• 한국대기환경학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.605-615
• /
• 2017

Efficient simultaneous reduction conditions for $NO_x$ and $NH_3$-slip was investigated in SCR (Selective Catalytic Reduction) process with load variation by applying dual catalysts (SCR catalyst, $NH_3$ decomposition catalyst) system. $N_2O$ formation characteristics were analyzed to look into possible undesirable reaction pathways. In the experiments of catalyst characteristics, various operational variables were tested for the combined catalytic system, such as $NH_3/NO_x$ ratio, temperature, oxygen concentration and $H_2O$. The reaction characteristics of $NO_x$, $NH_3$ and $N_2O$ were analyzed and optimal conditions could be evaluated for the combustion facility with varied load. In terms of $NO_x/NH_3$ simultaneous reduction and $N_2O$ formation suppression, optimal condition was considered NSR 1.2 and temperature $300^{\circ}C$. At this operational condition, $NO_x$ conversion was 98%, $NH_3$ reduction efficiency was 95%, generated $N_2O$ concentration 9.5 ppm with inlet $NO_x$ concentration of 100 ppm. In $NH_3-SCR$ process with $NH_3$ decomposition catalyst, $NO_x$ and $NH_3$ can be considered to be reduced simultaneously at limited conditions. The results of this study may be utilized as basic data at facilities requiring simultaneous $NO_x$ and $NH_3$ reduction for facilities with load variation.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권2호
• /
• pp.206-214
• /
• 2005

$TiO_2$에 담지된 불균일 촉매상에서 ppm 수준으로 존재하는 수중 유기오염물질들을 제거하기 위한 모델반응으로 액상 trichloroethylene(TCE) 분해반응을 선정하였으며, 여러 반응변수의 동시제어가 가능하도록 디자인된 연속 흐름식 고정층 반응기 내에서 incipient wetness 기법으로 제조된 여러 전이금속 산화물 촉매들의 TCE 분해활성을 조사하였다. 선택된 반응조건에서 모델반응의 내부확산저항은 없었으며, $36^{\circ}C$의 반응온도에서 촉매표면에 흡착에 의한 액상 TCE 제거된 정도는 무시할 만하였고 촉매반응에 의해서만 제거될 수 있었다. TCE 제거반응에 대한 촉매들의 활성 및 반응시간에 따른 분해효율의 의존성은 사용된 금속 산화물 및 담지체의 종류에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 5 wt.% $CoO_x$/$TiO_2$ 촉매는 본 대상반응에 대하여 가장 우수한 활성을 갖는 것으로 나타났으며, 반응시간의 경과 정도에 따라 TCE 분해효율이 점진적으로 증가하여 안정되는 전이구간의 존재를 확인할 수 있었다. 이와 같은 촉매활성의 반응시간 의존성은 반응 초기와 일정시간 경과 후의 $TiO_2$ 표면에 존재하는 $CoO_x$의 표면구조가 상이할 뿐만 아니라 반응시간 경과와 함께 활성이 더욱 높은 Co species의 표면노출을 암시하고 있다. $NiO_x$, $CrO_x$와 같은 금속 산화물 촉매들의 반응활성은 매우 낮은 수준이었다. $TiO_2$와 MFI를 담지체로 하여 각각 incipient wetness법과 이온교환법으로 제조된 $CuO_x/TiO_2$, Cu-MFI, $FeO_x/TiO_2$ 및 Fe-MFI의 TCE 제거효율을 반응시간의 함수로 살펴본 결과, Cu 촉매들에서 관찰되는 반응시간-분해효율 거동과는 다른 현상이 $FeO_x/TiO_2$와 Fe-MFI 촉매상에서 관찰되었다. $36^{\circ}C$의 반응온도에서 전반응시간 동안에 5 wt.% $FeO_x/TiO_2$ 촉매상에서 TCE 제거반응은 일어나지 않았으나, 1.2 wt.% Fe-MFI의 경우 반응 초기에 높은 제거율을 일정시간 동안 유지하다가 서서히 감소하는 비활성화 현상이 발생하였다. 이는 동일한 활성성분이 사용된다 할지라도 그 제조방법에 따라 촉매활성이 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 액상반응 중에 일어나는 활성성분의 redox cycle이 중요한 역할을 할 수 있음을 암시하고 있다. 가장 우수한 $CoO_x/TiO_2$ 촉매의 TCE 분해활성에 미치는 $CoO_x$ 담지량, 반응온도 등의 영향을 조사한 결과, 최적의 $CoO_x$ 담지량이 존재하였고 반응온도가 높을수록 TCE 제거효율은 높게 나타났다. 반응 중에 $CoO_x$ leaching에 의한 $CoO_x$의 손실이 확인되었으나 TCE 전환율에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단되었다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.431-438
• /
• 2005

In order to apply the photocatalytic decomposition of aromatic VOCs, adsorbent prepared from MSWI fly ash was coated by $TiO_2$ solution to endow with photo-catalytic function. The effects of coating number, existence of light source and the type of $TiO_2$ solution used for coating were examined. Adsorbent coated with amorphous $TiO_2$ solution showed higher adsorptivity than adsorbent coated with crystal $TiO_2$ solution. Without light source, breakthrough curve of photo -catalyst absorbent for VOCs removal was similar to that of absorbent made from MSWI fly ash. On the other hand, breakthrough time was enlarged with light source and total removal efficiency of benzene and toluene was also increased. It can be explained as photo-decomposition effect of $TiO_2$ photo-catalyst. Total removal efficiency of benzene and toluene was increased according to the increase of coating number with light source. It was due to the effect of adsorption and photo reaction of photo-catalytic adsorbent. But total removal efficiency of benzene was lower than that of toluene. Because benzene was removed more effectively than toluene by adsorption, but photo - decomposition effect oi toluene was more high than benzene.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.761-764
• /
• 2009

The thermocatalytic decomposition of methane is an environmentally attractive approach to $CO_2$-free production of hydrogen. The fluidized bed was proposed for the continuous withdraw of product carbon from the reactor. The usage of carbon black was reported as stable catalyst for decomposition of methane. Therfore, carbon black (DCC-N330) is used as catalyst. A fluidized bed reactor made of quartz with 0.055 m I.D. and 1.0 m in height was selected for the thermo-catalytic decomposition. The porpane-containg methnae decomposition reaction was operated at the temperature range of 850-900 $^{\circ}C$ methane gas velocity of 1.0 $U_{mf}$ and the operating pressure of 1.0 atm. In this work, propane was added as reactant to make methane conversion higher. Therefore we compared with methane conversion and pre-experiment methane conversion that using only methane as reactant. The carbon black, after experiment, was measured in particle size and surface area and analyzed surface of the carbon black by TEM.

• 청정기술
• /
• 제24권4호
• /
• pp.293-300
• /
• 2018

설파메톡사졸(sulfamethoxazole, SMX)은 박테리아 치료를 위해 사람과 동물에게 널리 사용되어 온 설파아미드계열의 합성 항생제이다. 이들 대부분은 난분해성 물질로서 분해되지 않고 환경생태계에 노출되어 심각한 환경문제를 일으키게 된다. 본 연구에서는 난분해성 SMX를 분해하기 위하여 $Cu/Al_2O_3$ 촉매를 이용한 촉매습식과산화(catalytic wet peroxide oxidation, CWPO) 공정을 수행하였고, SMX를 완전히 분해하기 위한 최적의 온도, 촉매 주입량, 과산화수소($H_2O_2$)의 농도 등을 조사하였다. 1기압, $40^{\circ}C$에서 $H_2O_2$ 0.79 mM과 6 g의 10 wt% $Cu/Al_2O_3$ 촉매를 사용하여 20분 이내에 SMX가 완전히 분해되는 것으로 관찰되었다. 그러나 SMX는 완전히 무기화 되지 못하고, 중간생성물인 hydroylated-SMX, sulfanilic acid, 4-aminobenzenesulfinic acid, nitrobenzene을 거쳐 유기산으로 분해된 후 최종적으로 무기화 되었다. 이들 중간생성물의 거동을 파악하여 SMX의 분해 반응경로를 예측하였고 불균일 촉매의 내구성을 알아보기 위하여 10 wt% $Cu/Al_2O_3$ 촉매를 연속적으로 재사용 하여 SMX 분해율을 조사하였다. SMX의 분해율은 촉매를 5회 이상 재 사용하였을 때 다소 낮아졌지만 촉매의 활성도는 전반적으로 매우 안정적이었다.

• Carbon letters
• /
• 제3권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 2002

Aligned multi-wall carbon nanotubes (MWNTs) were synthesized through the catalytic decomposition of hydrocarbons in a quartz tube reactor. In this study, we investigated the influence of reaction parameters such as gas flow rate, ferrocene-xylene ratio and partial pressure, and reaction time on the yield and structure of vertically aligned carbon nanotubes produced by the floating catalyst method. The MWNTs produced had diameters in the range of 20~l00 nm, length around $100{\mu}m$ and bulk density about $0.51g/cm^3$ at a pressure of l0000 psi. It was possible to produce MWNTs with much faster growth rate of $12{\mu}m/min$ than that reported previously by the increase of ferrocene-xylene partial pressure.

• 항공우주기술
• /
• 제4권1호
• /
• pp.49-56
• /
• 2005

인공위성 및 발사체의 자세제어용으로 사용되는 단일추진제 추력기용 하이드라진 분해 촉매에 대한 연소성능을 실제 연소시험을 통하여 검증하였다. 촉매연소성능을 확인하기 위한 촉매 시험장치를 (주)한화와 공동으로 설계/제작하였으며, 이를 통하여 하이드라진 분해촉매의 연소지연시간, 촉매활성도, 촉매안정도를 측정함으로써 촉매 연소특성을 평가하였다. 또한 현재 진행 중인 국산화 촉매 시제품의 개발현황에 대해 소개하였다.

• 공업화학
• /
• 제34권6호
• /
• pp.619-625
• /
• 2023

본 연구는 극초음속 비행체의 열부하로 인한 문제를 해결하기 위해 촉매의 Si/Al 비 최적화 및 니켈 이온교환을 통해 탄화수소 분해반응(흡열반응)의 성능 증진에 관한 연구를 수행하였다. 4 MPa, 550 ℃ 조건에서, Si/Al 비 최적화 및 니켈 이온교환으로 제조된 촉매는 열분해 대비 흡열성능이 약 10% 개선되었음을 확인하였다. 활성 변화에 대한 영향 인자를 확인하기 위하여 FT-IR, NH₃-TPD 분석을 수행하였으며, HZSM-5 촉매의 Si/Al 비가 산점 발달 및 촉매 활성에 밀접한 상관성이 있음을 관찰하였다. 또한, 니켈이 첨가된 촉매의 탄소 침적 억제 특성을 관찰하기 위해 TGA, O₂-TPO 분석을 수행하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.677-684
• /
• 1995

The effect of catalytic graphitization of petroleum cokes by the addition of aluminum were investigated. The degree of graphitization carbon body only fired at 230$0^{\circ}C$ was 0.5. But when the aluminum additive was added, the degree of graphitization was increased to 0.93. And Ts-effect was appeared as the catalytic effect. This effect was occurred by the formation-decomposition of aluminum carbide through the reaction of aluminum and cokes.

• 한국환경과학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.221-227
• /
• 2006

Oxidative TCE decomposition over $TiO_2$-supported single and complex metal oxide catalysts has been conducted using a continuous flow type fixed-bed reactor system. Different types of commercial $TiO_2$ were used for obtaining the supported catalysts via an incipient wetness technique. Among a variety of titanias and metal oxides used, a DT51D $TiO_2\;and\;CrO_x$ would be the respective promising support and active ingredient for the oxidative TCE decomposition. The $TiO_2-based\;CrO_x$ catalyst gave a significant dependence of the catalytic activity in TCE oxidation reaction on the metal loadings. The use of high $CrO_x$ contents for preparing $CrO_x/TiO_2$ catalysts might produce $Cr_2O_3$ crystallites on the surface of $TiO_2$, thereby decreasing catalytic performance in the oxidative decomposition at low reaction temperatures. Supported $CrO_x$-based bimetallic oxide systems offered a very useful approach to lower the $CrO_x$ amounts without any loss in their catalytic activity for the catalytic TCE oxidation and to minimize the formation of Cl-containing organic products in the course of the catalytic reaction.