수용액중의 암모니아를 리싸이클링하여 황산암모늄을 제조하기 위한 1단계 공정으로 air stripping에 의한 암모니아 탈기특성을 조사하였다. 수용액중 암모니아 탈기실험을 위하여 내경 40mm의 아크릴관을 탈기 column으로 사용하고 하단에 미세한 기체방울을 생성시키기 위하여 air sparger를 설치하는 한편 탈기가스로는 공기를 사용하였다. 탈기실험 결과 수용액 pH가 증가할수록 암모니아 탈기효율이 향상되었으며, 적정 pH범위는 10∼12 인 것으로 나타났다. 공기유량변화가 암모니아 탈기에 미치는 영향에 있어서는 공기유량이 증가함에 따라 탈기량이 비례하여 증가하지는 않았다. 또한, 수주 높이 20 cm 이상에서 절대 탈기량은 수주 높이에 관계없이 일정하게 나타났다. 탈기 온도를 높일수록 암모니아 탈기속도는 크게 증가하여 pH 12.8, 탈기 온도 $60^{\circ}C$에서 14시간 탈기시 초기 암모니아의 90% 정도를 탈기시킬 수 있었으며, 탈기 온도는 수용액 pH와 함께 암모니아 탈기공정의 가장 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.
기후변화 대응을 위하여, 항공 분야를 포함한 운송 분야에서 국제온실가스 감축제도 도입 추진 및 대체 에너지 개발 등 환경문제에 대한 연구개발이 활발하다. 그 중 무탄소 에너지원으로 주목받는 암모니아 연료에 대한 관심이 증대되고 있다. 암모니아는 액화 및 운반이 용이하며, 메탄올과 비슷한 에너지 밀도 등의 장점이 있다. 그러나 폭발성 및 독성으로 취급성이 어렵다. 본 연구에서는 암모니아에 비해 취급이 용이한 요소수에 고온의 수분으로 열분해와 가수분해 반응을 유도하여 안정적인 암모니아 발생을 시도하고자 하였다. 암모니아 가수분해 촉진을 위해 고온의 증기를 이용하였고 이론 당량비 미만의 암모니아 발생원인 규명을 하고자 했다. 기체분자운동론에 기인하여 가수분해 촉진을 위한 충분한 충돌빈도가 이루어지지 않았다는 가설을 수립했다. 수분 공급량 변화를 통해 미반응 이소시안산의 가수분해 여부를 실험하였고 암모니아 발생량이 증가함을 확인하였다. 일정 구간동안 암모니아 발생량 증가는 증기 온도, 수분공급유량에 종속됨을 알 수 있었다.
An organic precipitate flotation of Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) was investigated by the coprecipitation with lanthanum 8-hydroxyquinolinate. Trace amounts of Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) with a significantly large amount of La(Ⅲ) were simultaneously precipitated in a 1,000 mL sample solution with the ethanolic 8-hydroxyquinoline solution. The pH was adjusted to 9.0 with 2 M ammonia solution. The precipitates were floated with the aid of tiny nitrogen bubbles and supported by the stable foam layer of sodium lauryl sulfate. The floats were collected on the fritted glass filter by a suction. The material collected was dissolved with 5.0 mL of ethanol and 1.5 mL of concentrated nitric acid, and then diluted to 25.0 mL with a deionized water. The analytes were determined by a flame atomic absorption spectrophotometry. The recoveries of the analytes spiked in the sample were 94.8% for Pb(Ⅱ) and 92.0% for Cd(Ⅱ). This flotation technique is simple and rapid, and also applicable to the determination of trace Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) at lew ppb levels.
본 연구에서는 인 및 암모니아 흡착에 효과적인 La(III) 및 제올라이트를 적절히 결합하여 호소수 및 연못 등의 질소 및 인을 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 La(III)-zeolite 복합체 개발을 목적으로 하였다. 연구 결과 La(III)-zeolite 복합체 제조 시 최적 결합 비는 0.0048 La(III) g:1 zeolite g 인 것으로 나타났다. 복합체 제조 시 건조 온도는 인 흡착에 결정적인 영향을 주는 것으로 나타났는데 상온 건조가 가장 적합한 것으로 관찰되었다. La(III)-zeolite 복합체 최적 주입량은 4.052 g/L로 나타났다. La(III)-zeolite 복합체 주입 시 최적 흡착 시간은 90 분으로 나타났다. 수용액상에서 알칼리도의 존재는 암모니아 및 인흡착에 긍정적인 영향을 주는 것으로 관찰되었다. 상온에서 건조시킨 La(III)-zeolite 복합체는 용액 내에서 La(III)의 탈리 현상이 관찰되지 않았으며, 이는 La(III)-zeolite 복합체가 인을 흡착하여 바닥에 가라앉은 후 바닥으로부터 용출되는 인을 효과적으로 차단 할 수 있음을 의미한다.
물 중에 ppb 程度로 존재하는 구리, 납, 카드뮴 및 아연을 定量하기 위하여 다음과 같은 두가지 分析法을 開發하여 검토하였다. (A) 試料水 500ml에 pH 10인 시트로산암모늄 10ml 및 1${\%}$ DDTCml를 加하여 10ml의 클로로포름으로 세번 抽出하여, 분리된 有機層에 10ml의 0.05N $HCl-4{\times}10^{-4}mol/l\;HgCl_2$로서 逆抽出을 한 후, 水層에 2N KCl 2ml 를 加하고 10ml의 클로로포름으로 두번 씻은 다음 矩形波폴라로그램을 기록한다. (B) 試料水 500ml에 1${\%}$ oxine 2ml를 加하여 pH 10에서 10ml의 클로로포름으로 3回 抽出한다. 분리한 有機層을 0.20 N HCl 10ml로서 逆抽出하여 바로 폴라로그램을 기록한다. 이 分析法으로 ppb程度의 구리, 납, 카드뮴 및 아연이온을 相對誤差 10${\%}$ 이내에서 定量이 可能하였으며 (B) 方法은 아연의 定量이 不可能하였다.
간장저장중 암모니아와 pH가 Aflatoxin $B_1(AFB_1)$의 파괴에 미치는 영향을 검토하였다. $0.05{\sim}0.5%$의 암모니아 용액에서 $AFB_1$은 $30^{\circ}C$의 저장 하루만에 완전히 파괴되었으나 이때 이 용액들은 pH가 10-11정도로 증가 되었다. $NH_3$의 농도에 따라 간장의 pH는 증가 하였지만 간장내의 완충능 때문에 다소 완만하였다. 이때 양조간장은 재래간장에서 보다 그 pH증가 정도가 더 크게 일어났다. 간장시료들과 대조군의 증류수와 20% NaCl용액의 pH를 10으로 증가 시켰을 때 $AFB_1$은 $30^{\circ}C$에서 1일 반응 후 완전히 파괴되었다. pH 5, 7, 9, 10, 11의 완충용액에서 $AFB_1$의 파괴 효과는 pH 5와 7에서는 안정하였지만 pH 9 이상에서는 첨가한 $AFB_1$을 검출할 수 없었다. 여러농도의 $NH_3(0.2-1.0%)$를 함유한 pH 7의 완충용액 에서 $AFB_1$은 $NH_3$의 농도와는 관계없이 저장기간중 안정하였으나 pH 9에서는 파괴(100%)되었다. pH 5의 간장을 $30^{\circ}C$에서 5일간 반응시켰을 때 $AFB_1$은 상당히 안정하였지만 pH 7의 간장 시료에서는 60-70%의 $AFB_1$의 파괴가 일어났으며 이때 간장의 pH는 전혀 변화가 없었다. 그러나 $AFB_1$은 pH 7의 완충용액과 0.2% $NH_3$를 함유한 완충용액에서는 5일의 저장기간중 안정하였다.
A powder, containing 80 percent of blue cobalt aluminate $(CoAl_2O_4)$ crystallites, was synthesized at $210 ^{\circ}C$ using a (metal nitrate-malonic acid-ammonium hydroxide-ammonium nitrate) system. The optimal amount of concentrated ammonia water and initial decomposition temperature were determined for the blue $CoAl_2O_4$ crystallites preparation. Three $CoAl_2O_4$ precursor pastes, corresponding to the various amounts of concentrated ammonia water, were prepared by evaporating the initial solutions in an electric furnace fixed at $80 ^{\circ}C$ under a vacuum of 25 torr. The initial solution was used to dissolve the starting materials. The powder with the maximum content (80%) of blue $CoAl_2O_4$ crystallites was prepared when the prepared precursor was decomposed at $210 ^{\circ}C$. The blue $CoAl_2O_4$ crystallite content in the prepared sample decreased with increasing initial decomposition temperature. For 0.2 mole of the $Al^{3+}$ ion, the chemical compositions of the precursor corresponded to molar ratios of 0.4, 1.40, 2.56 and 2.00 for the $Co^{2+}$ ion, malonic acid, ammonia and ammonium nitrate per mole of the $Al^{3+}$ ion, respectively. The blue $CoAl_2O_4$ crystallite content in the sample decreased with the amount of ammonia deviated from the optimal value. The characteristics of the powders were examined using X-ray diffraction, optical microscopy, Fourier transformation infrared spectroscopy and the Brunauer-Emmett-Teller technique.
아민(암모니아 또는 MPA)은 가압경수로 원전 2차측 부식을 방지하는 최적 pH를 유지하기 위해 사용되고, 온도가 동일하게 유지되지 않는 물-증기 순환 영역에서 모든 아민은 평형상수에 따라 2차측에서 서로 다른 pH를 나타낸다. 부식제어에서 pH는 유일한 인자가 아니므로 두 번째 변수, 즉 불순물의 유입 또는 부식 반응으로 인해 $H^+$가 추가되거나 제거되었을 때 안정된 pH를 지속하는 능력인 완충세기의 고려가 필요하다. 온도를 고려한 완충세기는 2차측 최적 pH 제어제 선정과 유체가속부식의 특징을 기본적으로 이해할 수 있도록 한다. PWRs의 전체 운전범위에서 암모니아와 MPA의 완충세기를 조사하였다. 낮은 온도$(25{\sim}100^{\circ}C)$에서는 암모니아 그리고 높은 온도$(150{\sim}250^{\circ}C)$에서는 MPA가 부식 억제를 위한 충분한 완충세기를 나타내었다. 완충세기 측면에서, i) 최적 pH 제어제 pH 범위는 pH(T)- $1{\leq}pK_a(T){\leq}pH(T)$+0.5, ii) 아민 용액은 부식 억제를 위해 충분한 완충세기$({\beta})$를 가져야하고, iii) 최대 유체가속부식은 ${\beta}_B/{\beta}$ 비율이 최저인 온도에서 최대를 나타낸다.
본 연구에서는 기존 스크러버의 분사노즐과 충진층의 폐쇄 위험성 및 장치의 복잡함으로 인한 단점을 극복하고 화학사고 발생 시 현장에서 유해물질의 신속한 처리가 가능하도록 이동형 와류식 세정장치를 제작하였다. 제작된 장치의 성능을 확인하기 위하여 후드 입구에서 유입풍량 조절에 따른 송풍기 배출구에서의 풍속변화를 확인하였으며, 분무연기 및 25% 암모니아 용액을 이용하여 성능평가를 수행하였다. 제작된 장치의 후드 댐퍼 개방 각도를 변화시킴에 따라 유입풍속(유입유량)이 변하는 것을 확인하였으며, 이는 물질의 용해도 특성 및 농도에 따라 유입풍속을 증감시켜 세정기 내에서의 체류시간을 조절하는데 유용할 것으로 판단된다. 제작된 장치의 유해가스 제거성능을 확인하기 위하여 분무연기와 25% 암모니아 용액을 이용하여 실험을 수행하였다. 세정기 후드의 댐퍼를 완전 개방시킨 상태에서 분무연기를 노출시킨 결과, 높은 유입 유량으로 인해 연기 일부는 와류 내에서 체류하지 못하고 송풍기로 배출되었다. 그러므로 암모니아 용액을 이용한 실험에서는 댐퍼 개방 각도를 60도로 설정하여 후드에 노출시켰다. 암모니아 용액을 30분간 세정기에 흡입시킨 후 물의 pH를 측정한 결과 12 이상으로 나타나 염기성의 암모니아 가스가 물에 충분히 흡수된 것을 관찰하였다. 후드 입구 및 송풍기 배출구에서 암모니아 농도 비교시, 체류시간 5분일 때 제거효율 83%로 최대로 나타났으며(pH 10) 이후로 급격히 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 유해가스의 물에 대한 용해도외에도 체류시간이 세정액으로의 흡수 및 제거효율에 미치는 중요한 인자임을 나타낸다.
초임계유체로써 물, 28% 암모니아 수용액, 암모니아에 대한 폐타이어의 전환율과 오일수율을 비교하였다. 같은 온도와 압력에서 초임계암모니아에 의한 전환율이 가장 높았다. 본 논문에서는 전환율이 가장 높은 초임계암모니아를 주용매로 사용하였고 오일수율을 극대화할 수 있는 공용매로서 수소공여체 물질인 테트라린을 사용하였다. 테트라린의 함량이 증가할수록 오일의 수율은 증가하였다. 초임계암모니아 단독으로 폐타이어를 추출했을 때, 오일의 수율은 $280^{\circ}C$, 22.3MPa에서 48.8%인 반면에 폐타이어에 대한 테트라린의 무게비(데트라린무게/폐타이어무게)가 5일 때 오일의 수율은 $280^{\circ}C$, 22.3MPa에서 61.2%였다. 이런 현상은 초임계상태의 열분해에서 생성된 라디칼이 수소공여체물질에 의해 안정화되어 생성물의 고분자화 또는 이차분해가 억제되는 것으로 보여진다. 테트라린에 팽윤시킨 폐타이어는 적은 데트라린 소모로도 높은 오일수율을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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