Sorption characteristics of Pb, Cu, Cd, and Zn onto Ca- and Na-bentonites were investigated by the batch experiments in the condition of various pHs and concentrations of groundwater major anions (${So_4}^{2-}$ and ($HCO_3$), which can form a complex with heavy metals. The sorption removal of heavy metals steadily increases as pH increases. The sorption capability about heavy metals of both Ca-bentonite and Na-bentonite is in the order of Pb>Cu>Zn>Cd. The effect of pH and selectivity of heavy metals of bentonites were explained by the change of surface charge of bentonite and the speciation of heavy metals. Na-bentonite has a little higher sorption ability about heavy metals than that of Ca-bentonite. A high sorption removal of Pb in 0.1M sulfate solution may be attributed to the precipitation of $PbSo_4$(anglesite). However, sulfate has a slight effect on the sorption of CU, Cd and Zn. More than 99% of heavy metals were removed from the 0.1 M bicarbonate solution. However, the efficiency of sorption removal of heavy metals highly decreases in the bicarbonate solution of $10^{-2}$M to $10^{-4}$M. The speciation and saturation index calculated by the WATEQ4F program indicate that the sorption of anionic complexes such as ${Pb(CO_3)_2}^{2-}$, ${Cd(CO_3)_2}^{2-}$, ${Zn(CO_3)_2}^{2-}$, ${Cu(CO_3)_2}^{2-}$ and the precipitation of the solid phases such as $PbCO_3$(cerrusite), $ZnCO_3$(smithsonite), $CdCO_3$(obtavite) are involved in sorption removal of heavy metals in bicarbonate solution. The sorption capability about heavy metals of bentonites in the presence of anions shows the following order: Pb>Cu Cd>Zn.
SEWGS 공정에 사용하기 위해 개발된 두 종류의 $CO_2$ 흡수제(PKM1-SU, P4-600)에 대해 가압 회분식 유동층 반응기를 사용하여 각 흡수제의 반응성에 미치는 조업변수의 영향을 측정 및 해석하였다. PKM1-SU 입자와 P4-600 입자 모두 흡수-재생 반복횟수가 증가함에 따라 흡수능이 감소하는 경향을 나타내었으며 $CO_2$ 흡수능력 측면에서는 PKM1-SU 입자가 우수한 성능을 나타내었으나 재생반응온도와 재생반응속도 측면에서는 P4-600 입자가 우수한 것으로 나타났다. PKM1-SU 입자는 스팀농도가 증가함에 따라 $CO_2$ 흡수능이 증가하였으나 P4-600 입자의 경우 스팀농도 5%에서 10%로 증가함에 따라 $CO_2$ 흡수능이 증가한 후 거의 일정한 경향을 나타내었다. 두 흡수제 모두 최종 재생온도가 증가함에 따라 $CO_2$ 흡수능이 증가하는 경향을 나타내었으며 PKM1-SU 입자의 경우 15 bar 이상에서는 압력이 증가함에 따라 $CO_2$ 흡수능력이 급격히 증가하는 경향을 나타내었다.
Kim, Gyenam;Kyungsuk Suh;Huijun Won;Joonbo Shim;Wonzin Oh
Nuclear Engineering and Technology
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제32권4호
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pp.342-349
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2000
A soil whose texture is silt loam was collected for the study from an area around a nuclear facility in Korea. The equilibrium sorption coefficient between Co$^{2+}$in water and the soil was 1.51/kg, on the other hand, that between Co$^{2+}$ in EDTA and the soil was 0.21/kg. The values calculated by the developed nonequilibrium sorption code corresponded to the experimental values better than those calculated by the existing equilibrium sorption code. When an EDTA solution was used as a solvent to decontaminate Co$^{2+}$ in the soil column, the relative Co$^{2+}$ concentrations of the effluent were higher at 2~10 pore volumes than those of the case using water. The soil in the column was decontaminated by 95.5% of the total amount of Co$^{2+}$ after being flushed with EDTA solution of 20 pore volumes.e volumes.
In this study, the effects of two materials, active alumina and CaO based inorganic binder, which cause the side reaction on the K2CO3-based solid CO2 sorbents was investigated. K2CO3-based solid sorbents called KAM series was prepared by spray drying method and then measured its physical properties and CO2 sorption capacity. Among the KAM series sorbents, KAM(0.5) maintained high CO2 sorption capacity of 7.6 wt% after 3 cycle of sorption/regeneration reaction and showed very low attrition loss as low as 3.1 % which was measured by ASTM D5757-95.
We tried to improve the $H_2$-sorption properties of Mg by mechanical grinding under $H_2$ (reactive grinding) with CoO. The sample Mg+10wt.%CoO as prepared absorbs 1.25wt.% hydrogen and the activated sample absorbs 2.39wt.% hydrogen for 60min at 598K, $11.2barH_2$. The reactive grinding of Mg with CoO increases the $H_2$-sorption rates by facilitating nueleation(by creating defects on the surface of the Mg particles and by the additive), by making cracks on the surface of Mg particles and reducing the particle size of Mg and thus by shortening the diffusion distances of hydrogen atoms. Hydriding-dehydriding cycling increases the $H_2$-sorption rates by making cracks on the surface of Mg particles and reducing the particle size of Mg.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology
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제1권1호
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pp.57-63
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2013
Natural green rust (GR) can retard the migration of anions through geological media because it has a Layer Double Hydroxyl (LDH) structure with a positive charge. In this study, the sorption behaviors of anions such as selenite ($Se(IV)O{_3}^{2-}$), selenate ($Se(VI)O{_4}^{2-}$), and iodide ($I^-$) onto green rusts with different structures, i.e., GR($Cl^-$) and GR($CO{_3}^{2-}$), were investigated by conducting batch sorption experiments in an anoxic condition. Experimental results showed that selenite was mostly sorbed onto GR($CO{_3}^{2-}$) and then partly reduced to metal selenium, Se(0). However, little selenate and iodide was sorbed onto GR($CO{_3}^{2-}$) while some iodide was sorbed onto GR($Cl^-$). It is presumed from the experimental results that the major sorption mechanism of $SeO{_3}^{2-}$ and $I^-$ onto green rusts is the anion exchange reaction with the anions existing in the interlayer of the rusts. Green rust, therefore, can play an important role in the retardation of anions migrating through deep geological environments owing to its LDH structure with a high anion exchange capacity.
수소는 지구상에 풍부하게 존재하는 원소로 최근 수소경제시대에 대한 기대와 함께 청정 에너지 carrier로 주목받고 있다. 본 연구에서는 고순도 수소 생산을 위해 water gas shift (WGS) 반응과 $CO_2$의 분리를 하나의 unit operation의 형태로 수행하는 신개념의 thermal swing sorption enhanced reaction (TSSER) 공정의 타당성을 테스트하는데 목적을 두고 있다. Le Chatelier 원리를 기본으로 하는 흡착분리 동시 반응 (sorption enhanced reaction, SER)에서는 수소생산 반응의 열역학적 한계를 극복할 수 있고 정반응의 속도를 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 $K_2CO_3$가 첨가된 hydrotalcite에 대한 고온에서의 $CO_2$ 화학흡착 평형 및 거동 데이터를 실험을 통하여 측정하였다. 또한 WGS 상용촉매와 화학 흡착제를 이용하여 흡착분리 동시 반응을 실험과 수치해석 시뮬레이션으로 수행하였고, 연구결과로부터 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소 (~10 ppm CO)를 직접 생산할 수 있으며, 동시에 고압상태의 $CO_2$를 고순도로 포집할 수 있음을 확인할 수 있었다. 고압, 고순도의 $CO_2$ 포집은 이후 $CO_2$ 저장에 용이하게 이용되어 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 자연토양에 대한 방사성 핵종(Co, Sr)의 단일 성분의 흡착 및 탈착 거동 특성과 Carboxymethyl-${\beta}$-cyclodextrin(CMCD)를 이용한 탈착저항성에 대한 연구를 수행하였다. 방사성핵종의 흡착 거동을 살펴보기 위하여 흡착속도 실험과 등온 흡착 실험을 수행 하였으며, 흡착 실험 결과를 기존의 흡착 모델식에 적용하여 보았다. 탈착 실험은 일정한 pH와 이온강도 조건에서 CMCD를 주입하였을 때와 주입하지 않았을 때의 탈착경향을 비교분석 하였다. 흡착 실험 결과 자연토양에 대해 스트론튬(Sr)이 코발트(Co) 보다 흡착이 잘 되었고, 코발트, 스트론튬 모두 흡착 속도는 pseudo-second order model을, 그리고 등온 흡착결과는 Sips model을 따르는 것으로 나타났다. 방사성 핵종의 탈착은 비가역적인 형태의 탈착거동을 보였으며, CMCD의 주입량 증가함에 따라 탈착도 증가하는 결과를 나타냈다.
$CO_2$ 주입에 의한 석탄층 가스생산거동을 평가하기 위해서는 석탄에 대한 $CH_4$과 $CO_2$의 가스흡착거동을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 $CO_2$ 회수증진공법이 가능한 석탄층 심도내 압력과 온도가 흡착량 에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 이를 위해서 압력은 상압에서 1400 psia의 범위까지, 온도는 $15^{\circ}C$에서 $45^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 흡착량 실험을 수행하였다. 그 결과, $CO_2$와 $CH_4$ 모두 탄층 압력이 커질수록 흡착량이 증가하는 반면에, 온도가 증가할수록 $CO_2$와 $CH_4$의 흡착량은 일정한 비율로 감소하는 것으로 나타났다. 또한 심도 800m 이하의 범위내에서는 심도가 깊어질수록 $CO_2$ 격리량 및 $CH_4$ 생산량은 증가하지만, 심도에 대한 증가폭은 지속적으로 감소됨을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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