• 제목/요약/키워드: $SO_4^{2-}$

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물분해 수소제조를 위한 SI cycle에서의 EMIm[$EtSO_4$]를 이용한 $SO_2/O_2$ 분리공정 ($SO_2/O_2$ Separation Process with EMIm[$EtSO_4$] in SI Cycle for the Hydrogen Production by Water Splitting)

  • 이기용;김홍곤;정광덕;김창수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.13-20
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    • 2011
  • $SO_2$ has been absorbed and separated selectively by an ionic liquid from $SO_2/O_2$ mixture decomposed from sulfuric acid during the thermochemical SI cycle for the water splitting. In order to design and operate high pressure $SO_2/O_2$ separation system, the solubility of $SO_2$ in [EMIm]$EtSO_4$ (1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate) has been measured by Magnetic Suspension Balance at high pressure and temperature. Based on the measured solubility, a pressurized separation system was set up and operated. 194 L/h of $SO_2$($SO_2:O_2$=0.65:1) has been separated with 99.85% of $O_2$ at the vent of absorption tower, which is 22.7% of the theoretically ideal capacity of the system. This discrepancy results from the reduced contact between the gaseous $SO_2$ and the ionic liquid. Increased $SO_2$ supply, scale-up of the absorption column, and a faster ionic liquid circulation speed were suggested to improve the separation capacity.

Sn-Zr계 촉매 상에서 CO와 H2를 이용한 SO2 환원 반응특성 (The Reactivity for the SO2 Reduction with CO and H2 over Sn-Zr Based Catalysts)

  • 한기보;박노국;류시옥;이태진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권4호
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    • pp.356-362
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    • 2006
  • 본 연구에서는 석탄가스화복합발전(integrated gas combined cycle, 이하 IGCC) 시스템의 석탄가스화기로부터 생산되는 석탄가스가 환원제로 이용되는 $SO_2$ 환원공정인 직접 황 회수 공정(direct sulfur recovery process, 이하 DSRP)에서 이용 가능한 Sn-Zr계 촉매 상에서의 $SO_2$ 환원반응특성을 조사하였다. Sn-Zr계 촉매는 0/1, 1/4, 1/1, 2/1, 3/1, 1/0의 Sn/Zr 몰비로 조절하여 침전법 및 공침법으로 제조되었다. 공간속도가 $10,000ml/g_{-cat.}{\cdot}h$, 반응물 몰비$([CO(or\;H_2)]/[SO_2])$가 2.0인 반응조건 하에서 Sn-Zr계 촉매를 이용하여 온도를 변화시킨 가운데 석탄가스에 포함되어 있는 $H_2$ 또는 CO를 환원제로 사용하여 $SO_2$ 환원에 대한 반응특성이 조사되었다. 실험 결과, 환원제의 종류에 상관없이 $SnO_2$$ZrO_2$보다 Sn-Zr계 촉매가 활성이 더 높았으며, 환원제의 종류에 대한 반응성 조사 결과, $H_2$보다 CO가 $SO_2$ 환원에 더 높은 반응성을 나타내었다. $H_2$가 환원제로 이용된 $SO_2$ 환원특성을 조사한 결과, Sn/Zr 비에 따라 제조된 Sn-Zr계 촉매의 종류에 상관없이 온도가 증가함에 따라 반응성이 증가하는 경향을 보이며 Sn/Zr 몰비가 1/4인 촉매를 사용한 경우 $550^{\circ}C$에서 $SO_2$전환율이 94.4%, 원소 황 수율이 66.4%로 높은 반응성을 나타내었다. 반면 CO를 환원제로 이용한 경우에는 Sn/Zr 몰비가 높은 촉매일수록 최적 반응온도가 감소되는 특이한 경향을 나타내었다. Sn-Zr계 촉매 중 Sn/Zr 몰비가 3/1인 $SnO_2-ZrO_2$ 촉매가 가장 낮은 최적 반응온도에서 높은 반응성을 나타내었는데, $325^{\circ}C$에서 $SO_2$전환율이 약 100%, 원소 황 수율이 약 99.5%로 가장 높은 반응성을 얻었다. 그리고 CO가 $H_2$보다 더 많이 포함되어 있는 석탄모사가스에 대하여 환원제로서의 이용가능성을 확인하고자 $CO/H_2$ 비를 달리한 각각의 합성가스에 대하여 $SO_2$ 환원반응실험을 수행하였다. Sn/Zr 몰비가 2/1인 Sn-Zr계 촉매 상에서 $SO_2$ 환원반응 실험 결과, CO 함량이 높은 합성가스일수록 효과적인 환원제임을 확인할 수 있었다. 따라서 Sn-Zr계 촉매가 적용된 DSRP에서 석탄모사가스가 환원제로 이용 가능하다는 것을 알 수 있었다.

제주시 강우의 화학적 조성 특성에 관하여 (Chemical Characterization of Rainwater Sampled in Cheju city)

  • 이기호;허철구
    • 한국환경과학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.739-748
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    • 1996
  • This study was carried out to investigate the chemical characteristics ol rainwater sampled in Cheju City from July 1994 to June 1996. Concentrations of major ions (Cl-,$SO_4^{2-}$, NO_3^-$, $Na^+$, $K^+$, Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ and NH_4^+$) were determined. The pH of rainwater, calculated from the volume weighted H+ concentration, was found to be 5.61, indicating extensive neutralization of the acidity in the rain. The relative magnitude of average ionic concentrations followed the relation Cl-> $SO_4^{2-}$) $Na^+$> Ca^{2+}$> NH_4^+$> NO_3^-$> $Mg^{2+}$> $K^+$. The ions associated with sea salt, namely $Na^+$ and $Cl^-$, dominated the total concentration of ions in the rainwater and the $SO_4^{2-}$ ion accounts for 20% of total concentration. [H+][nss-SO42-+NO3] ratio and a multiple regression for $SO_4^{2-}$ and NO3- ions against $H^+$, $Ca^{2+}$ and $NH_4^+$ suggested that all of $SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$ in rainwater was not necessarily associated with $H_2SO_4$ and $HNO_3$, but might also occur in combination with $NH_4^+$ or Ca^{2+}$. The monthly mean concentrations of $SO_4^{2-}$-, Ca^{2+}$ and $NH_4^+$ in spring time was higher than those in other seasons. These results may De attributed to the fertilizer application as the local sources and the yellow sand phenomina as a regional-scale sources.

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분리대두단백 두부의 제조를 위한 가열시간 및 혼합응고제의 영향 (Effect of Heating Time and Mixed Coagulants for Prepared SPI Tofu)

  • 구경형;김우정
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.26-30
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    • 1994
  • 분리대두단백(SPI)을 주원료로 마쇄와 여과, 압착 과정을 생략한 두부의 연속적 제조 방법을 위한 기초자료로서 분리대두단백의 보수력과 보유력, 가열시간, 단일응고제 소요량, 혼합응고제에 따른 두부의 텍스쳐 및 수율변화 그리고 관능적 특성을 조사하였다. SPI 분산액의 $100^{\circ}C$에서 가열시간이 길어짐에 따라 $CaCl_{2}$와 GDL응고제 양은 감소하다가 증가하였고, $MgCl_2$는 감소하는 경향이었으며, $CaSO_{4}$는 대조구를 제외하고 큰 차이가 없었다. 응고에 필요한 응고제의 양은 $CaSO_{4}>GDL>MgCl_{2}>CaCl_{2}>$순이었다. 압착두부 제조방법에 의한 두부의 수율은 $CaSO_{4}$로 응고한 두부로 가열시간 6분일 때 가장 높았으며, GDL로 응고한 두부의 수율은 다른 응고제에 비하여 낮았으나 6분에서 약간 높은 수율을 보였고, 이외의 응고제에 의한 두부수율은 가열시간에 큰 영향을 받지 않았다. SPI의 보수력은 $100^{\circ}C$에서 가열시간이 증가함에 따라 크게 감소하였고, 보유력은 9분까지 증가하다가 감소하였다. 또 혼합응고제$(CaSO_{4}-GDL,\;CaSO_{4}-CaCl_{2},\;CaCl_{2}-GDL)$로 응고한 압착두부의 물리적 특성은 $CaCl_{2}$와 GDL 비율이 많아짐에 따라 경두부의 특성을 나타내었다. 최고의 수율은 $CaSO_{4}$ 100% 응고두부였으며, 최소의 수율은 GDL로 응고한 두부였다. 관능검사 결과 $CaSO_{4}$ 비율이 증가함에 따라 부드럽고, 균일한 조직을 얻었으며, GDL과 $CaCl_{2}$의 비율이 많은 혼합응고제로 제조한 두부는 신맛과 쓴맛의 강도가 컸다.

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황-요오드 수소 제조 공정에서 초음파 조사를 이용한 분젠 반응의 특성 (Characteristics of Bunsen Reaction using Ultrasonic Irradiation in Sulfur-iodine Hydrogen Production Process)

  • 김효섭;이동희;이종규;박주식;김영호
    • 공업화학
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    • 제29권1호
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    • pp.56-61
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    • 2018
  • 황-요오드(SI) 공정의 통합 운전을 위한 분젠 반응 단계에서, $I_2$$H_2O$ 반응물들은 $HI_x$ 용액 내 용해된 성분들로써 공급된다. $HI_x$ 용액과 $SO_2$ 공급을 이용하여 분젠 반응이 수행될 때 $HI_x$ 상 내 대부분의 $H_2SO_4$ 생성물이 존재하며, 이에 따라 $HI_x$ 상에 대한 $H_2SO_4$ 상의 부피 비가 매우 낮다. 본 연구에서 우리는 상 분리 성능을 향상시키기 위해 $HI_x$ 용액을 이용한 분젠 반응에 대한 초음파 조사의 효과들을 연구하였다. 분젠 반응과 함께 초음파가 조사될 때 $HI_x$ 상으로부터 $H_2SO_4$ 상으로 이동된 $H_2SO_4$의 양은 최대 58.0 mol%까지 증가하였으며, $H_2SO_4$ 상의 부피 또한 최대 13.1 vol%까지 증가하였다. 특히, 상 분리에 대한 초음파 조사의 효과는 온도, $I_2$$H_2O$ 공급 농도가 감소함에 따라 향상되었다. 초음파 조사는 $HI_x$ 상 내 반응 평형을 미시적으로 이동시킴으로써 추가적인 $H_2O$ 분자들의 형성을 유도하였다. 이로부터 추가적으로 생성된 $H_2O$ 및 분리된 $H_2SO_4$ 분자들이 $H_2SO_4$ 상으로 이동할 수 있는 더 많은 $H_2SO_4{\cdot}xH_2O$ (x = 5-6) 착물들을 형성하였다.

요오드-황 열화학 수소 제조를 위한 분젠 반응 공정 연구 (The Study on Bunsen Reaction Process for Iodine-Sulfur Thermochemical Hydrogen Production)

  • 강영한;류재춘;박주식;황갑진;이상호;배기광;김영호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권4호
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    • pp.410-416
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    • 2006
  • 원자력 열을 이용한 요오드-황 열화학 수소 제조 사이클에서 분젠 공정 부분의 고효율 운전을 목적으로 2 액상(황산 상과 $HI_x$ 상)으로의 분리 및 $H_2O$의 분배를 위한 $H_2SO_4-HI-H_2-O-I_2$ 혼합 계의 공정 특성을 연구하였다. 공정 변수 실험은 298~353 K의 온도 범위와 $H_2SO_4/HI/H_2O/I_2=1/2/14{\sim}20/0.5{\sim}8.0$의 몰 조성 범위에서 수행했다. 결과로서, $SO_2-I_2-H_2O$ 분젠 반응계를 위하여 계산에 의해 2 액상으로 분리되는 분리점 및 포화점의 사이의 범위를 결정하였다. 각상내 불순물들(황산 상내 HI 및 $I_2$ 그리고 $HI_x$ 상내 $H_2SO_4$)이 최소화되는 최적의 결과는 가장 높은 온도인 353 K와 가장 높은 $I_2$ 몰 농도에서 얻을 수 있었다. 이 조건에서 황산 상을 위한 $HI/H_2SO_4$$HI_x$ 상을 위한 $H_2SO_4/HI_x$ 몰 비율은 각각 0.024와 0.028였다. 각 상으로 $H_2O$의 분배를 위하여 $HI_x$$H_2O$ 사이의 친화력이 $H_2SO_4$$H_2O$ 사이의 친화력보다 우세한 것으로 나타났으며, $HI_x$$H_2O$ 사이의 친화력은 온도 증가에 따라 감소하고 $I_2$ 몰 농도에 따라 증가했다.

H2SO4 수용액에서의 주조용 알루미늄 합금들의 부식거동 (Corrosion Behavior of Casting Aluminum Alloys in H2SO4 Solution)

  • 우상현;손영진;이병우
    • 동력기계공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.17-21
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    • 2016
  • The corrosion behavior of aluminum alloys in the $H_2SO_4$ solution was investigated based on potentiodynamic techniques. Electrochemical properties, such as corrosion potential($E_c$), passive potential($E_p$), corrosion current density($I_c$), corrosion rate(mpy), of Al-Mg-Si, Al-Cu-Si and Al-Si alloys were characterized at room temperature. Passive aluminum oxide film, which including $Al_2(SO_4)_3$ and $3Al_2O_34SO_38H_2O$, were uniformly formed on the surface via the reaction of Al with $SO{_3}^{2-}$ or $SO{_4}^{2-}$ ions in the $H_2SO_4$ solution and the dependence of the corrosion behavior on the alloying element was discussed. The selective leaching of alloy element increased with increasing Cu content in the aluminum alloys.

석탄 비산회로부터 황산과 $CaF_2$에 의한 알루미늄의 추출 (Extraction of Aluminum from Coal Fly Ash with Sulfuric Acid and Calcium Fluoride)

  • 구현정;이재천;윤인주;정진기;임남웅
    • 자원리싸이클링
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    • 제6권1호
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    • pp.11-16
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    • 1997
  • 국내에서 발생하는 석탄 비산회로부터 $H_2$$SO_4$$CaF_2$을 침출제로 사용하여 알루미늄을 추출하나느 연구를 수행하였다. $H_2$$SO_4$$CaF_2$를 반응시켜 비산회의 주성분인 mullite를 분해하는 HF를 생성하여 효과적인 알루미늄의 추출을 유도하였다. $H_2$$SO_4$$CaF_2$농도, 반응온도 및 반응시간 등의 실험변수가 알루미늄의 침출에 미치는 영향을 조사하였으며 광액농도 5%m $106^{\circ}C$에서 4M $H_2$SO$_4$와 0.5M $CaF_2$의 조건으로 10시간 침출하여 최고 97%의 알루미늄 추출율을 얻을 수 있었다.

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응고제 종류와 농도에 따른 전지대두분 두부의 품질 (Quality Attributes of Whole Soybean flour Tofu Affected by Coagulant and Theirs Concentration)

  • 김주영;김준한;;문광덕
    • 한국식품과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.402-409
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    • 2000
  • 전지대두분(WSF) 두부의 응고제 종류와 농도별 수율은 $CaCl_2$, $CaSO_4$, GDL, $MgCl_2$, $Ca-gluconate+CaSO_4$, $GDL+CaSO_4$ 첨가구는 0.3%에서, $Ca-gluconate+MgCl_2$, $GDL+CaCl_2$ 첨가구는 0.4%에서, 그리고 $Ca-gluconate+CaCl_2$ 첨가구는 0.5%에서 각각 가장 높았으며 0.3% $GDL+CaSO_4$ 혼합응고제를 첨가하였을 때 4.48(g/g WSF)로 최고치를 나타내었다. 응고제 농도에 따른 WSF 두부의 색도는 응고제 농도가 증가함에 따라 L과 b값은 점차 증가한 후 감소하는 경향이었고, 일반두부와 시판두부에 비해 L값이 대체로 낮았으며 b값은 현저히 높았으나 a값은 비슷하였다. WSF두부의 각 응고제 농도에 따른 견고성(hardness)은 응고제 농도가 높을수록 증가하는 경향이었으며, 응고제 종류에 따른 견고성(hardness)은 전반적으로 $CaCl_2$를 사용한 경우 비교적 높았으며 $CaSO_4$와 GDL 응고제를 사용한 첨가구에서는 낮게 나타났다. 접착성(adhesiveness)은 응고제 농도가 높아질수록 대체로 감소하는 경향이었으나 $CaSO_4$, GDL, $Ca-gluconate+CaSO_4$$GDL+CaSO_4$ 첨가구가 다른 첨가구에 비하여 비교적 낮은 경향을 보였다. 응집성(cohesiveness)은 응고제 종류와 농도에 따른 통계적인 유의적 차이가 없었고, 탄력성(springiness)은 $GDL+CaSO_4$ 혼합 첨가구에서는 응고제 농도가 높을수록 높게 나타났다. 씹힘성(chewiness)은 혼합 응고제 첨가구에서 대체로 낮은 경향을 보였으며 뭉치는 성질(gumminess)은 견고성(hardness)이 증가함에 따라 증가하였다. WSF 두부의 각 응고제 농도에 따른 관능평가 중 전체적기호도에서는 $CaCl_2$, $Ca-gluconate+CaCl_2$, $GDL+CaCl_2$ 첨가구는 0.2%에서, $CaSO_4$, GDL, $MgCl_2$, $Ca-gluconate+MgCl_2$, $GDL+CaSO_4$ 첨가구는 0.3%에서, 그리고 $Ca-gluconate+CaSO_4$ 첨가구는 0.4%에서 높게 나타났으며 그 중 0.3% $GDL+CaSO_4$ 첨가구가 적당한 경도를 가지면서도 부드럽고 고소한 맛이 강하여 가장 높은 기호도를 나타내었다.

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