• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.139-144
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• 2022

본 연구는 미세유체기술을 기반으로 매우 간단하고 효율적인 단분산성 하이드로젤 마이크로 입자 제조 방법을 제안하였다. 구체적으로, 유리모세관 미세유체장치 내에서 형성된 이중에멀젼은 자외선기반 자유라디칼 중합에 의해 빠르게 고형화가 이루어진다. 수용액에 분산됨과 동시에 계면활성제의 부족으로 인해 얇은 오일쉘은 자발적으로 분리되어, 단분산성 하이드로젤 입자를 형성하였다(C.V.=1%). 본 연구의 결과는 water-in-oil (w/o) 단일에멀젼 기반의 제조 방법과 달리 오일 부피를 최소한으로 사용하여 크기 및 조성 제어가 가능한 단분산성 하이드로젤 입자의 제조가 달성될 수 있음을 보여준다. 마지막으로, 상도표를 기반으로 미세유체장치 내 유동 패턴에 대한 심층 연구는 상대적인 부피 유속들 간의 중요한 상관관계를 나타내며 하이드로젤 마이크로 입자의 안정적인 제조를 위한 실험적 근거를 제시하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권2호
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• pp.332-341
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• 2023

오일샌드 테일링의 방류 예정 소식은 찬반 논쟁을 이끌고 있다. 노천광 채굴연계 비투멘 추출공정은 폐수의 발생이 필연적이며, 테일링 인공호수에 저장된다. 현재, 방치된 테일링 인공호수의 규모는 갈수록 그 양이 커지고 있다. 테일링 처리가 매우 어려운 원인으로, 테일링 내의 MFT(mature fine tailings) 층의 생성과 연관이 깊다. 테일링 처리를 위해서는, MFT내에 분산된 미립자를 효과적으로 응집시켜 고체와 액체를 분리하는 핵심 공정이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 채굴연계 비투멘 추출공정을 소개하였고, 이를 통해 테일링의 구성 성분과 MFT 특성에 대해서 정리하였다. 또한, MFT 처리공정에 대해 살펴보았다. 향후, 효과적인 고분자 응집제의 선정과 효율적인 탈수공정의 연계성으로 MFT 처리가 성공적으로 진행되기를 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.289-294
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• 2022

생활 폐수나 산업 폐수에 포함된 오일이나 해양 유출유 등은 수질오염 및 생태계 파괴 등의 심각한 환경오염 문제를 야기하고 있다. 대표적인 유수분리기술인 필터(또는 멤브레인)를 사용하는 경우에 분리막의 파울링, 낮은 처리용량 등의 기술적 제약이 있다. 본 연구에서는 원심력을 이용하여 유체내의 입자상 물질이나 밀도가 다른 액체-액체 혼합물을 분리하는 장치인 하이드로사이클론의 장점을 활용하며, 동시에 분리 효율을 증대시키 위하여 고해상도의 3D 프린팅 기술을 도입하여 스케일 다운된 마이크로하이드로사이클론을 제작하였다. 본 연구에서 개발한 마이크로하이드로사이클론을 통해 탈이온수와 올리브유로 이루어져 있는 수중유상 에멀젼을 효과적으로 분리할 수 있음을 증명하였다.

• 환경영향평가
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• 제28권3호
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• pp.332-345
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• 2019

이 연구의 목적은 TPH 또는 $Cr^{6+}$이 함유된 오염 지하수의 처리 가능성을 평가하는 데 있다. 오일과 물의 분리, 용존 공기 부유 (DAF), 응고 및 침전, 모래와 활성탄으로 각각 여과를 위한 실험실 규모 테스트가 수행되었다. 총 40 분간의 분리 시간 동안 오일과 물의 분리 시험을 2 회 실시한 결과 TPH 제거율은 90.2 %였다. 높은 농도의 TPH 샘플에 대한 DAF 테스트의 경우, TPH 제거율은 미세 기포 크기의 변화에 따라 크게 변하지 않았다. 그러나 낮은 TPH 샘플에 대한 테스트는 미세 기포가 작을수록 TPH 제거율이 증가함을 보여준다. DAF 테스트를 위해 응집제를 샘플에 첨가했을 때 TPH 제거율은 12.3 % 증가했다. DAF에 의한 SS 제거율은 $16{\sim}40{\mu}m$에서 97.9 %였으며 미세 기포의 크기가 감소함에 따라 증가했다. 지하수에서 $Cr^{6+}$의 제거를 평가하기 위해 응집 및 침전 시험을 수행했다. $FeSO_4$ 투여량을 증가하였을때 응집 및 침전 공정에서 $Cr^{6+}$ 제거율이 증가하였다. 필터 매체에서 활성탄의 비율이 높을수록 여과공정에서 TPH 제거율이 증가한다. 여과에 의한 SS 제거율은 DAF 공정 시험 결과와 비슷한 96.7 %였다. 여과 과정은 TPH와 SS 농도가 감소하였다. 모래의 크기가 $425{\sim}850{\mu}m$이고 활성탄과 모래의 비율이 50:50일때 최적의 처리효율을 나타냈다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권6호
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• pp.50-56
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• 2008

Post-consumed플라스틱 중 폐 polypropylene fraction으로 분리된 재료를 이용하여 열분해 실험을 수행하였다. 본 연구의 목적은 열분해 생성오일 중 용제로 사용이 가능한 BTEX-aromatics 수율이 반웅온도에 따라 어떤 영향을 받는지 고찰하는 것이었다. 이를 위하여 열전달이 우수한 유동층 반응기를 이용하여 $650^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$ 사이의 반응온도에서 열분해 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 오일생성 극대화를 위해 열분해 반응 중 생성되는 가스를 유동화 가스로 사용하였으며, 유동화 가스의 유량과 시료 투입율은 실험 중에 일정하게 유지하였다. 실험결과 gas, oil 및 char가 반응 생성물로 얻어졌다. 생성 가스는 GCs(TCD, FID)를 사용하여 정량 분석하였고 정성적 분석을 위해서는 GC-MS 시스템을 이용하였다 정확한 분석을 위해서 생성오일은 진공 증류하여 distillation residue를 분리하였으며, 증류한 oil은 GC-MS 통해 정성 및 정량적 분석을 수행하였다. 반응온도가 높아질수록 distillation oil중의 BTEX-aromatics의 함량은 증가하였으며 $695^{\circ}C$에서 약 30% 정도의 함량을 나타내었다. 생성 가스는 대부분 $CH_4$, $C_2H_4$, $C_2H_6$, $C_3H_6$, $C_4H_{10}$로 구성되어 있었으며, 고위 발열량은 약 45 MJ/kg로서 열분해 공정 에너지원이나 기타 연료용 에너지원으로 사용가능할 것으로 평가되었다.

• 공업화학
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• 제16권5호
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• pp.653-659
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• 2005

동일한 마이크로파 조사 방식과 전계 강도에 의하여 마이크로파가 에멀젼에 조사될 경우 조사 시간이 길수록 많은 에너지가 에멀젼에 흡수된다. 그 결과로 에멀젼의 온도가 상승하고 점도는 낮아져 분리가 일어난다. 본 연구에서는 에멀젼 분리 효율의 향상을 위하여 마이크로파 조사 방식(연속식(continuous mode), 펄스식(pulsative mode), 주기식(periodical mode))에 의한 분리 효율의 비교 검토와 Sauter 평균 지름(Sauter mean diameter: $D_{32}$)을 이용한 에멀젼의 안정성에 관한 연구를 수행하였다. 각각의 조사 방식에 의하여 600 sec 동안 마이크로파가 조사된 30% W/O형 에멀젼(sample #1)을 24 h 침강시켰을 경우 연속식, 펄스식, 그리고 주기식에서 각각 60.0%, 62.3%, 그리고 96.2%의 오일 회수가 이루어졌고, 물 분리율은 26.5%, 35.0%, 그리고 93.9%를 나타내었다. Sauter 평균 지름($D_{32}$)은 연속식 $47.183{\mu}m$, 펄스식 $111.547{\mu}m$ 그리고 주기식에서 $220.476{\mu}m$로 주기식에서 가장 큰 값을 얻었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.426-431
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• 2010

태양전지용 웨이퍼 제조공정에 있어 Slurry의 가격 비중은 약 68% 정도로 매우 큰 비중을 차지하고 있기 때문에, 제조비용 절감측면과 Wafering 원가혁신 및 산업폐기물 처리비용 절감효과, 환경오염 방지를 위해 Slurry의 순환 사용은 필수적이다. 기존 Slurry를 재생하는 방식은 물리적인 원심분리(데칸터) 방식을 이용한 방법을 사용하고 있으나 미분(微粉)이 남아 있어 재생품질에 한계가 있고, 대부분 액체, 100% 오일과 분리되지 않은 상태로 재생된다. 이 상태를 건조시키는 경우도 순도가 많이 떨어진다. 본 논문에서는 원심분리(데칸터) 방식과 케미컬 방식을 함께 사용하여, 태양전지 Wafering 공정에서 필수적인 Slurry를 재생함에 있어, 원심분리에 의한 재생품질의 한계를 극복할 수 있는 재생기술을 개발하였고, Slurry 재생에 대한 Total Solution을 제공하여 성능을 향상시키고 재생 회수율을 높였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.33-33
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• 2012

소비자의 기호에 따른 섬유 제품은 고급스러운 감촉 및 착용감, 신축성 등 기능성 측면이 증대되어 의류 및 인테리어용에 니트 제품 및 세데니아 원단의 수요가 급증하고 있다. 그러나 니트 제품은 조직이 복잡하며 장력에 의해 형태 변화가 심해 제품 개발에 대한 문제점이 발생하고 세데니아 원단 또한 장력에 매우 민감하다. 특히 정련/염색시 고부가가치 제품의 품질문제에 영향을 미치며, 제품손상과 불량률이 문제점으로 대두되고 있다. 나노버블은 기포의 크기가 작고 에너지를 보유하고 있기 때문에 생지에 부착되어있는 호제들과 쉽게 결합할 뿐 아니라 생지로부터 쉽게 분리시킴으로써 정련성을 높이는 역할을 수행하게 된다. 정련제와 결합된 나노버블은 정련시 물에 잘 용해되지 않는 스판오일, 방사유제등을 잘 흡착하여 분리시키기 때문에 정련효과를 병행해서 얻을 수 있다. 즉 정련효과가 현저하게 향상됨으로써 정련제의 양도 기존의 정련 방식에 비하여 적게 사용하여도 동일한 정련효과를 얻을 수 있었다. 발생기포의 양을 조절할 수 있어 소포제 없이도 기포발생에 의한 현장사고를 방지함으로써 고품질의 정련제품을 얻을 수 있었다. 또한 기존 정련기술에 비해 정련시간 단축으로 인한 에너지 절감효과 및 이산화탄소 배출량 감소, 나노사이즈의 버블의 높은 분산력으로 과량의 수세공정 생략 등 친환경적 정련/염색 공정이 가능하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.462-465
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• 2007

석탄가스화 수소생산 기술 분야는 석탄 등의 화석연료를 이용하여 고온, 고압하에서 반응가스(산소, 수증기, 수소)와의 화학적 반응을 통해 생산된 연소성 가스 ($H_2$, CO, $CO_2$ 등)를 전환반응(WGS) 및 분리반응을 거쳐 효율적으로 청정하게 수소를 생산해 내는 기술이다. 전력산업에서 석탄가스화 수소생산은 그 사용 방법(연료전지, 수소 터빈, 분산 이용 등)에 따라 발전시스템의 고효율화를 지향하고, zero-emission을 실현하는 첨단 발전 시스템의 종합 구현을 목표로 하고 있으며, 더불어, 도래하는 수소 경제로의 전이에 대비에 석탄을 이용한 중앙(Central) 수소생산 시스템을 구현하여 이송 및 전환을 통한 지역적 분산 이용을 가능케 하는 종합적인 인프라를 구축하는 기술이다. 본 기술에는 석탄가스화 기술, 수성가스 전환기술, 수소/$CO_2$ 분리기술, 이송용 연료 전환기술 등이 포함된다. 석탄가스화 수소생산 기술은 급등하는 오일 가격과 이의 수입사용 증가에 대응하기 위한 에너지 안보 대책 마련 및 효율 극대화의 필요성과 더불어, 전력산업에서 화력 발전시스템의 궁극적 실현 목표인 고효율, 초청정의 전력생산 시스템의 구현을 가능케 하여, 향후 화석 연료를 이용한 미래 발전 기술을 선도 할 것으로 기대된다. 더불어, 수소 경제로의 전환 시 수소 수요의 급팽창에 대비한 경제적인 대규모 수소생산 기술의 개발이 필요하며, 이에 기술 실현성이 가장 높은 석탄가스화 수소생산 기술의 개발 구현이 요구된다.

• 폴리머
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• 제24권5호
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• pp.621-628
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• 2000

폴리프로필렌 다공성 분리막은 산, 알칼리에 대한 내화학성이 좋고, 기계적 성질이 우수하며 높은 열적 안정성을 가지고 있으나, 막의 소수성 때문에 일부 영역에만 사용이 제한되고 있다. 따라서 본 연구에서는 소수성 막의 성능을 향상시키기 위해서 방사선 조사에 의한 그라프트 중합법을 사용하여, 친수성 작용기 (-COOH, -OH)를 갖는 acrylic acid (AAc)와 2-hydroxyethyl methacrylate (MEMA)를 도입하였다. 이때 반응시간, 반응온도, 조사량, 간의 첨가 효과, 팽윤현상에 의한 그라프트율의 변화를 조사하였다. 분리막의 기공크기를 분석하는 방법으로 행한 가스투과 실험에서 단량체의 종류와 관계없이 그라프트가 증가함에 따라 가스 투과속도가 감소함을 보였고, 오일 에멀젼 투과실험에서 미개질 폴리프로필렌 막의 오염현상은 크게 발생하였으나, 그라프트 중합 후, 높은 투과속도를 유지하여 막의 친수화 효과가 큰 것으로 나타났다.