• 공업화학
• /
• 제8권3호
• /
• pp.357-364
• /
• 1997

본 연구에서는 비이온성 계면활성제를 사용하여 오염 토양 내의 탄화수소 유기물을 정화하는 데 있어서 필수적인 최적의 비이온성 계면활성제에 대한 조건을 도출하고자 하였다. 이를 위하여 비이온성 계면활성제, 물, 탄화수소로 이루어진 3성분계에 대하여 특정 탄화수소 유기물이 계면활성제에 의하여 최대로 가용화될 수 있는 조건을 계면활성제 친수성 기의 변화에 따라 측정하고 비이온성 계면활성제 용액과 탄화수소 사이의 계면장력을 측정하였다. 이런 결과들을 바탕으로 실제 회분식 sur-factant washing 실험을 수행한 결과 탄화수소의 유기물은 PIT(Phase Inversion Temperature)에서 생성되는 middle-phase microemulsion에 최대로 가용화될 수 있었으며, 비이온성 계면활성제 $C_{12}E_5(C_{12}H_{25}O(CH_2CH_2O)_5H)$를 사용했을 경우 $C_{12}E_5$, 물, n-hexadecane으로 이루어진 3성분 계의 PIT에 해당하는 $52^{\circ}C$에서 n-hexadecane이 73.4% 제거되었으며, 반면에 PIT보다 낮은 $25^{\circ}C$와 PIT보다 높은 $60^{\circ}C$에서의 n-hexadecane 제거율은 각각 57.1%, 57.0%를 나타내었다. 이와 같이 PIT조건에서 n-hexadecane이 최대로 가용화되는 것은 계의 소수성-친수성이 균형을 이룸으로 인하여 유기물이 가용화되는 속도가 매우 빠를 뿐 아니라 middle-phase microemulsion과 excess oil phase 사이에 존재하는 $10^{-2}{\sim}10^{-3}dyne/cm$의 매우 낮은 계면장력때문인 것을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제8권5호
• /
• pp.34-43
• /
• 1999

폐윤활유로부터 활융가능한 연료기체를 생산하기 위해 개발한 전기아크를 이용한 분해자치에서 폐윤활유를 아크 분해할 때의 기체생성물과 잔류물의 특성을 연구하였다. 생성되는 기체는 수소(35~40%)와 아세틸렌(13~20%), 에틸렌(3~4%), 그 외 탄산수소들로 이루어져 있으며, 저온 열분해에서는 주요 생성물인 일산화탄소의 함량은 매우 적었다. 발생기체의 발열량은 11,000~13,000kacl/kg으로 기체 연료로의 활용성이 충분하여 유해기체도 배출기준치 이하였다. 액상 잔류물을 GC/MS로 분석한 결과 폐유의 고분자량 탄화수소물들이 저분자량 탄화수소물과 수소로 분해되었음을 알 수 있었고, 전지아크에 의한 고온 열분해이므로 탈수소반응이 주 반응임을 확인할 수 있었다. 고상 잔류물인 검댕이 평균 입경은 $10.3\mu\;extrm{m}$이며, 탄소 함량은 60%이상이고, 중금속 성분은 0.01ppm 이하였는데 전제과정을 거치 재활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 공업화학
• /
• 제34권5호
• /
• pp.507-514
• /
• 2023

촉매(Ag/γ-Al₂O₃) 충진형 유전체 장벽 방전 플라즈마 반응기를 이용한 질소산화물(NO_x)의 선택적 촉매 환원을 조사하였다. 촉매 상에서 간헐적으로 플라즈마를 발생시킬 때 NO_x의 환원제인 탄화수소가 부분 산화되어 알데하이드류를 생성하였으며, 알데하이드류의 높은 환원력으로 인해 촉매를 단독으로 사용한 경우에 비해 높은 NO_x 전환율을 보여주었다. 동일한 운전 조건(온도: 250 ℃; C/N: 8)에서 비교한 NO_x 저감 효율은 탄화수소(n-헵테인), 프로피온알데하이드, 뷰티르알데하이드에 대해 각각 47.5%, 92%, 96%로 나타났으며, 알데하이드류의 높은 질소산화물 환원 성능이 확인되었다. 간헐적 플라즈마 발생시 적정 조건을 파악하기 위하여, 고전압 on/off 주기를 0.5~3 min으로 조절하였고, 연속적인 플라즈마 발생의 경우와 동일한 에너지밀도에서 NO_x 저감 성능을 비교하였다. 고전압을 2 min 간격으로 on/off 하여 간헐적으로 플라즈마를 생성시켰을 때 연속적인 플라즈마 발생 대비 가장 높은 질소산화물 저감 효율이 얻어졌다. 동일한 에너지밀도에서도 간헐적 플라즈마 방전의 경우가 연속 플라즈마에 비해 높은 NO_x 저감 효율을 보이는 것은, 탄화수소가 분해되어 생성되는 알데하이드류 등의 중간생성물들이 NO_x 저감 반응에 보다 효율적으로 이용되었기 때문이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.261.1-261.1
• /
• 2014

지구상에 존재하는 모든 생물에 의해 배출되는 이산화탄소는 온실가스로써 산업혁명 이후 급격한 농도 증가로 인해 지구 온난화 등의 다양한 환경문제를 초래하고 있다. 지구 온난화의 가시화로 인한 각종 기후 협약 및 탄소배출권 등에 규제로 온실가스 감축의무부과가 확실해져 탈 석유기반 사회로 전환을 위한 이산화탄소를 처리하는 다양한 연구가 각국에서 활발히 진행 중이다. 본 연구에서 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이산화탄소 분해에 이용하게 되었고 그 목적은 이산화탄소가스를 마이크로웨이브로 가열하여 순수한 이산화탄소 플라즈마 토치를 발생함으로서 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 생산적으로 이용하기 위한 것으로 전자파를 발진하는 마그네트론으로는 3kW, 2.45GHz의 주파수를 사용한다. 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이용한 이산화탄소의 분해 시 생성되는 물질을 확인하기 위하여 이산화탄소의 열역학적 평형을 계산하였으며 또한 이산화탄소의 분해 반응의 준 평형상태에서의 속도상수를 이용하여 각 분해반응생성물들의 밀도비율을 계산하였고, 이를 일반화시켜 도시하였다. 위 과정을 통해 고온의 이산화탄소 토치는 탄화수소 연료를 1기압에서 개질할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어 메탄개질은 $CO_2+CH_4{\rightarrow}2CO+2H_2$의 반응식이 된다. 이때 엔탈피와 엔트로피 변화는 각 각 ${\Delta}H=247kJ/mole$과 ${\Delta}S=257J/mole/deg.$이며 이 반응에 대한 gibbs 자유에너지는 $G={\Delta}H-T{\Delta}S$로서 개질 자발반응이 일어나는 온도는 $T={\Delta}H/{\Delta}S=961K$가 된다. 그리고 탄화수소 개질에 참여하는 산소와 CO 라디칼의 밀도가 대단히 높다. 따라서 메탄개질은 이산화탄소 토치를 통하여 1기압에서 쉽게 이루어진다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
• /
• pp.344-347
• /
• 2006

탄화수소 연료(LNG, LPG)를 개질하여 수소를 제조하는 연료 처리 공정 중, 탈황 기술은 촉매의 활성저하 및 전극의 피독을 방지하기 위한 필수 기술이다. 본 연구에서는 도시가스 및 액화석유 가스용 부취제로 사용되는 유기 황화합물(,DMS, THT, TBM)을 제거하기 위한 탈황제로서 Cu/ZnO계 흡착제를 개발하였다. 공침법을 이용하여 흡착제를 제조하여 각 부취제별로 상온 및 고온에서의 흡착탈황 성능을 조사하였으며 또한, 이의 특성분석을 행하였다. $Cu/ZnO/Al_2O_3$ 탈황제는 메탄으로부터 고온에서 TH, DMS, TBM+THT 등의 황화합물들을 매우 효과적으로 제거할 수 있었다. 특히, TBM+THT의 혼합가스에서 TBM에 대해 선택적인 흡착을 보였다. THT 흡착에서 흡착온도가 $300^{\circ}C$ 이상에서는, 흡착과정 동안 황의 상호작용으로 인해 금속황화물이 생성되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
• /
• pp.89-92
• /
• 2006

수소에너지는 화석연료 사용의 증가로 인한 환경오염 및 자원고갈의 문제점을 해결해 줄 수 있는 미래의 청정한 에너지이다. 현재 주 에너지원인 화석연료의 사용에 의하여 배출된 오염물질이 지구온난화와 같은 문제점들을 일으킨다. 이러한 문제점들을 없애줄 수 있는 대안 중 하나가 수소에너지이다. 수소에너지는 자원이 풍부하며 연소시에 오염물질이 배출되지 않는 장점이 있다. 수소에너지는 수소를 연소시켜서 얻는 에너지로써, 수소를 태우면 같은 무게의 가솔린 보다 3배나 많은 에너지를 방출한다. 수소를 생산하는 방법 중 가장 이상적인 방법은 물을 분해하는 방법이다. 그러나 이 방법은 수소를 대량으로 생산하기에는 아직 기술에 대한 확보가 되어있질 않으며, 경제성도 떨어진다는 단점이 있다. 현재 많이 쓰이는 방법 중 탄화수소류의 메탄을 수증기 개질하는 방법이 있다. 메탄 수증기 개질방법은 환경오염물질인 CO나 $CO_2$를 배출한다는 것과 높은 열원이 필요하다 본 연구에서는 C-H결합에너지가 낮아 메탄보다 분해하기 쉬운 부탄의 직접분해로 수소를 생산하고자 한다. 부탄 직접분해는 환경오염물질인 CO나 $CO_2$가 발생되지 않는 장점이 있다. 부탄 분해반응은 $500{\sim}1100^{\circ}C$의 범위에서 이루어 졌으며, 촉매는 탄소계인 카본블랙을 사용하였고, 촉매의 성능을 비교하기 위하여 열분해반응이 동시에 수행되었다.

• 한국석유지질학회지
• /
• 제6권1_2
• /
• pp.25-36
• /
• 1998

동중국해 분지의 북부에 위치한 한일 공동 광구 시추공 (JDZ V-1, V-3, VII-1 그리고 VII-2)제3기 퇴적물 내의 유기물의 특성을 파악하기 위해서 유기 지화학적 분석을 실시하였다 JDZ V-1, JDZ V-3 공 후기 마이오세 퇴적물의 유기물 함량은 분석 구간에서 대부분 $0.5\%$ 이하로 매우 낮으나 초기 마이오세 및 올리고세 층에서는 $0.6-0.8\%$로 일정한 함유량을 보인다. JDZ VII-1, JDZ VII-2시추공의 중기-후기 마이오세 퇴적층의 경우에는 유기물이 풍부해서 $20\%$에까지 이르는 것으로 나타났다. 이들 시추공 퇴적물이 JDZ V-1이나 V-3공의 그것에 비해 일부 구간에서 유기물의 함량이 매우 높은 것은 탄질 셰일이 분석된 것으로 퇴적 환경이 탄층이나 탄질 셰일의 발달에 적합했던 것으로 판단된다. JDZ시리즈 시추공 제3기 퇴적물에 포함된 케로젠은 주로 육상기원의 목질 및 탄질물이고 원소 분석 결과에서는 주로 타이프 III에 비교되는 것으로 나타났다. 유기물 함량에 비하여 석유 생성 잠재력 (S2)및 수소지수 (HI)가 낮은 것은 육상 유기물의 특성을 반영하는 것이다. 생물표기화합물 분석에 의하면, JDZ시추공의 제3기 퇴적물 내의 유기물은 육상 고등 식물에서 유래한 것들이 우세한 것으로 나타났고, 퇴적 당시의 조건은 산화 환경이어서 퇴적된 유기물의 보존에 적합치 않았던 것으로 해석된다. 지화학적 특성을 통해서 유추한 JDZ시추공의 유기물의 특성 및 퇴적환경은 하성 환경이 우세한 가운데 일시적인 호수, 혹은 늪지나 범람원이 형성을 나타내 기존 조구조 운동 연구 및 퇴적학적 연구 결과와 일치하고 있다. 유기물의 열 성숙 단계는 JDZ V-1 및 V-3 시추공의 총 심도 부근 (각각 3317 m, 3221 m)에서는 석유 생성 중간 단계에 도달했고, JDZ VII-1 및 VII-2공의 3600 m 하부층은 건성 가스 생성 단계에까지 도달한 것으로 나타났다. JDZ VII-1, VII-2 시추공의 3500 m 하위 구간의 올리고세 퇴적층에서 유기물 함량 및 수소 지수가 급격히 감소하는 것은 매몰 심도가 깊어지면서 유기물이 열 분해되어 이미 탄화수소를 생성한 것으로 해석된다. JDZ VII-1 및 VII-2 시추공의 가스징후 및 길소나이트 (gilsonite)는 탄화수소가 생성되어 이동한 흔적을 시사한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.34-39
• /
• 2017

현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.

• 기술사
• /
• 제12권4호
• /
• pp.26-31
• /
• 1979

천연가스는 그 생성을 석유원유와 같이 하고 있으며 이두 열에너지자원은 해성생물인 Plankton의 해저퇴적물이 심해저의 혐기성 환경하에서 생화학적 작용을 받으면서 매몰되어 탄화수소가스와 탄화수소유로 변질된 것이다. 이러한 자원의 부존지층은 주로 제삼기층의 수성퇴적암층으로 되어 있다. 천연가스의 부존형태는 유전성가스전 구조성가스트 및 수용성가스전의 세가지형태로서 구분될 수 있다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.71-79
• /
• 2010

극초음속 비행체의 속도증가와 엔진효율의 향상으로 비행체와 엔진의 열적부하가 증가하게 되었다. 극초음속 영역에서 공기흐름의 온도는 매우 높기 때문에 공냉방식을 이용한 냉각이 불가능하므로, 비행체 연료를 주 냉각제로써 이용하는 것은 필수적이다. 흡열연료(Endothermic fuels)는 열분해 또는 촉매분해와 같은 흡열반응(Endothermic reaction)을 통해 열을 흡수하는 액체 탄화수소 비행체 연료이다. 흡열반응은 촉매를 이용하여 전환율과 생성물 분포를 변화시킴으로써 개선될 수 있다. 고온의 액체 탄화수소는 코킹 생성을 유발하여 열교환기의 효율을 저하시키고 촉매 비활성을 촉진시킬 수 있기 때문에, 흡열연료의 흡열능력은 코킹생성(Coke formation)이 발생하기 전까지의 온도로 제한한다. 본 연구 에서는 흡열연료를 적용한 주요 냉각기술동향과 흡열연료의 특성이 기술되었다.