• Title/Summary/Keyword: 기체수소

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Chromatographic Separation of Hydrogen Isotopes by Deactivated Alumina Stationary Phase (비활성 알루미나 고정상을 이용한 수소동위원소의 크로마토그래피 분리)

  • Kim, Kwang Rag;Lee, Sung Ho;Kang, Hee Suk;Chung, Hongsuk;Sung, Ki Woung
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.9 no.1
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    • pp.121-128
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    • 1998
  • In fields of operating or handling a hydrogen isotope facility, and of the technology for nuclear fusion source management, gas chromatography has been used as one of the practical techniques lot separation and enrichment of hydrogen isotopic gases including tritium. Chromatographic separation experiments of the hydrogen isotope mixture (hydrogen, deuterium and tritium) were carried out by use of a commercially available gas chromatograph. An aliquot of gas sample was injected by a specially designed vacuum sampler into the stream of inert carrier gas which went through the separation column under liquid nitrogen temperature. The complete separation of hydrogen isotopic molecules was observed with an alumina adsorbent partially deactivated by coating with 10% manganese chlorine. In addition, fairly good separation conditions were obtained without any appearance of nuclear spin isomers with shorter retention time, which would be available for the practical applications of the hydrogen isotope separation and enrichment.

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Reviews on Gas Separation Membrane Process (분리막공정을 이용한 기체분리의 정상적 고찰)

  • 박영규;이영무
    • Membrane Journal
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    • v.6 no.2
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    • pp.59-71
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    • 1996
  • 기체 막분리공정 기술이 점점 개발되어질수록 막분리의 성능을 이해하려는 필요성이 각 공정에서 증진될 것이며 기체 막분리 성능의 예측능 기술 발전을 위해 계속 시도되어질 것이다. 이러한 추세에 힘입어 현재 석유화학공정 배가스 중 수소를 정제하기 위한 기술 개발을 시도하고 있으며 특히 저농도의 수소를 고농도로 농축시키기 위해 막분리 공정을 적극 검토하고 있다. 본 논문에서 밝혀 본 막분리 공정의 성능 예측과 분석은 향후 공정을 설계하고 제작하는 데 크게 이바지할 뿐만 아니라 석유화학 제반 공정뿐만 아니라 관련 화학공업장치 산업에서 기체 분리를 통한 자원회수와 에너지 절약 측면에서 계속 발전해 나갈 것은 믿어 의심치 않을 것이다.

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Study on Validity of Pre-cooling System for Hydrogen Gas Using Cryocooler Part I: Experimental Investigation and Theoretical Analysis (극저온 냉동기를 활용한 기체수소 예냉 시스템의 검증에 관한 연구 Part I: 실험적 연구 및 이론적 분석)

  • DONG WOO HA;HYUN WOO NOH;YOUNG MIN SEO;TAE HYUNG KOO;ROCK KIL KO
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.34 no.4
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    • pp.350-357
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    • 2023
  • In this study, the experimental investigation and theoretical analysis were conducted to verify the cooling capacity of the cryocooler used for pre-cooling of hydrogen gas. The effect of the flow rate on a copper pipe attached to the bottom of the cryocooler, which has a coil shape in a hydrogen line, was investigated. Temperature sensors were strategically placed at various positions on the cryocooler to analyze the temperature variations with respect to the flow rate. In this study, the thermal properties of hydrogen for the pressure and temperature were utilized using REFPROP to analyze the cooling capacity of the cryocooler. Based on the experimental results derived from this study, the cooling capacity of the cryocooler for pre-cooling hydrogen gas was considered by calculating the cooling temperature according to the flow rate through theoretical analysis.

Gas permeation properties of $SiO_2$ membranes formed by sol-gel and CVD techniques (솔-젤 및 화학증착법에 의하여 제조된 실리카막의 기체 투과 특성)

  • 남석우;이희준;하홍용;홍성안
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1996.04a
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    • pp.51-52
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    • 1996
  • 무기막을 기체 분리 및 분리막 반응기에 적용하려면 특정 기체에 대한 선택도 뿐만 아니라 절대 투과 속도 또한 높아야 한다. 박막 담지 무기막은 다공성 지지체를 사용하여 그위 또는 그 기공 내에 선택적 투과성을 지니는 막을 합성한 형태로서, 되도록 얇은 선택적 투과막을 지지체에 제조함으로써 투과도를 향상시킬 수 있다. 고온에서 수소에 투과성이 있는 실리카막의 경우 기공의 크기기 4nm 정도인 다공성 유리를 지지체로 하여 화학증착법으로 제조하는 연구가 많이 수행되어 왔으며 400$\circ$ 이상의 온도에서 막을 통한 수소의 투과도는 0.1 cm$^3$[STP]/min-atm-cm$^2$ 수준이었다. 본 연구에서는 실리카 담지 무기막의 수소 투과성 향상을 위하여 기공의 크기가 다공성 유리보다 큰 다공성 알루미나를 지지체로 사용하였으며, 이 지지체의 기공 내부에 솔-젤 및 화학증착법에 의하여 실리카 막을 합성하고 고온에서의 기체 투과 특성을 살펴보았다.

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튜브형 촉매탑을 이용한 수소 동위원소 분리

  • 손순환;송규민;김광신
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.433-438
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    • 1998
  • 수소와 물 사이의 촉매교환공정은 중수 생산 및 삼중수소 분리를 위해 개발되어 왔다. 국산 소수성 촉매를 이용하여 새로운 튜브형 촉매탑을 고안하고, 수소와 물 사이의 수소 동위원소 분리를 실증하는 실험을 수행하였다. 국산 소수성 측매는 Styrene Divinyl Benzene Copolymer 담체에 백금을 담지한 촉매로써, 모양은 실린더형이며, 직경이 4mm이다. 촉매 작용을 하지 않는 충전물은 wire mesh ring(3mmx3mm)이고, 튜브는 PCI사 membrane(PVDF)이다. 촉매합의 직경은 2.5cm, 높이는 35cm였고, 온도는 333k, 압력은 0.1MPa였다. 기상 촉매반응만 시켰을 때 촉매탑이 정상상태에 도달되는데 약 3-5시간이 필요했으며, 액체 흐름이 있는 경우가 훨씬 짧았다. 촉매탑의 분리성능을 평가하기 위해 수소 동위원소 분리실험에서 얻은 기체 농도를 이용하여 물질전달계수(Kya)를 계산하였다. Kya는 0.2-0.5 sec$^{-1}$였으며, 액체와 기체 유속에 의해 크게 영향을 받았다.

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One-Dimensional Modeling of Hydrogen Generator (수소발생기의 일차원 모델링)

  • Park, Jae Hyun;Lee, Hyojin;Valderrama, Edgar Willy Rimarachin;Yim, Chungsik;Yang, Heesung
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.74-86
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    • 2018
  • This paper presents the one-dimensional model of a hydrogen generator, where the alkali solution was supplied from the top to the dry aluminum powders. Hydrogen was produced as the solution moved downward and reacted with aluminum. The species conservation equations were considered for the hydrogen gas and alkali solution, while the energy conservation equation was applied to the gas-liquid-solid mixture as a single medium. The gas rising velocity and liquid penetration velocity were also included in the theoretical approach. The developed code was validated with the experimental data of the hydrogen production amount and collector pressure. Additionally, the model successfully predicted the various reactor properties, such as the concentrations, volume fractions, and temperatures, and is expected to help significantly in the design of a novel hydrogen generator.

CFD procedure of Multi-phase flow to predict the trend of Boil-off for the various filling ratio of C-Type liquefied hydrogen tank subject to sloshing motion (슬로싱에 놓인 C-Type 액화수소 탱크의 적재율에 따른 BOG 발생량 경향 예측을 위한 다상 유동 CFD 해석 절차)

  • Jin-Ho Lee;Sung-Je Lee;Se-Yun Hwang;Jang Hyun Lee
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.213-213
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    • 2022
  • 본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

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Development of Porous Sorbents for Removal of Hydrogen Sulfide from Hot Coal Gases III. Study on Ferrite-type adsorbent for the Removal of Hydrogen Sulfide

  • Kim, Jong-Saeng;Lee, Young-Soo;Lee, Bok-Jae;Yoo, Kyong-Ok
    • Journal of Environmental Health Sciences
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    • v.17 no.1
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    • pp.39-49
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    • 1991
  • 고온에서 황화수소(H$_{2}$S)를 제거하기 위한 흡착제를 개발할 목적으로 ZnO에 $Fe_{2}O_{3}$를 5~50 atomic %까지 첨가시켜 제조한 다공성 흡착제와 황화수소와의 반응(sulfidation)을 thermogravimetric analyzer (Shimadzu DT-30)로 수행하였으며, 고정층세서 zinc ferrite 흡착제의 흡착능을 측정하였다. 반응온도는723$^{\circ}$K~973$^{\circ}$K범위이며, 반응기체는 황화수소(2vol.%)와 질소와 혼합기체로서 total gas flow rate는 200ml/min으로 고정시켰다. Grain Model을 사용하여 실험데이터를 분석한 결과 전화율이 낮을 때 zinc ferrite와 황화수소 반응의 율속단계는 화학반응이었고 황화수소 농도에 대해 1차 반응이었다. 실험한 흡착제 중 10 atomic %의 $Fe_{2}O_{3}$를 첨가하여 제조한 zinc ferrite형 흡착제가 반응속도, 흡착능, 그리고 재생성면에서 우수한 흡착제로 밝혀졌다.

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Numerical Analysis of Recess Effects on Gaseous Hydrogen/Liquid Oxygen Coaxial Injector (수소-산소 동축 분사기에 대한 리세스 효과 수치해석)

  • Lee, Kibum;Park, Tae Seon
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.20 no.3
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    • pp.17-24
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    • 2016
  • The reacting flows of gaseous hydrogen/liquid oxygen 2D coaxial shear injector with varying recess length are numerically analyzed. The standard ${\kappa}-e$ model and laminar flamelet model are adopted for the steady turbulent combustion with the ideal and real gas equations. As the recess length increases, the recirculating region in the combustion chamber expands and the vorticity is intensified. Also, the variations of temperature, products, and pressure are strongly related to the recess length. The results show that an efficient combustor can be obtained by the introduction of the recessed injector.