• 제목/요약/키워드: $CO_2$ 메탄화 반응

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아민화된 폴리이서이미드 막을 이용한 이산화탄소의 촉진수송분리 (Facilitated Transport Separation of Carbon Dioxide Using Aminated Polyetherimide Membranes)

  • 권세환;임지원
    • 멤브레인
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    • 제25권3호
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    • pp.248-255
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    • 2015
  • 아민화된 폴리이서이미드(polyetherimide (PEI))막을 실험실에서 합성하여 아민화별로 제조된 막을 이용하여 이산화탄소, 질소, 메탄, 산소, 이산화황의 기체투과도와 확산도 및 용해도를 Time-lag법으로 상온에서 측정하였다. 일반적으로 아민기의 주사슬에 반응되는 아민화율이 증가할수록 분자사이의 공간이 좁아지기 때문에 투과도가 전체적으로 감소했지만, 이산화황은 산 성질의 이산화황과 염기 성질의 아민기의 결합으로 인하여 증가하였다. 건기체에 대한 확산도 및 용해도는 아민화율이 증가할수록 이산화황을 제외한 모든 기체에서 감소하였고 또한 용해도 역시 감소하였다. 그러나 이산화황의 경우 아민화율이 증가하면서 용해도가 증가하게 되어 확산도 또한 증가한 것으로 사료된다. 이산화탄소/질소의 경우 선택도는 아민화율이 3일 경우 60을 나타내었다. 습기체의 경우 상대습도가 100일 때 투과도가 70 barrer을 나타내었고 질소에 대한 선택도는 약 18 정도를 보여주었다.

토질 특성에 따른 가축사체 매몰지의 악취 저감 연구 (The Effect of Soil Characters on Removal of Odorous Gases during Carcasses Degradation with Efficient Microorganisms)

  • 김현숙;박수정;정원화;;이상섭
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.277-285
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    • 2014
  • 본 연구에서는 구제역으로 인해 발생된 가축사체 매몰지의 조기 안정화를 위하여 유용 미생물 KEM을 사용하였고, 토질에 따른 효과를 알아보기 위하여 매몰지 모형의 반응기를 통해 연구하였다. 반응기는 랩 스케일로 제작하였고, 토질 특성에 다양성을 주기 위하여 일반 토양, 20%의 사토와 섞은 일반 토양, 20%의 점토와 섞은 일반 토양을 각각 준비하였다. 각각의 토양과 유용 미생물 KEM과 섞은 후 사체를 매몰하였다. 분석 대상 악취 성분은 총 8가지로 이산화탄소, 메탄, 암모니아, 트리메틸아민, 황화수소, 메칠메르캅탄, 황화메틸과 이황화메틸이었다. 악취 분석 결과 황화수소와 메틸메르캅탄은 사토를 적용한 반응기에서 저감 효과를 보였고(각각 배출 잔량 0.09, 0.35 mg), 암모니아와 트리메틸아민은 점토를 적용한 경우 저감 효율이 높았다(각각 배출잔량 0.31, 2.06 mg). 이에 근거하여 사토는 황 화합물 악취 저감에, 점토는 질소 화합물 악취 저감에 효과를 나타내는 것으로 보인다. 또한, 토질의 특성에 따라 우점화된 미생물의 군집과 분포도가 변화되는 것을 확인하였다.

Ni/Al2O3 촉매를 이용한 메탄의 수소 전환 (Methane Conversion to Hydrogen Using Ni/Al2O3 Catalyst)

  • 김준근;박주원;배종수;김재호;이재구;김영훈;한춘
    • 공업화학
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    • 제19권5호
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    • pp.466-470
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    • 2008
  • 본 연구에서는 가연성 폐기물에서 발생되는 합성가스 내 $CH_4$를 나노기공성 촉매를 사용하여 $H_2$로 전환하고자 하였다. 이때 사용된 나노기공성 촉매는 $Ni/Al_2O_3$ 촉매를 one-pot 방법으로 제조하여 사용하였다. 촉매의 분석 결과, 삼차원으로 연결된 스폰지 모양을 갖는 입자가 형성되었으며, 구형의 상용 촉매보다 넓은 표면적과 작은 입자크기, 균일한 기공 크기의 특성을 지닌 나노기공성 촉매가 제조된 것을 확인할 수 있었다. $CH_4$ 개질반응에 사용된 $Ni/Al_2O_3$ 촉매의 Ni 최적 담지량은 16 wt%였으며 $750^{\circ}C$에서 $CH_4$ 전환율 91%, $CO_2$ 전환율 92%로 가장 높은 전환율을 나타냈다. 또한, 상용 알루미나를 사용하여 제조한 촉매와의 성능 비교 결과 자체 제조한 촉매가 약 20% 향상된 전환율을 나타냈다.

개회로 파장 변조 분광법과 에디 공분산 방법으로 논에서 관측된 CH4 플럭스 자료의 보정 (Corrections on CH4 Fluxes Measured in a Rice Paddy by Eddy Covariance Method with an Open-path Wavelength Modulation Spectroscopy)

  • 강남구;윤주열;아산 탈룩더;문민규;강민석;심교문;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.15-24
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    • 2015
  • $CH_4$$CO_2$$N_2O$와 더불어 중요한 온실가스로서 지속적이고도 체계적인 감시가 요구된다. 에디 공분산 기술 기반의 $CO_2$ 플럭스의 관측은 이미 세계적으로 관측망이 구축되어 관측부터 자료처리에 이르기까지 모든 과정이 표준화되어 있을 뿐 아니라 체계적으로 잘 문서화되어 있다. 그러나 미량 기체인 $CH_4$의 경우, 레이저 기반의 고속반응 분광계를 필요로 할 뿐 아니라, 이에 수반되는 플럭스 자료의 처리 과정이 표준화되어 있지 않다. 본 연구 노트에서는 최근에 상용화된 개회로 파장 변조 분광계를 사용하여 에디 공분산 방법으로 논에서 관측한 $CH_4$ 플럭스 결과를 보고하였다. 모내기 전과 직후의 각 5일간 연속 관측한 자료를 KoFlux 프로토콜에 따라 상용화된 $EddyPro^{TM}$ 프로그램을 사용하여 자료를 처리하였다. 이 후처리 과정에서 세 가지 주요 보정, (1) 주파수 반응 보정, (2) 공기 밀도 보정, (3) 분광 보정의 효과를 정량화 하였다. 보정 효과는 밤과 낮에 따라 차이를 보였고, 메탄플럭스가 작을수록 보정 효과가 컸다. 전반적으로 보정 후에 메탄 플럭스는 평균 20-25% 정도 증가하였다. 국가농림기상센터(www.ncam.kr)에서는 분광 보정과 빈 자료 메우기를 포함한 $CH_4$플럭스 자료 처리가 포함된 업데이트된 KoFlux 프로그램을 일반 사용자에게 제공할 예정이다.

HADS Pilot Plant를 이용한 음폐수의 혐기성 소화 및 미생물 군집 변화 분석 (Anaerobic digestion for food wastewater using HADS Pilot Plant and analysis of microbial community in the digester)

  • 주동훈;이정민;박성범;성현제;배재상;상병인
    • 유기물자원화
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    • 제18권2호
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    • pp.76-83
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    • 2010
  • 당사는 중온/습식/이상 혐기성 소화공정인 HADS Pilot Plant를 이용하여 국내 음폐수에 대해 유기물 부하(OLR, Organic Loading Rate) 증량 방식을 달리하여 혐기성 소화 테스트를 진행하였다. 그 방식은 연속적이면서 빠르게 OLR을 증량시키는 급속 OLR 증량 운전과 단계적이면서 각 단계별로 적응기를 갖는 계단식 OLR 증량 운전 방식이었다. 그 결과 급속 OLR 증량 운전시에는 불안정한 VFA(Volatile Fatty Acid)/Alkalinity 비율을 보이다가 바이오가스 발생량이 급감하는 결과를 보여주었다. 반면, 계단식 OLR 증량 운전시에는 VFA/Alkalinity의 비율을 0.4이하로 유지하면서 혐기성 소화 운전을 실시한 결과 안정적인 혐기성소화 성능을 보였을 뿐만 아니라, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS(Volatile Solid) 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 OLR 증량 운전 방식에 따라 완전히 다른 결과가 도출되어 각각의 혐기성 소화 운전시의 박테리아 및 메탄생성균 군집의 변화를 T-RFLP(Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism)를 통하여 분석하였다. 그 결과, 급속 OLR 증량 운전시와 계단식 OLR 증량 운전시의 미생물 군집이 달라져 있음을 확인하였고, 이에 따라 동일한 혐기성 소화 공정을 적용하여 음폐수에 대한 혐기성 소화 운전을 진행하였음에도 OLR 증량 운전 방식에 따라 미생물의 반응성 및 주변환경에 대한 내성이 달라질 수 있음을 알 수 있었다.

反應性의 結合 Orbital 理論 (Bond Orbital Theory of Chemical Reactivity)

  • 양강;이태규
    • 대한화학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.20-24
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    • 1964
  • 종합 오비탈을 모형식으로 결합하여 분자 오비탈을 만드는 방법(linear combination of bond orbitals method, LCBO법)을 응용하여 할로겐화메탄($CH_nX_{4-n}$)과 이를 공변하는 원자(혹은 자유기)와의 추출반응(abstraction reaction $CH_nX_{4-n}\;+\;A\;{\to}\;CH_nX_{3-n}\;+\;XA$)에 대한 반응성을 연구하려는 것이 이 논문의 목적이다. 이 반응의 활성화에테르기 ${\eta}$를 계산하려고 다음과 같은 특정을 하였다. $CH_nX_{4-n}$분자가 활성화복합물로 변할때 그의 반응성 결합(reactive bond) C-X에 있는 두 전자는 완전히 이 분자의 타 ${\eta}전자계로부터 분리된다.이런 모델은 자미있는 직감적인 관념을 유인하게 되니 즉 반응성종합과 그의 주위에 있는 화학종합과의 상호작용에 의하여 ${\eta}$전자계의 반응성이 좌우된다는 것이다. 저자들의 이론적계산에 의하면 ${\eta}$는 다음식으로 표시된다. ${\varepsilon}={\zeta}+{\sum}_{i=1}^3{\eta}c-I,$ c-4 (1) Subscript C-i (i=1,2,3)는 C와 원자 i(i=H, Cl, Br, F,${\cdots}$)간의 화학결합을 표시하며 C-4 (4=(4=Cl, Br${\cdots}$) 는 반응성결합을 가르킨다. ${\zeta}$ξ는 상수한 바와 같이 완전분리상태에 있는 C-4종합과 공변원자 A간의 가상적 반응의 활성화에테르기이며 ${\eta}$C-i, C-4는 C-4와 그의 주위결합 C-i간의 상호작용에 의하여 안정화되는 에테르기를 표시한다. 결합강도와 양립하는 ${\eta}$치는 추출하여 (1)식에 대입하면 차식이 유도된다. ${\varepsilon}={\zeta}\;+\;N{\eta}c$-H, C-4 (2) N은 $CH_nX_{4-n}$분자중에 있는 C-4이상의 C-H 및 C-F결합들의 총수이다. 실험치의 를 N에 대하여 도시하면 $CH_nCo_{4-n}\;+\;H\;{\to}\;HCl\;+\;CH_nCl_{3-n},\;CH_nX_{4-n}\;+\;Na\;{\to}\;NaCl\;+\;CH_nCl_{3-n},\;CH_nX_{4-n} \;Na\;{\to}\;NaBr\;+\;CH_nCl_{3-n}$反應系들에 對하여 좋은 直線을 주니 (2)식이 實驗과 一致한다는 것이다

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표준화된 KoFlux 에디 공분산 자료 처리 방법의 변화와 개선 (Changes and Improvements of the Standardized Eddy Covariance Data Processing in KoFlux)

  • 강민석;김준;이승훈;김종호;천정화;조성식
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.5-17
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    • 2018
  • KoFlux의 표준화된 에디 공분산 플럭스 자료 처리과정이 갱신되는 과정에서 그 처리 방법에 따른 결과도 조금씩 달라져 왔다. 대부분의 자료 사용자들은 자료 처리 결과의 차이와 이러한 차이가 자신들의 분석결과에 미칠 수 있는 영향에 대해 명확히 인지하지 못하고 자료를 사용하고 있는 실정이다. 본 총설에서는 KoFlux 데이터베이스를 사용하는 연구자들에게 자료처리 과정을 투명하게 정리하여 자료에 대한 신뢰성과 활용성을 확보하기 위해, 과거의 자료 처리 방법이 어떻게 변화되고 개선되었는지를 평탄하고 균질한 해남 논 관측지(HPK)와 복잡하고 비균질한 광릉 활엽수림 관측지(GDK) 자료를 처리하고 그 차이를 확인하여 문서화하였다. 관측 대상지와 관측 장비의 다양화로 인해, 기존에 무시되거나 간소화 되었던 자료 처리 과정(예, 주파수 반응 보정, 정상성 검정 등)을 다시 적용하였고, 메탄 플럭스 결측 메우기와 이산화탄소 플럭스 보정 및 배분 방법을 새롭게 개선하였다. 본 연구결과로부터 에디 공분산 플럭스 관측 자료의 품질에 주파수 반응 보정(HPK: 연적산값의 11~18%의 편향 발생, GDK: 6~10%)과 정상성 점검(HPK: 연적산값의 4~19%의 편향 발생, GDK: 9~23%)이 매우 중요하고, 결측 메우기 및 배분 과정에 있어서 우선적으로 결측을 최소화하는 것이 최선이며, 대상 플럭스의 변동을 설명할 수 있는 적절한 조절 인자의 선택이 처리방법의 선택보다 중요함을 확인 하였다. 장기 KoFlux 관측 자료의 정확성, 투명성 및 연속성 확보를 위해 위의 결과를 반영하는 자료 처리 기술 개발과 문서화를 지속적으로 추진해 나갈 것이다.

하수처리시설에서 발생된 약품 잉여슬러지의 혐기성 소화 특성 (Anaerobic Digestion Biochemical Sludge Produced from Municipal Sewage Treatment Process)

  • 조상선;강호;임봉수
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.561-569
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    • 2014
  • 본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.