• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.137-147
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• 1999

Cahn-balance에 의한 TGA(thermal gravimetric analysis)와 heat pipe가 내삽된 유동상 탈착 시스템을 이용한 실험 및 이론적 고찰을 통해 유동상 열탈착조에서 디젤오염토양의 열탈착 모델링을 확립하였다. 유류에 오염된 토양의 탈착 특성을 살펴본 결과, 비다공성(nonporous)토양("soil A")의 경우 유류 탈착 빠르게 진행되는데 반해서 다공성(porous)토양("soil B")의 경우 탈착이 지연되는 현상을 관측하였는데 이는 내부 기공에서 탈착된 유류성분이 외부로 빠져 나오는데 걸리는 시간이 비다공성 토양에 비해 상대적으로 길기 때문으로 사료된다. 또한, 확산지배 탈착 영역에서는 탈착속도는 탈착가스의 유속과는 거의 상관없는 경향을 보였다. 연속식 유동상에서의 탈착효율에 영향을 미치는 변수는 탈착조 온도, 유속, 토양 공급량 이였다. 모든 온도 범위 내에서, 유동화속도가 클수록 잔류오일의 양이 감소하는, 즉 탈착효율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 낮은 탈착온도 일수록 유동화 유속의 증가에 따라 뚜렷한 탈착효율의 증가효과를 관측할 수 있었다. 반면에 일정한 유속 하에서 토양공급 속도의 증가에 따라 탈착 효율은 감소하였다. 공급속도가 높을 때에는 온도와는 상관없이 잔류오염물의 농도가 대체적으로 높았는데, 이는 screw feeder를 통해 유입되는 오염토양이 충분한 체류시간을 거치지 않고 빠져나감으로써 충분한 열적 교환 및 물질이동이 이루어지지 않았음을 나타내주고 있다. 본 연구에서는 Fickian 확산계수를 결합시킨 Kunii-Levenspiel 모델을 통하여 유동화 속도에 따른 오염토양의 탈착 경향을 살퍼본 결과 탈착 효율 $A_X$는 전체 물질전달계수 (${K_d}_f$)와 유체유속과 기포상 승속도의 비($u_o$$u_b$)의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 모델링의 예측 결과로부터 유동층내의 확산 지배에 의한 오염토양의 탈착효율은 여러 조업변수의 조합에 의해 최적화 할 수 있음을 알 수 있었고, 아주 낮은 최소 유동화속도에서도 높은 탈착효율을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다. 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제12권4호
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• pp.217-223
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• 2006

벤젠이 흡착질인 흡착공정에서 질소에 혼합된 수증기를 사용하여 탈착하는 방법을 사용할 때 탈착단계의 조업변수 영향을 실험적으로 살펴보았다. 탈착단계가 끝난 뒤 수증기를 제거하기 위한 건조단계의 유무가 흡착제의 재생효과에 어떻게 작용하는지 확인하였다. 흡착제 재생후의 파과곡선을 관찰함으로써 건조단계에서 건조시간의 변화에 따라 흡착제의 재생결과가 어떻게 달라지는지를 알아보았다. 수증기 탈착단계에서는 탈착시 혼합가스의 질소가스량이 고정된 상태에서 수증기량의 증가함에 따라 흡착제의 재생효율이 좋음을 볼 수 있었다. 그러나 질소가스량이 커지게 되면 수증기 효과는 줄어들었다. 따라서 질소의 양과 수증기 양을 경제적인 관점에서 비교하면서 최적의 수증기양을 예측하는 것이 가능할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.1985-1994
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• 2000

본 연구는 페놀의 초기 홉착량, 온도, pH가 유기용매에 의한 페놀 탈착에 미치는 영향을 조사하기 위한 것으로 methanol, acetone, N,N-dimethylformamide(DMF)를 유기용매로 사용하였다. 초기 흡착량은 166.1mg/g, 180.7mg/g, 197.9mg/g의 세 경우, 온도는 $15{\sim}55^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 다섯 온도 조건, pH는 산성, 중성, 염기성에서의 페놀 탈착율 변화를 살펴보았다. 페놀의 탈착은 용매의 극성 모멘트와 비례하여 methanol < acetone < DMF 순으로 나타났으며, acetone과 DMF의 경우에는 탈착율이 약 90% 정도로 유사하였다. 초기 흡착량이 증가할수록 용매에 의한 페놀 탈착율은 직선적으로 감소하였으며, DMF에 의한 탈착율 감소 정도가 가장 완만한 것으로 미루어 초기 흡착량이 DMF 탈착 성능에 미치는 영향이 가장 적은 것으로 나타났다. 온도가 높아질수록 페놀 탈착도 증가하였으며, methanol의 증가폭이 가장 큰 것으로 미루어 methanol에 의한 페놀 탈착반응이 온도에 가장 민감함을 알 수 있다. 용매 pH가 높아질수록 페놀 탈착율도 증가하였으며, 특히 methanol의 경우는 pH 12에서 페놀의 탈착율이 10% 이상 급격히 증가되었으며, 이는 methanol의 탈착 능력이 pH의 영향을 가장 많이 받는 것으로 추정된다. 세 용매 중에서 methanol의 페놀 탈착율이 가장 떨어졌으나, 온도와 pH를 조절하게 된다면 acetone, DMF와 유사한 탈착율을 보였으며, methanol이 가장 저렴하기 때문에 적정한 탈착 조건을 선정 적용한다면 경쟁력있는 재생 용매로서 가능성을 지니고 있다고 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1376-1377
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• 2006

본 연구에서는 고밀도 플라즈마 식각 시스템을 이용하여 contact hole 식각을 연구하였다. 실험은 공정 변수에 따른 식각 특성을 변화를 SEM 분석을 이용하여 보였으며 공정 압력 증가에 따른 contact hole 패턴의 하부 및 측면이 vertical 하지 못한 현상을 볼 수 있었으며 이는 과도한 라디컬 생성으로 인하여 식각 반응 부산물과 폴리머가 식각 패턴 밖으로 탈착되지 못하여 나타나는 것으로 생각되며 하부 bias 전력을 증가시킴으로써 식각 반응 부산물과 폴리머의 탈착을 도와 식각 프로파일 개선에 영향을 줌을 확인하였다. 또한, 본 장비의 낮은 전자온도 등의 특성으로 인하여 PR의 degradation 현상 등이 나타나지 않았다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.179-188
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• 2014

본 연구에서는 고정탑 반응기(높이 30 cm, 내경 1 cm)에 서로 다른 4종류의 제올라이트(zeolite) 시료를 충전하여, 탈착압력이 $CO_2$ 흡착파과 및 탈착파과 거동에 미치는 영향을 연구하였다. 흡착제로는 상용물질인 제올라이트 3A, 4A, 5A, 13X 펠렛(pellet)을 사용하였다. 연속조작(cyclic operation)실험은 흡착-탈착 순으로 5회 반복하여 실험하였으며, 흡착 및 탈착 시간은 각각 80분이었다. 탈착압력이 연속조작거동에 미치는 영향을 살펴보기 위해 탈착 압력(혹은 재생 압력)을 진공(0 bar)에서 3 bar까지 변경하며 실험을 진행하였다. 흡착압력(3 bar), 온도(293 K), 농도($CO_2:N_2=10:90$vol%)와 유량(400 ccm) 조건은 고정하였다. 파과시간(breakthrough time), 포화시간(saturation time), 재생시간(regeneration time), 흡착량 그리고 탑 내 온도변화 등을 측정하였다. 상기 변수 실험을 통하여 연소 후 $CO_2$ 포집에 적합한 흡착제 및 운전조건을 찾고자 하였다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.737-741
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• 1997

휘발성 유기용제의 주된 제거방법은 흡착제를 이용한 흡착 공정이 추천된다. 본 연구에서는 입상활성탄과 활성탄소섬유에 휘발성 유기용제를 흡착시킨 후 폐흡착제를 탈착컬럼에 넣고 318.15 K의 온도에서 압력을 변수(2000~3000 psi)로 하는 초임계 이산화탄소를 이용하여 재생하였다. 초임계 이산화탄소의 압력이 증가함에 따라 탈착율과 요오드 흡착가는 증가하였으며, 재생시간은 MEK와 benzene의 경우 각각 70분과 60분이었다. 최대 탈착율은 3000psi의 압력에서 MEK가 흡착된 입상활성탄과 활성탄소섬유의 경우 각각 초기 흡착량의 64.0%, 55.3%가 탈착되었으며, 벤젠이 흡착된 입상활성탄과 활성탄소섬유의 경우에는 각각 59.1%, 45.2%가 탈착되었다. 또한 Tan과 Liou의 모델로 출구농도를 예측할 수 있었다. 따라서 입상활성탄뿐만 아니라 활성탄소섬유의 재생공정에도 초임계유체 재생법의 적응 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.89-89
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• 2019

수환경으로 유출되는 유해화학물질은 독성을 가지고 직접 유출되거나 다양한 매체와 반응하여 화재 및 폭발 등의 사고가 발생한다. 실제로 낙동강 유역에서는 1991년 페놀 유출사고를 시작으로 2009년 구미공단 '1,4-다이옥산' 유출사고, 2014년 11월 경북 봉화군의 황산유출사고 등 크고 작은 사고가 빈번히 발생하고 있으며 작년 6월에는 대구와 부산의 수돗물에서 과불화화합물이 검출되기도 하였다. 이러한 대규모 사고를 방지하기 위해 신속한 오염물의 거동 예측이 가능한 추적모델이 필요하며, 본 연구에서는 수환경으로 유출된 유해화학물질의 추적을 위한 1차원 저장대 모형을 개발하였다. 일반적으로 저장대 모형은 복잡한 하천 구조를 하천의 주 흐름이 존재하는 본류대와 하천 흐름이 정체되는 저장대, 그리고 하상구조로 단순화 하여 나타낸다. 본류대에서는 하천흐름에 의한 이송 및 횡방향 유속차로 발생하는 전단류에 의한 확산이 일어나며, 저장대와의 물질교환으로 발생하는 저장효과와, 하상구조와의 흡착 및 탈착, 그리고 생물화학적 반응 및 휘발이 발생한다고 가정한다. 본류대와 저장대간의 질량교환은 난류유속변동과 농도차에 의해서만 발생한다고 가정하고 오염물질의 이송과 분산과정을 해석한다. 저장대에서는 이송 및 전단류에 의한 확산은 일어나지 않으며, 본류대와의 물질교환으로 발생하는 저장효과와 하상구조로의 흡착, 그리고 생물화학적 반응 및 휘발이 발생한다고 가정하며, 하상구조에서는 본류대 및 저장대와의 흡착 및 탈착만 발생한다고 가정한다. 저장대 모형의 해석을 위해서는 리치(Reach) 별로 본류대 분산계수($K_F$), 본류대 면적($A_F$), 저장대 면적($A_S$), 그리고 저장대 교환계수(${\alpha}$)의 네 가지 저장대 매개변수가 필요하며 본 연구에서 개발된 저장대 모형은 흡탈착, 생물화학적 반응 및 휘발 과정을 모두 고려하여 유해화학물질의 확산 거동을 모의한다. 최적의 리치길이, 흡탈착, 반응 및 휘발 계수를 산정하여 모형의 정확도를 향상시켰으며, 신속하고 정확하게 오염물의 거동을 예측할 수 있었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제17권2호
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• pp.220-228
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• 2004

Tenax-TA와 동적 headspace 향 포집방법을 이용하여 볶음들기름의 향기성분을 농축하였다. 이때 반응표면분석법을 이용하여 Tenax-TA에 결합한 향기성분의 탈착에 의한 손실을 최소화하고 휘발성이 낮은 화합물의 포집 효율을 극대화시키는 최적조건을 결정하였다. 독립변수로 향 포집 온도와 시간 및 시료량을 설정하였고 총 peak 면적, 탈착율, 휘발성이 가장 낮은 화합물인 perilla ketone의 면적을 종속변수로 하였다. 등고선 그림을 겹친 결과 0.6 g의 볶음들기름을 48$^{\circ}C$에서 12분 동안 포집시키는 것이 최적조건이었으며 Tenax-TA에서 탈착되는 주요한 휘발성 화합물은 2-propanone, 2-butanone, acetic acid 및 2-methyl propanal이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2019

많은 도심의 하천들은 오염물질의 유입에 취약하다. 최근 신소재 공학 등 첨단산업이 발전하게 되면서 유해화학물질의 유입문제는 더욱 대두되고 있으며, 실제로 최근 유해화학물질 유입사고 발생건수가 늘어나고 있다. 특히 국내 취수량의 90%는 지표수에서 취수하고 있어, 하천오염사고는 직접적인 피해로 이어지게 된다. 따라서 이러한 사고에 대응하기 위하여 수환경에 유입된 유해물질의 거동 매커니즘을 반영한 수질해석이 필요하다. 수체 내에 유입된 유해화학물질은 기본적으로 흐름에 따른 이송 확산을 하며 흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응과 같은 다양한 반응과 함께 혼합거동을 한다. 특히 소수성물질의 경우 용해된 상태뿐만 아니라, 유사에 흡착된 상태로 수체에 존재하게 된다. 결국 유해화학물질의 거동을 해석하기 위해서는 유체의 흐름 해석뿐만 아니라 수체에 존재하는 유사의 이송 또한 해석해야한다. 본 연구에서는 흐름해석을 위하여 서울대에서 개발한 흐름모형(HDM-2D)을 사용하였으며, 부유사 거동모의를 위해 부유사거동모형(STM-2D)을 개발하였다. 또한 유해화학물질의 거동모의를 위해 서울대에서 개발한 수질모형(CTM-2D)에 생성/소멸항을 추가하였으며 흐름모형과 부유사모형과의 연계를 통해 유해화학물질의 혼합거동 수치모형을 개발하였다. 각 반응항(흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응)을 수치모형에 반영 시에는 보통 두 계(물-토양, 물-공기) 사이의 선형 물질교환으로 이해된다. 따라서 물질의 각 반응 별 평형농도와 물질교환속도계수를 추정식을 통해 산정하여 사용하게 된다. 하지만 각 기작이 반영유무에 따라 계산시간 및 필요입력변수가 늘어나게 되므로, 유해화학물질 유입사고와 같은 빠른 대처가 필요한 경우 각 반응 텀의 유의성을 판단하여 모형에 반영여부를 결정을 통해 경제적인 모의를 할 수 있어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 개발된 모형의 각 매개변수들의 민감도를 분석하고, 흐름조건 및 물질의 특성에 따른 반응항의 유의성을 판단하였다. 본 연구에서는 개발된 모형(부유사거동모형, 유해화학물질의 혼합거동모형)은 해석해 및 현장 데이터와 비교검증을 통해 개발을 완료하였으며, 각 반응항의 민감도 분석을 통해 매개변수의 임계값을 결정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.148-148
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• 2020

산업의 고도화가 진행됨에 따라 화학원료의 사용이 증가하고 있고 독성을 가진 화학물질이 하천으로 유입되는 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 수환경으로 유입되는 유해화학물질은 주로 무색무취의 물질들로 사고가 발생하더라도 초기 발견이 어려워 어류폐사를 유발하거나 취수시설에서 용수로 취수되는 경우가 발생하기 때문에 이에 대한 대응책 마련이 필수적이다. 하천에 유입된 오염물질의 거동을 신속하게 예측하기 위해 1차원 오염물질 추적 모형이 활용되는데, Fickian 이송-분산 모형(Fickian Advection-dispersion equation model; FADE)이 주로 사용되고 있다. 하지만 FADE는 오염물질이 하천 저장대에서 지체되는 현상을 반영하지 못하기 때문에 농도곡선의 왜곡도를 구현하지 못하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천저장대모형(River Storage Model; RSM)을 개발하고 이를 국가하천인 감천에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 RSM은 분산계수, 본류대 면적, 저장대 면적, 저장대 교환계수의 네 가지 매개변수를 통해서 하천의 물질 저장 및 교환 특성를 구현한 non-Fickian 모형으로서, 생화학반응, 휘발, 흡·탈착항을 추가하여 유해화학물질의 혼합 거동을 정확하게 모의할 수 있도록 개발하였다. 저장대 모형의 매개변수를 산정하기 위해서 하천 유량과 지형자료를 기반으로 HEC-RAS를 모의하여 계산된 수리특성을 입력변수로 사용하였다. 저수기, 평수기, 풍수기 유량을 기준으로 세 경우의 시나리오 모의를 수행하였는데, 5ton의 톨루엔이 김천산업단지에서 감천으로 유입된 경우 약 20km 하류에 위치한 취수장에서 톨루엔의 농도변화를 예측했다. 보존성 물질에 대한 모의 결과, 풍수기의 경우 저수기에 비해 유속이 크기 때문에 취수장에서 20.56시간 먼저 기준농도에 도달하고, 7.21시간 더 짧게 머무는 것으로 나타났다. 유해화학물질의 반응특성에 대한 민감도 분석을 시행한 결과, 생화학적 반감기가 18.98시간보다 길고, 옥탄올-물 분배계수가 2.267 이하인 물질은 생분해 및 흡·탈착 반응에 둔감한 것으로 나타났다. 1m 수심 기준 0.114m/s 이하 유속에서의 하천 수리조건에서는 화학물질의 휘발성을 무시할 수 있는 것으로 밝혀졌다.