• Title/Summary/Keyword: 화학반응기

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Properties of Methane Steam Reforming in Micro Channel Reactor (미세유로 반응기를 이용한 메탄 스팀 개질 반응 특성)

  • Lee, Sung-Wook;Lee, Chun-Boo;Kim, Kwang-Ho;Park, Jin-Woo;Hwang, Kyung-Ran;Park, Jong-Soo;Kim, Sung Hyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.114.2-114.2
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    • 2010
  • 마이크로 반응기술은 작은 반응기 부피, 높은 열전달, 넓은 반응 면적/부피 및 정확한 반응시간 조절이 가능하기 때문에 화학공정의 고집적화, 반응 선택도의 향상 및 안전도 향상을 꾀할 수 있는 장점이 있다. 이러한 마이크로 반응 기술을 중소형 천연가스 및 국내에서 소규모로 국지적으로 발생하는 메탄의 활용 방안으로서 개발함은 청정 합성유를 제조함으로서 석유 자원의 고갈과 고유가에 대비하여 에너지 자원의 다변화 및 자립을 확보 할 수 있다. 본 연구에서는 마이크로 반응기술을 적용한 미세 유로 반응기(Micro Channel Reactor)를 사용하여 메탄 스팀 개질 반응 특성을 연구하였다. 미세유로 반응기는 내부 홀이 존재하는 plate를 적층함으로 반응기내에 반응가스가 이동할 수 있는 미세유로가 존재하게 하였다. 이러한 미세유로는 반응기의 크기가 작음에도 반응기내에서 반응가스가 충분히 반응할 수 있는 시간과 높은 열전달 효율을 가질 수 있게 한다. 메탄 스팀 개질 반응에 사용된 촉매는 Ni 촉매를 사용하였고, 반응에 필요한 열원으로는 수소 연소에서 발생한 열을 사용하여 반응을 유도하였다. 본 반응기는 외부의 열원을 사용하지 않고, 반응기 내부의 수소 연소에서 발생한 열을 사용함으로 적은 발생 열만으로 메탄 스팀 개질 반응에 필요한 에너지를 얻을 수 있고, 열의 손실이 적다. 또한 메탄 스팀 개질 반응으로 발생한 일부의 수소를 열원으로 이용하여 에너지 사용면에서도 효율적인 반응 공정이다.

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Solar Steam Reforming of Methane utilizing Solar Simulator (Solar Simulator를 이용한 프로판의 수증기 개질 반응)

  • Do, Han-Bin;Jang, Jong-Tak;Han, Gui-Young
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.259-261
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    • 2009
  • Solar simulator를 이용한 프로판의 수증기 개질은 집광된 태양에너지를 이용하기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 이와 같은 태양열에너지의 화학적 축열을 실시하기 위해 Solar Simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질을 연구하였다. 태양열 모사 램프로 1.24kW급 Xenon-arc lamp를 사용하였다. 반응기는 앞면의 Quartz window와 Absorber로 구성되어 있다. 램프의 빛은 Quartz window를 통하여 촉매층에 직접적으로 방사된다. 프로판의 수증기개질 반응은 고온에서 일어나기 때문에 열에 강한 SiC로 만들어진 Ceramic foam을 Absorber로 사용하였다. 촉매는 Absorber에 Wash-coat하여 사용하였으며, 담지된 촉매는 Ni을 활성성분으로 하는 ICI 46-6와 귀금속 촉매인 Ru/$Al_2O_3$를 사용하였다. 반응기는 SUS 재질로 제작되었으며, 반응기 외부는 Insulation을 하여 열손실을 감소시켰다. Propane과 Steam의 비율은 S/C ratio를 3으로 하여 실험하였다. 실험은 온도와 촉매에 따른 Solar Steam reforming의 반응특성을 분석하였다.

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DFT Studies for the Substituent Effect on the Diels-Alder Reaction of 1,4-Diaza-1,3-butadiene (1,4-Diaza-1,3-butadiene류의 Diels-Alder반응에 미치는 치환기 효과에 대한 DFT연구)

  • Lee, Gab-Yong
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.45 no.3
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    • pp.207-212
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    • 2001
  • DFT calculations have been performed on several substituted 1,4-diaza-1,3-butadienes (1,4-DABs) with electron donating and withdrawing groups at the terminal two nitrogens to investigate the reactivity of Diels-Alder reaction with acrolein. The calculated FMO (Frontier Molecular Orbital) energies for the optimized 1,4-disubstituted-1,4-DABs have been used to explain both normal and inverse electron demand Diels-Alder reactions. It is shown that the electron donating and withdrawing substituents lead to the normal(HOMO diene controlled) and inverse electron demand (LUMO diene controlled) Diels-Alder reactions, respectively.

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Computational Design of a 50 kW Chemical Heat Pump System for Air-Conditioning (50 kW 냉방용 화학열펌프 시스템의 전산설계)

  • 서정원;김성준;이태희
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.67-75
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    • 1995
  • 50 kW 냉방용 화학열펌프에 관한 전산설계를 하기 위하여 반응기 모사용 부프로그램을 작성하였으며 전체 시스템을 위하여 상용모사기인 ASPEN PLUS를 이용하였다. 반응물로 각각 SrCl2-8/1 NH3 그리고 MnCl2-6/2 NH3를 사용하는 두 시스템에 대하여 비교 연구하였으며, 조작조건에 따라 시스템 설계치의 변화를 관찰하였다. 이로부터 향후 실용화될 화학열펌프 시스템에 대한 기본 설계자료를 제시할 수 있었다. SrCl2-8/1 NH3를 반응물로 한 경우 반응기의 UA는 6,868.2 J/(s·K), 출력은 95.2 kW이었고, 제한 성능 계수는 0.40이었다. MnCl2-6/2 NH3의 경우 UA는 1,569.7 J/(s·K), 출력은 109.0 kW이었으며 제한 성능계수는 0.34이었다. 이로부터 SrCl2-8/1 NH3을 반응물로 한 시스템이 MnCl2-6/2 NH3를 사용한 시스템보다 유리함을 알 수 있었다.

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A Numerical Study on the Flow Characteristics in the CVD Reactor with Rotating Disk (반응기판의 회전 속도에 따른 CVD 반응기 내의 유동 특성과 증착률에 관한 수치적 연구)

  • Baek, Jae-Sang;Bu, Jin-Hyo;Han, Jeon-Geon;Kim, Yun-Je
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.76-77
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    • 2007
  • 화학 기상 증착법 (Chemical Vapor Deposition)은 기체 원료의 화학반응을 이용하여 박막, 미립자, nano-tube등 고체 재료를 합성하는 증착 방법이며, 현재 공업적으로 확산되어 반도체 공정과 같은 박막제조에 이용되고 있다. 박막제조에 있어서 중요한 관심사인 기판의 증착률은 기판의 회전 속도에 의하여 영향 받을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 최적의 회전 속도를 찾아내기 위해 박막특성에 직접적으로 연관이 있는 CVD 반응기 내의 유동특성을 유한체적법 (Finite volume method)과 SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equation) 알고리즘을 사용하여 수치모사 하였고 기판에서 화학 반응을 계산하기 위해 Arrhenius 모델을 사용하였다.

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A Study on the Synthesis of 2-Thiophenyltriisopropoxytitanium and its Reactivity to Carbonyl Compounds (2-Thiophenyltriisopropoxy titanium 의 합성 및 카르보닐 화합물에 대한 반응성)

  • Kyung, Suk-Hun;Joo, Hyun
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.13 no.2
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    • pp.191-198
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    • 1994
  • 2-Thiophenyltriisopropoxytitanium was prepared in situ by trans-metallization of 2-thiophenyllithium and chlorotitaniumtriisopropoxide. It could be isolated at room temperature and preserved at $-10{\circ}C$ for weeks. The reactivity of 2-thiophenyltriisopropoxytitanium to carbonyl compounds proved to be high. Complete aldehyde-selectivity was observed in competition reactions of 2-thiophenyl-triiso-propoxytitanium with a 1 : 1 mixture of aldehyde and ketone. In the competitive reaction of 2-thiophenyl-triisopropoxytitanium to ketone-ester function, ketone adduct was perfectly obtained.

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Analysis of Chemical Accident-Causing Substances Using a Proton Transfer Reaction-Time of Flight Mass Spectrometer (양자전이 비행시간 질량분석기를 이용한 화학사고 원인물질 분석)

  • Kim, So-Young
    • Fire Science and Engineering
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    • v.33 no.6
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    • pp.80-86
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    • 2019
  • In Korea, a total of 556 chemical accidents occurred from 2012 to 2018 caused by adverse reactions of two or more chemicals, which required significant amounts of time to identify the causative chemicals. Rapid analysis is required for effective incident response and probing. In this study, a quantum transition time-of-flight mass spectrometer was used to identify the causative agents of chemical accidents caused by adverse reactions. The analyzer enabled fast real-time analysis without the need for sample collection and pretreatment. Quantitative and qualitative analysis of most volatile organic compounds with high hydrogen affinity was performed to investigate the cause of the chemical accidents. In fact, in the month of 201◯, methanol and toluene were detected as causative agents of the accident using a quantum transition time mass spectrometer, and were also the cause of the reported odor.

Kinetics and Mechanism for Reactions of Substituted Phenacyl Bromides with Quinoline (치환 브롬화페나실과 퀴놀린과의 반응에 관한 반응속도론적 연구)

  • Kim, Chang-Suk;Hong, Soon-Yung
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.28 no.4
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    • pp.265-268
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    • 1984
  • Rates of reactions of nine m-or p-substituted phenacyl bromides with quinoline in methanol were measured by an electric conductivity method. These reactions were found to proceed through an $S_N2$ path and were accelerated by both electron-donating and electron-withdrawing substituents. A plausible reaction mechanism for this observation was proposed. Some activation parameters for these reactions were also calculated.

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Heat Transfer Characteristic of the Spiral Type Solar Chemical Reactor (수치해석을 통한 Spiral 형상 화학 반응기의 열전달 특성)

  • Jung, Young-Guk;Lee, Jin-Gyu;Lee, Ju-Han;Seo, Tae-Beom
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.22 no.1
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    • pp.40-48
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    • 2010
  • The purpose of the research is to develop the high performance solar chemical reactor for producing hydrogen using steam reforming reaction of methane. A specific shape chemical reactor is suggested : spiral type reactor. The reactor is installed on the dish-type solar thermal system of Inha University. The temperatures, $CH_4$ conversion rates, and Hz proportion are measured. At specific condition, $CH_4$ conversion rates of the spiral type reactor are about 91%, and Hz proportion are about 66%. The spiral type reactor gives reasonably good performance without any problems caused by highly concentrated solar radiation.