• 제목/요약/키워드: 회분식 미분반응기

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회분식 미분반응기를 이용한 폴리에틸렌의 열분해특성 연구 (Pyrolysis of Polyethylene using Batch Microreactor)

  • 차왕석;김상훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.553-556
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    • 2005
  • Pyrolysis of polyethylene was carried out in the stainless steel reactor of internal volume of $40cm^3$. Pyrolysis reactions were performed at temperature $390-450^{\circ}C$ and the pyrolysis product were collected separately as reaction products and gas products. The molecular weight distributions(MWDs) of each liquid product were determined by GC-SIMDIS. Molecular weight of each product were decreased wi th increase of react ion temperature and time.

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저온열분해조건에서 LDPE, PS, ABS의 열분해생성물 생성특성 (Characteristics of low temperature pyrolysis of LDPE, PS, ABS plastics)

  • 차왕석;장현태
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.468-470
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    • 2008
  • 열중량반응기와 미분반응기를 이용하여 ABS의 열분해 및 생성물분포 특성을 연구하였으며 미분반응기를 이용한 실험의 열분해온도는 $410{\sim}450^{\circ}C$이었다. 각 상의 열분해생성물의 수율은 무게측정을 통해 얻었으며 액상생성물의 탄소수분포는 GC-SIMDIS 방법을 통해 측정하였다. 열중량 분석실험에서는 측정할 수 없었던 다량의 고상잔류물의 생성을 회분식 미분반응기실험을 통해 확인할 수 있었다. 반응온도와 시간이 증가할수록 액상생성물의 수율과 평균분자량은 감소하였으나 액상생성물 중의 스티렌모노머의 생성은 두드러지게 증가하였다. ABS 열분해 반응에서 말단절단의 속도계수인 활성화에너지 값은 54.1kcal/mole이었다.

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회분식 미분반응기를 이용한 PE계 플라스틱의 열분해특성 연구 (Pyrolysis of PE plastics in the batch type microreactor)

  • 김상훈;장현태;차왕석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.632-638
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    • 2007
  • HDPE와 LDPE에 대한 열분해실험을 반응기 크기가 40 $cm^3$인 스테인레스 스틸 반응기에서 수행하였으며 이때 반응온도는 $410{\sim}460^{\circ}C$이었다. 열분해생성물인 액상생성물과 기상생성물을 분리하여 채취하였고 각 생성물의 분자량분포는 HPLC-GPC와 GC분석을 통해 얻었다. 미분반응기에서 열분해온도와 시간이 증가할수록 액상생성물의 수율과 분자량 분포는 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 열분해반응에서 말단절단의 속도계수인 활성화에너지 값은 HDPE, 63.0kcal/mole, LDPE, 45.7kcal/mole 이었다.

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통계적 실험계획에 의한 폐플라스틱/폐유의 최적 열분해 반응조건 결정 (Determination of Optimum Reaction Conditions for Pyrolytic Coprocessing of Waste Plastics with Waste Motor oil by Statistical Experimental Design)

  • 윤왕래;박종수;정헌;이호태;고성혁;김성현
    • 에너지공학
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    • 제8권1호
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    • pp.189-201
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    • 1999
  • 범용 열가소성 플라스틱(polyethylene(PE), polypropylene(PP), polystyrene(PS), polyethylene-terephthalate(PET), acrylonitrile-butandiene-styrene(ABS))과 폐윤활유의 동시처리 열분해반응 실험을 수행하였다. 반응실험은 40$m\ell$ 용량의 회분식 미분반응기(microreactor)를 이용한 실험과 1리터 용량의 autoclave를 이용한 실험의 두 가지로 구분하여 행하였다. 전자의 경우는 통계적 실험적계획법(statistical experimental design)의 하나인 회전계획실험(rotatable design experiments)으로서 오각형 실험계획(pentagonal experimental design)에 의거한 반응변수 실험을 수행한 후 반응표면(response surface)을 회기분석법에 의하여 분석함으로써 최대의 오일 수율을 얻을 수 있는 최적 반응조건을 추적, 결정하였다. Autoclave 반응실험의 기본적인 목적은 실제 연속공정에 있어서 열분해 반응기 거동을 모사하기 위한 전초단계로서 충분한 시료의 확보를 통하여 이 때 생성된 연로유의 체계적인 분석(비등점분포특성, 진공증류, 기체분석, 원소분석, 발열량, 비중 등)을 행함으로써 연료유 수율 및 품질을 모사하고자 하였다. 미분반응기 실험에 있어서 주 범용열가소성수지인 PE, PP 그리고 PS는 각각의 최적반응조건하에서 거의 100%에 가깝게 오일로 전환되었지만 응축수지인 PET와 그래프트공중합수지인 ABS의 오일수율은 각기 78% 및 90%로서 상대적으로 낮게 나타났다. Autoclave를 이용한 실험의 경우 혼합플라스틱을 폐유에 대하여 40wt% 혼합하여 열분해하였을 때, 80wt% 오일, 15wt% 코우크, 그리고 나머지 5wt%는 탄화수소기체(C1-C6)로 전환되었다. 진공증류(252$^{\circ}C$,2 torr) 결과, 기/액-분리도는 3으로서 이는 생성오일의 75wt%가 경질연료유(가솔린, 등유, 경유)로 회수 가능하였다.

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ABS계 플라스틱의 저온열분해 및 액상생성물 분포 특성 (Characteristics of low temperature pyrolysis and liquid product distribution of ABS plastics)

  • 차왕석;장현태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.1059-1066
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    • 2008
  • 열중량반응기와 미분반응기를 이용하여 ABS의 역분해 및 생성물분포 특성을 연구하였으며 미분반응기를 이용한 실험의 열분해온도는 $400\sim450^{\circ}C$이었다. 각 상의 열분해생성물의 수율은 무게측정을 통해 얻었으며 액상생성물의 탄소수분포는 GC-SIMDIS 방법을 통해 측정하였다. 열중량분석실험에서는 측정할 수 없었던 다량의 고상잔류물의 생성을 회분식 미분반응기실험을 통해 확인학 수 있었다. 반응온도와 시간이 증가할수록 액상생성물의 수율과 평균분자량은 감소하였으나 액상생성물 중의 스티렌모노머의 생성은 두드러지게 증가하였다. ABS 열분해 반응에서 말단절단의 속도계수인 활성화에너지 값은 54.1kcal/mole이었다.

킬른 열분해 반응기로부터 생성된 고분자량 성분의 열적분해 (Thermal Degrndation of High Molecular Components obtained from Kiln Pyrolysis Reactor)

  • 오세천;류재훈;곽현;배성렬;이경환;유덕명
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.623-626
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    • 2007
  • 킬른형 열분해 반응기를 이용하여 혼합폐플라스틱의 열분해로부터 얻어진 고분자성분의 열적분해 특성에 관한 연구를 TGA와 GC-MS를 이용하여 수행하였다. 열적분해의 속도론적 연구는 $10{\sim}50^{\circ}C/min$ 사이의 여러 가열속도에서 비등온 질량감소 기술을 이용하여 수행하였으며 활성화 에너지 및 반응 차수와 같은 속도 상수들에 대한 정보를 얻기 위하여 문헌에 제시된 여러 가지의 속도론 해석방법을 이용하여 질량감소곡선 및 그 미분 값을 해석하였다. 또한 회분식 열분해 반응기를 이용하여 반응온도에 따른 액상 생성물의 수율변화를 고찰하였으며 GC-MS를 이용하여 액상 생성물의 반응온도 증가에 따른 특성연구를 수행하였다.

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저온 열분해조건에서 PP 및 PS계 플라스틱의 열분해물 생성특성 연구 (Production properties of pyrolytic matter of PP and PS plastics in n low temperature pyrolysis condition)

  • 김상훈;장현태;차왕석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.867-873
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    • 2007
  • 열중량반응기와 회분식 미분형반응기를 이용하여 Polypropylene(PP)과 Polystyrene(PS)의 열분해특성을 연구하였다. 열중량반응기로부터 얻은 동적 특성곡선은 열분해온도에 대한 만족할 만한 정보를 제공해 주었으며, PS가 PP보다 $30{\sim}50^{\circ}C$ 낮은 온도에서 열분해가 일어남을 알 수 있었다. 미분반응기에서 PP의 경우 열분해 온도와 시간이 증가할수록 액상 생성물의 수율과 분자량분포는 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. PS의 경우 반응온도와 시간이 증가할수록 해중합이 촉진되어 styrene monomer의 생성이 두드러졌다. 열분해반응에서 말단절단의 속도계수인 활성화에너지 값은 PP의 경우 50.0 kcal/mole, PS의 경우 45.2 kcal/mole이었다.

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회분식반응기에서의 혼합 플라스틱의 저온열분해 kinetics (Kinetics of the Low-temperature Pyrolysis of Mixed Plastics in the Batch Reactor)

  • 차왕석;오명석;장현태;태범석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권3호
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    • pp.540-544
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    • 2008
  • 혼합플라스틱에 대한 열분해특성실험을 스테인레스 스틸의 회분식 미분반응기에서 수행하였으며, 혼합플라스틱의 혼합비율은 22 wt.% HDPE, 17 wt.% LDPE, 27 wt.% PP, 12 wt.% PS, 16 wt.% ABS, 6 wt.% PVC이었다. 열분해온도는 $410{\sim}450^{\circ}C$ 이었으며 각 열분해생성물의 수율은 무게측정을 통해 얻었으며, 액상생성물의 분자량분포는 GC-SIMDIS 방법을 통해 측정하였다. 혼합플라스틱 열분해의 경우 반응온도와 시간이 증가할수록 고상잔류물의 수율증가와 액상생성물의 수율감소 그리고 액상생성물의 평균 분자량 감소가 두드러졌다. 혼합플라스틱에 포함된 PVC의 약 20%가 염소가스형태로 배출됨을 알 수 있었다. 혼합플라스틱 열분해에서 말단절단의 속도계수인 활성에너지 값은 50.2 kcal/mole 이었다.

미분층반응기에서 양이온 교환수지에 의한 카드뮴(II)의 제거 (Removal of Cd(II) by Cation Exchange Resin in Differential Bed Reactor)

  • 김종태;정재관
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.1193-1203
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    • 2000
  • 본 연구는 흡착에 의한 Cd(II)의 제거를 위하여 일본 Diaion사에서 제조되고 있는 강산성양이온 교환수지(SK1B)를 흡착제로 사용하여 흡착평형실험, 탈착실험 및 흡착속도실험을 수행하였다. 흡착평형실험에서는 흡착능에 미치는 pH와 온도의 영향을 알아보았고 흡착등온식을 산출하였으며, 탈착실험에서는 재생회수에 대한 수지의 재생율의 변화에 대해서 알아보았다. 흡착속도실험에서는 수지를 미분층 반응기에 채워 유량별로 초기제거속도를 구하여 경막저항이 최소가 되는 최적유량을 구하였으며, 이 최적유량에서 흡착속도실험을 수행하여 총괄흡착속도식을 구하였다. 용액의 pH를 변화(2~7)시켜 제조하여 수지를 투여한 결과 pH가 증가할수록 흡착능이 증가하였으며 pH 6 이상에서는 흡착능이 일정한 경향을 나타내었다. 흡착능에 미치는 온도의 영향은 $10{\sim}50^{\circ}C$ 범위에서 온도가 증가할수록 흡착능도 증가함을 알 수 있었다. 회분식실험을 통해 얻은 자료를 각 흡착등온식에 적용해 본 결과 본 실험의 농도 영역(5~15ppm)에서는 Freundlich 흡착등온식과 Sips 흡착등온식이 Langmuir 흡착등온식보다 더 %편차가 적었다. 탈착제로서 0.01~2N 농도의 HCl 수용액을 사용할 경우에는 탈착제의 농도가 진할수록 흡착제의 재생율이 높았으며 재생 반복회수가 늘어날수록 재생율이 약간씩 감소하였다. 미분층 반응기를 이용한 연속공정실험($25{\pm}5^{\circ}C$)에서 경막확산저항이 최소가 되는 최적유량 $564m{\ell}/min$에서 수행한 수지에 대한 Cd(II) 수용액의 총괄흡착속도식은 다음과 같이 표현될 수 있다. $r=1.3785C_{fc}^{1.2421}-2.0907{\times}10^{0.0746C_i}\;q_e^{0.0121C_i-0.0301}$

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혼합폐플라스틱의 열분해로부터 생성된 고분자성분의 열적분해 (Thermal Degradation of High Molecular Components Obtained from Pyrolysis of Mixed Waste Plastics)

  • 오세천;류재훈;곽현;배성열;이경환
    • 공업화학
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    • 제19권2호
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    • pp.191-198
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    • 2008
  • 혼합폐플라스틱의 열분해로부터 얻어진 고분자성분의 열적분해 특성에 대한 연구를 TGA와 GC-MS를 이용하여 수행하였다. 열적분해의 속도론적 연구는 $10{\sim}50^{\circ}C/min$ 사이의 여러 가열속도에서 비등온 질량감소 기술을 이용하여 수행하였으며 활성화 에너지 및 반응차수 등과 같은 속도 상수들에 대한 정보를 얻기 위하여 문헌에 제시된 여러 가지의 속도론 해석 방법을 이용하여 질량감소 곡선 및 그 미분 값을 해석하였다. 또한 회분식 열분해 반응기를 이용하여 반응온도 및 반응시간에 따른 액상 생성물의 수율변화를 고찰하였으며 GC-MS를 이용하여 반응온도의 증가에 따른 액상 생성물의 특성연구를 수행하였다.