• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.231-231
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• 2010

아직까지 국내에서 사용하는 대부분의 에너지는 화석연료에 의존하고 있다. 지하자원에서 나오는 석탄, 석유와 같은 화석연료는 다른 에너지원에 비해 운송이 간편하고 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있지만, 환경오염의 문제성과 오일가상승, 자원의양 및 저장장소가 한정되어 있다는 단점을 가지고 있다. 이에 따라 수소와 같은 대체에너지를 이용하여 환경오염을 예방하고 무한히 사용할 수 있는 에너지원을 개발하기 위한 대체 방안들이 연구되고 있다. 폐기물 가스화시 발생되는 합성가스(CO, $CO_2$, $CH_4$, $H_2$) 내 일차로 생성된 일산화탄소는 수증기와 반응함으로써 이산화탄소로 전환이 가능하다. 잔류 메탄은 이산화탄소를 이용하여 개질함으로써 합성가스내 수소농도를 높일 수 있다. 전환된 잔류가스(CO, $CO_2$, $H_2$)내 일산화탄소는 산소를 이용하여 이산화탄소로 산화시킬 수 있으며, 산화된 이산화탄소는 흡착제를 이용하여 제거가 가능하다. 본 연구에서는 실제 가스화시 발생되는 합성가스를 이용하기 위하여, RPF가스화시 발생되는 합성가스를 직접 포집하여 실험을 진행하였다. 합성가스내 소량의 메탄은 니켈촉매를 이용하여 수소로 전화시켰으며, 잔류하는 일산화탄소는 백금촉매, 이산화탄소는 탄산나트륨 흡착제를 이용하여 연속적으로 제거함으로써 순수한 수소를 제공하였다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.61-64
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• 2007

Fe-PC와 Fe-TCPC를 합성하여 암모니아 탈착에 따른 촉매의 특성과 황화합물 및 아민류의 흡착실험을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) FT-IR로 분석한 결과, Fe-TCPC는 Fe-PC에 비해 카르복실기의 특성 스펙트럼이 관찰되었고, SEM/EDS로 관찰한 결과 카르복실기의 영향으로 Fe의 비율이 낮고 산소의 량은 높게 나타났으므로 표면에 카르복실기가 존재하고 있음을 알 수 있었다. 2) TPD 실험에서 철 프탈로시아닌 유도체는 두 개의 피크가 저온부와 고온부에서 나타나 약산점과 강산점이 존재하고 있음을 확인 할 수 있었으며, 탈착량은 Fe-TCPC가 Fe-PC보다 고온부에서 강산량점량이 많았고 저온부에서 약산점량은 적게 나타난 것으로 보아 Fe-TCPC가 표면에 카르복실기의 화학적흡착 영향으로 강산점에서 많은 탈착이 일어났음을 의미한다. 3) Fe-TCPC는 Fe-PC보다 비표면적과 세공부피가 많았고, 과산화수소의 분해효율이 높아 촉매적 성질이 우수하였으며, 또한 입자의 크기도 작았음을 확인하였다. 이는 모든 조건에서 Fe-TCPC가 Fe-PC보다 흡착능력이 우수한 것으로 예측된다. 4)카르복실기가 치환된 철 프탈로시아닌 유도체의 제거효율은 아민화합물이 우수하지만 황화합물에서 다소 낮게 나타났다. 이 결과로 보아 아민류에 효과가 있는 카르복실 철 프탈로시아닌을 착색제로 사용하면 탈취 기능을 가진 안료가 될 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2015.10a
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• pp.77-78
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• 2015

산업화로 인하여 토지의 사막화, 물부족, 오존층 파괴, 지구 온난화 등 많은 환경문제가 발생되었으며 아직 진행 중에 있다. 이에 UN에서는 환경 규제를 강화하였으며 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization)에서는 선박의 배기가스 규제 강화를 위하여 NOx(질소산화물) 및 SOx(황산화물)의 배기량을 줄이도록 하고 있으며 2016년부터는 본격적으로 규제하려 하고 있다. 상기의 규제 물질 중 NOx를 제거하는 선택적환원촉매(SCR:Selectivity Catalytic Reduction) 시스템은 선박의 배기가스가 지나가는 통로에 요소수(Urea)를 분무하여 $260^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응, 결합함으로서 NOx를 질소와 산소로 분리, 제거하는 방식이다. 하지만 선박의 경우 대부분 엔진이 2행정으로 배기가스 온도가 일반적으로 $180^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$이기 때문에 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응하지 않아 환원률이 높지 않다. 이에 우리는 초미세기포를 이용하여 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 요소수 및 요소수 활성화 기기를 개발하여 상기의 문제점들을 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 SCR 시스템의 점성유동해석을 통하여 보다 효율적인 SCR 시스템의 개발을 할 수 있도록 기여하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.226.1-226.1
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• 2010

본연구에서는 GTL(gas to liquids)공정의 합성가스 생산을 위해 수증기-이산화탄소 복합개질반응(Combined Steam and Carbon dioxide Reforming of Methane, CSCRM)을 수행하였다. CSCRM은 수증기와 이산화탄소의 공급비 조절을 통해 $H_2$/CO비를 2로 맞추기 용이한 장점을 지니고 있어 다른 단일 개질 반응과 달리 합성가스 생산 시 $H_2$/CO 비율을 조절하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않아 경제적인 공정이다. 일반적으로 사용되는 Ni개질촉매는 가격대비 우수한 성능을 보이지만 S/C비가 낮은 CSCRM의 경우 촉매표면의 탄소침적에 의한 비활성화가 야기되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 산소저장능력과 산소전달능력이 우수한 $CeO_2$를 조촉매로 첨가하여 표면에 형성된 코크 제거가 용이하도록 하였다. Ni-Ce/$MgAl_2O_4$촉매는 동시함침법(co-impregnation)으로 제조하였으며, Ni의 함량을 10wt%로 고정한 상태에서 Ce의 함량을 조절하여 Ce/Ni 최적비를 찾고자 하였다. XRD, TPR, BET, $H_2$-Chemisorption과 같은 촉매의 특성분석을 통해 촉매의 비표면적, 환원특성과 Ni입자의 분산도 등을 확인하였다. Ce를 첨가함에 따라 Ce2.5wt%까지는 비표면적이 증가하다가 이후 점차 줄어드는 경향성을 보였다. 또한, $H_2$-Chemisorption 결과 역시 비표면적과 유사한 경향성을 보였는데, Ce5.0wt%까지 Ni 분산도가 증가 하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반응실험은 $H_2O:CO_2:CH_4:N_2$ = 0.8:0.4:1:1의 공급조건에서 수행하였으며, 질소와 수소 환원분위기로 $700^{\circ}C$에서 1시간 환원 후 $650^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$범위로 온도를 떨어뜨려가면서 반응을 수행하였다. Ce를 첨가함에 따라 $CH_4$ 전환율이 증가를 하다가 Ce2.5wt% 이후 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 촉매 활성은 Ce 첨가로 인해 환원특성이 좋아지고 Ni분산도가 증가하여 담체와 강한 상호작용(SMSI)을 형성함으로 탄소침적 저항성 강화에 기인한 것이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.31-36
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• 2008

In hydrogen production for fuel cell by reforming ADG, sulfur compounds, odorant in ADG, are detrimental to reforming catalyst and fuel cell electrodes. We prepared alkali metal impregnated activated carbon to remove sulfur compounds in ADG by adsorption. The sulfur breakthrough adsorption capacity was changed depending on the oxygen concentration and relative humidity. Oxygen 0.2 vol% and RH 90% showed the highest sulfur breakthrough capacity. Adsorption characteristics of $H_2S$ on KI impregnated activated carbon were evaluated using dynamic adsorption method in a fixed bed. Based on the results, adsorption tower was designed and field-tested.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.2
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• pp.200-207
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• 2020

In this study, the effect of calcination temperature on the production of RuTi catalyst in NH₃-SCO (selective catalytic oxidation) was investigated. The RuTi catalyst was prepared using the wet impregnation method, and calcined at 400~600 ℃ for 4 h in air condition. The catalysts were named RuTi x00 where x00 means the calcination temperature. According to XRD (X-Ray diffraction), TEM (transmission electron microscope), H₂-TPR (H₂-temperature programmed reduction) analyses, RuTi x00 catalysts displayed that the dispersion of active metal decreased via increasing the calcination temperature. The catalysts with low dispersion showed a decrease in the surface adsorption oxygen species (O_β) and NH₃ adsorption amount via XPS, and NH₃-TPD analyses. Therefore, the RuTi 400 catalyst was well dispersed in the active metal on TiO₂ surface, and also, the NH₃ removal efficiency was excellent.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.4
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• pp.567-573
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• 2017

In this work, tungsten oxide ($WO_x$) supported on SBA-15 (mesoporous silica) were prepared and applied for oxidative desulfurization of sulfur compounds in marine diesel containing about 230 ppmw of sulfur concentration. Prepared catalysts were examined by two steps; at first step, oxidation reaction carried out with hydrogen peroxide as oxidant and then the oxidized sulfur compounds were extracted by acetonitrile as solvent. Catalysts were characterized by using X-ray diffraction, X-ray fluorescence, X-ray photoelectron spectroscopy and $N_2$ adsorption-desorption isotherms. Tungsten oxide exists as monoclinic crystal system on SBA-15 and over about 10 wt% of the $WO_x$ loading took the form of multi-layers on SBA-15. The 13 wt% $WO_x$/SBA-15 catalyst exhibite highest activity, achieving about 76.3% sulfur removal in the reaction conditions, such as catalyst amount of 0.1 g, reaction temperature at $90^{\circ}C$, reaction time for 3 h and O/S molar ratio of 10. One time oxidation reaction is enough oxidize the sulfur compounds in marine diesel completely. The repetition experiment of extraction process indicated that sulfur removal could reach 94.4% after 5 times.

• Resources Recycling
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• v.22 no.4
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• pp.38-45
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• 2013

The porous ceramic beads using mine tailing were prepared and applied to catalytic converter for NOx/SOx removal. Catalytic support was used synthesized mesoporous silica (SBA-15) which coated on surface. Internal structure for porous ceramic beads was composed of three-dimensional network structure and porosity was about 80%. In addition, the specific surface area for mesoporous silica(SBA-15) coated on converter was significantly increased 55 $m^2/g$ compared with 0.8 $m^2/g$ before coating. NOx/SOx removal experiment was performed using $V_2O_5$ and $V_2O_5$/CuO converter. NOx conversion ratio for $V_2O_5$/CuO converter was approximately increased 10% compared to $V_2O_5$ converter. In addition, catalytic converter of $V_2O_5$/CuO was shown to remove 95% of NOx and 90% of SOx at reaction temperature of $350^{\circ}C$, space velocity of 10000 $h^{-1}$ and $O_2$ concentrations of 5%, respectively.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05a
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• pp.452-454
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• 2012

본 논문에서는 열분해 및 촉매반응의 의한 Hydrazine의 Ammonia 전환율을 연구하였다. 원자력발전소 2차 계통은 물/증기 순환계통으로 기기 및 배관의 부식을 억제하고, 증기발생기(Steam Generator, SG)의 부식생성물 유입을 최소하기 위해 전휘발성처리법(All Volatile Treatment, AVT)을 적용하여 계통수의 pH를 약염기성으로 유지하고 있다. 또한 Hydrazine을 이용하여 계통수의 용존산소제거 및 환원성 분위기를 유지하고 있다. 현재 사용되는 AVT는 대부분 단일 아민(Ammine)으로 계통 전 영역에서 pHt를 약염기성으로 유지하기 어렵다. 따라서 복합 아민을 이용하여 단일 아민의 상호단점을 보완한 수처리법을 적용해야한다. 하지만 복합 아민을 적용할 경우 추가 아민 주입설비, 설치부지, 시설유지보수 및 관리가 요구되므로 기존 주입약품을 이용하여 아민을 공급할 수 있는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Hydrazine의 열분해 및 촉매반응을 이용한 Ammonia 전환율을 조사하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.3
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• pp.292-302
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• 2009

The wet oxidation of phenol has been investigated at temperatures from 150 to $250^{\circ}C$ and oxygen partial pressures from 25.8 to 75.0 bar with initial pH of 1.0 to 12.0 and initial phenol concentration of 10 g/l. Chemical Oxygen Demand COD has bee measured to estimate the oxidation rate. Reaction intermediates have been identified and their concentration profiles have been determined using liquid chromatography. The destruction rate of phenol have shown the first-order kinetics with respect to phenol and the changes in COD during wet oxidation have been described well with the lumped model. The impact of various homogeneous catalysts, such as $Cu^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Co^{2+}$ and $Ce^{3+}$ ions, on the destruction rate of phenol and COD has also been studied. The homogeneous catalyst of $CuSO_4$ has been found to be the most effective for the destruction of phenol and COD during wet oxidations. The destruction rate of formic acid formed during wet oxidations of phenol have increased as increasing temperature and $CuSO_4$ concentration. The final concentrations of acetic acid which has been formed during wet oxidations and difficult to oxidize have increased with reaction temperature and with decrease in the catalyst load.