we expanded the sewage disposal system so that it became increased 18 percentage of the population in 1986. Finally, we have installed about 60 sewage disposal system by 1994 for a large environmental investment which was critically caused by "Phenol Accident in Nakdong River" . Now, the sewage disposal system per capita covers 42 percentage and the activity for water quality improvement is going on rapidly. The method of sewage disposal is mainly "activated sludge process" . However, the technical ability for the sewage disposal has largely developed since 1991 so the "extended aeration process" is used in Po$\v{u}$n, Tangyang, Mun$\v{u}$i, "rotating biological contact process" in Onch$\v{u}$ng, Pukok, and "oxidation ditch process" in K$\v{o}$ch'ana.

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Suggestions for the Estimation of the Methane Emission from a Landfill Site

  • Lee, Kyungho;Jeon, Eunjeong;Lee, Youngmin;Park, Junghyun
    • 도시과학
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    • 제9권1호
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    • pp.69-73
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    • 2020
  • Sudokwon landfill("Sudokwon" means regions of Seoul, Kyunggi and Incheon metropolitan cities in Korea), the world's largest sanitary landfill, has been systematically managing statistics on the incoming and dumping wastes and satisfactorily controlling pollutants including leachate and LFG. According to our long time experience of LFG field monitoring, the emission of GHG from landfill estimated by the IPCC Guideline showed much difference with our results. C&D waste has high concentration of sulfate compared to other wastes. Increased C&D waste of dumping waste had changed the COD/sulfate ratio in the landfill, which caused the increase of H2S gas and the decrease of CH4 gas. But the IPCC estimation method does not consider the effects of sulfate. In addition to that, the oxidation factor of the cover soil is set to the default values of 0.1 but the measured values by the field monitoring, are showing much higher than that, especially in the closed landfill.

Ni기 초내열 단조합금 KM 1557의 부식 및 산화성질 (Corrosion and Oxidation Properties of Ni-Base Superalloy KM 1557)

  • 최형일;김현태;김영도;윤국한;유명기;권숙인;최주
    • 분석과학
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    • 제5권1호
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    • pp.143-152
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    • 1992
  • 본 연구는 니켈기 초내열 합금 KM 1557의 내식성 및 고온 산화 성질을 조사하기 위하여 황산, 염산, 질산, 인산 및 초산에서의 부식시험과 $900^{\circ}C$, $950^{\circ}C$, $1050^{\circ}C$에서의 고온산화시험, 그리고 $900^{\circ}C$에서 75% $Na_2SO_4-25%$ NaCl 염욕에서 고온황화 침지시험을 실시하였다. 각 시험 후 시편의 단면을 광학현미경으로 관찰하였으며, EPMA 및 X-ray mapping으로 분석하여 시편의 조성분포를 조사하였다. 각종 산에서의 내식성 및 염욕에서의 고온 내식성은 우수하였으며 고온산화시험 결과 산화물의 양은 내부 및 입계간 산화물인 $Al_2O_3$층의 깊이에 주로 영향을 받는 것으로 나타났다.

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실리카 담지 12-몰리브도인산 촉매상에서의 아산화질소에 의한 메탄의 부분산화반응 (The Partial Oxidation of Methane by Nitrous Oxide over Silica-Supported 12-Molybdophosphoric Acid)

  • 홍성수;우희철;주창식;이근대
    • 공업화학
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    • 제5권1호
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    • pp.139-148
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    • 1994
  • 실리카에 담지된 헤테로폴리산 촉매에서 아산화질소에 의한 메탄의 부분산화반응을 연구하였다. 여러 가지의 반응조건, 즉 반응온도, 반응물의 분압, 접촉시간, 촉매의 담지량 및 전처리온도 등이 전환율이나 생성물의 선택도 및 속도론에 미치는 영향이 연구되었다. 20 wt%로 담지된 촉매가 전환율과 포름알데히드의 수율에 있어서 가장 높은 값을 보여 주었다. 메탄은 전환반응에서의 속도식을 구한 결과, 메탄에 대해서는 1차식을 보여 주었고, 아산화질소에 대한 반응차수는 약 0.4였다. 또한 전체반응의 겉보기 활성화에너지는 30.78 kcal/mole 이었다. 반응물 중에 첨가된 소량의 사염화탄소는 메탄의 산화반응에서 실리카 담지 HPMo 촉매의 활성을 증가시키는 반면에, 반응물에 첨가된 물은 오히려 활성을 감소시키는 것을 볼 수 있었다.

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