• 제목/요약/키워드: Chemical Reactor

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글로우방전을 이용한 폴리에스테르섬유의 발수가공 (Water Repellent Finishes of Polyester Fiber Using Glow Discharge)

  • Mo, Sang Young;Kim, Gi Lyong;Kim, Tae Nyun;Chun, Tae Il
    • 한국염색가공학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.29-41
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    • 1993
  • In order to surface Hydrophobilization of Poly(ethylene terephthalate) (PET) fiber samples were treated in the atmosphere of CF$_{4}$ or $C_{2}$F$_{6}$glow discharge. The sample used in this study was PET film which is 75$\mu$m thick made by Teijin, O-Type(Japan). The cleaned samples were placed in plasma reactor made of pyrex glass cylinder, and plasma processing was carried out by glow discharge of CF$_{4}$ or $C_{2}$F$_{6}$ gas, being continuously fed by gas flow and continuously pumped out by a vacuum system. Electric power source for generate plasma state was sustained alternating current(60Hz) and voltage was sustained 600 volt. The duration of plasma treatment varied from 15 to 120 seconds except special case, the monomer gase pressure varied from 0.02 to 0.3 Torr and power range was 10 to 90 watts. The hydrophobic features of changed PET surface were evaluated by contact angle measurement and surface chemical characteristics were analyzed by ESCA. Results can be summerized as follows. 1. The most favorable setting position of substrate was the center area between the two electrodes. 2. $C_{2}$F$_{6}$ discharge current was lower than that of CF$_{4}$ when same voltage was sustained. Treated efficiency between CF$_{4}$ and $C_{2}$F$_{6}$ did not revealed significant differences under same electric power(wattage). 3. When monomer pressure is very low below 0.02 torr, as though substrate is exposed to CF$_{4}$ or $C_{2}$F$_{6}$ plasma, it tend to be hydrophilic through a little of fluorine bond and a great deal of oxidizing reaction. 4. There brought good hydrophobilization when monomer pressure was more 0.1 torr and duration of glow discharge treatment was over 45 seconds. When monomer pressure was too high, discharge current became low. Although prolong the duration, there was no more high hydrophobilization. 5. According to ESCA analysis, there were a little CF bond and a prevailing CF$_{2}$ bond in CF$_{4}$-treated substrate. There were CF$_{3}$, a little CF and a prevailing CF$_{2}$ bond in $C_{2}$F$_{6}$-treated substrate.d substrate.

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EPMA를 이용한 사용후핵연료의 연소도 측정에 관한 연구 (Analysis of Fission Products on Irradiated Fuels using EPMA)

  • 정양홍;유병옥;오완호;이홍기;주용선;홍권표
    • Applied Microscopy
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    • 제35권3호
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    • pp.113-119
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    • 2005
  • 차폐형 성분분석기 (Shielded EPMA)를 이용하여 한국형 경수로발전소에서 연소된 35,000 MWd/MTU, U-235의 농축도 3.2%인 $UO_2$ 사용후핵연료의 연소도 측정 방법을 제시하였다. 원자로의 출력과 핵연료의 특성 및 중성자속 분포 등 중요한 핵공학적 정보를 제공하는 사용후핵연료의 연소도는 U-235의 감손에 따른 무거운 핵종의 변화를 측정하거나 사용후핵연료 내에 생성된 핵분열 생성물을 측정하는 방법 등이 있다. 이러한 방법은 비파괴시험으로도 하고 있으나 파괴시험인 화학적 분석방법이 보다 정확한 것으로 인식되고 있다. 그러나 화학분석법은 분석시간이 많이 걸리며, 방사선 시료의 취급으로 인한 시험자의 피폭 등의 어려움이 따른다. 화학적 분석방법에 의한 연소도 측정방법 대신 분석시료의 제작 및 분석시간이 화학적 분석방법에 비해 상당히 짧고, 또한 국부적인 연소도 측정이 요구되는 사고 핵연료나 고연소 핵연료의 위치별 연소도 측정이 가능한 EPMA를 사용한 연소도 측정기술이 개발되고 있다. 시험결과 ORIGEN2 코드로 계산한 연소도에 따른 Nd의 농도와 EPMA 분석에 의한 Nd의 농도는 거의 일치하였다. EPMA로 분석한 Nd의 조성과 ORIGEN-2 코드로 계산한 Nd의 조성 분포를 이용하여 사용후핵연료의 연소도를 예측하는 일차 실험식을 유도하였으며, 그 결과가 화학분석에 의한 연소도와 거의 일치함을 확인하였다.

열분해액화반응에 의한 헤미셀룰로오스의 분해특성 및 연료물질 생성 (Degradation Properties and Production of Fuels from Hemicellulose by Pyrolysis-liquefaction)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제19권2호
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    • pp.199-204
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    • 2008
  • 헤미셀룰로오스는 자일로스(xylose)와 만노스(mannose)와 같은 5당류(pentose)로 이루어져 있기 때문에 분해하면 고옥탄가의 연료 물질이나 연료첨가제로서 사용할 수 있는 가능성이 높다. 본 연구에서는 헤미셀룰로오스의 열화학적 전환방법으로 열분해 액화반응을 실시하여 반응온도의 영향, 전환율, 분해특성, 분해생성물질 및 에너지효율 등을 조사하였다. 실험은 튜브반응기로 반응시간 40 min에서 반응온도 $200{\sim}400^{\circ}C$로 변화시켜 가면서 수행하였다. 헤미셀룰로오스의 열분해 액화반응에 의해 생성된 액체 생성물은 주로 케톤류가 많았으며, 2,3-dimethyl-2-cyclopenten-1-one, 2,3,4-trimethyl-2-cyclopentan-1-one, 2-methyl-cyclopentanone과 같은 케톤류는 고옥탄가를 가진 연료 및 연료첨가제로 사용이 가능하였으나 페놀류는 연료로서의 가치가 낮은 것으로 나타났다. 헤미셀룰로오스의 열화학적 전환공정에 의해 생성된 액체 생성물의 발열량은 6680~7170 cal/g이었으며 셀룰로오스의 열분해 액화반응에서 에너지 효율과 질량수율은 $400^{\circ}C$에서 40 min 반응시켰을 때 각각 72.2%, 41.2 g oil/100 g raw material로 가장 좋았다.

Silver nanowires and nanodendrites synthesized by plasma discharge in solution for the catalytic oxygen reduction in alkaline media

  • 김회근;송면규;김동우;이상율
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.62-62
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    • 2018
  • Pt is still considered as one of the most active electrocatalysts for ORR in alkaline fuel cells. However, the high cost and scarcity of Pt hamper the widespread commercialization of fuel cells. As a strong candidate for the replacement of Pt catalyst, silver (Ag) has been extensively studied due to its high activity, abundance, and low cost. Ag is more stable than Pt in the pH range of 8~14 as the equilibrium potential of Ag/Ag+ being ${\approx}200mV$ higher than that of Pt/PtO. However, Ag is the overall catalytic activity of Ag for oxygen reduction reaction(ORR) is still not comparable to Pt catalyst since the surface Ag atoms are approximately 10 times less active than Pt atoms. Therefore, further enhancement in the ORR activity of Ag catalysts is necessary to be competitive with current cutting-edge Pt-based catalysts. We demonstrate the architectural design of Ag catalysts, synthesized using plasma discharge in liquid phase, for enhanced ORR kinetics in alkaline media. An attractive feature of this work is that the plasma status controlled via electric-field could form the Ag nanowires or dendrites without any chemical agents. The plasma reactor was made of a Teflon vessel with an inner diameter of 80 mm and a height of 80 mm, where a pair of tungsten(W) electrodes with a diameter of 2 mm was placed horizontally. The stock solutions were made by dissolving the 5-mM AgNO3 in DI water. For the synthesis of Agnanowires, the electricfield of 3.6kVcm-1 in a 200-ml AgNO3 aqueous solution was applied across the electrodes using a bipolar pulsed power supply(Kurita, Seisakusyo Co. Ltd). The repetition rate and pulse width were fixed at 30kHz and 2.0 us, respectively. The plasma discharge was carried out for a fixed reaction time of 60 min. In case of Ag nanodendrites, the electric field of 32kVcm-1 in a 200-ml AgNO3 aqueous solution was applied and other conditions were identical to the plasma discharge in water in terms of electrode configuration, repetition rate and discharge time. Using SEM and STEM, morphology of Ag nanowires and dendrites were investigated. With 3.6 kV/cm, Ag nanowire was obtained, while Ag dendrite was constructed with 32 kV/cm. The average diameter and legth of Ag nanowireses were 50 nm and 3.5 um, and thoes values of Ag dendrites were 40 nm and 3.0 um. As a results of XPS analysis, the surface defects in the Ag nanowires facilitated O2 incorporation into the surface region via the interaction between the oxygen and the electron cloud of the adjacent Ag atoms. The catalytic activity of Ag for oxygen reduction reaction(ORR) showed that the catalytic ORR activity of Ag nanowires are much better than Ag nanodendrites, and electron transfer number of Ag nanowires is similar to that of Pt (${\approx}4$).

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Studies on the Preparation of Organic Compounds Labelled by $^{38}Cl$.(I) - Inorganic Yields of $^{38}$ Cl in Szilard Chalmer Reaction of Aromatic Chloro Derivatives

  • Kim, You-Sun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제5권1호
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    • pp.44-54
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    • 1973
  • 방사성 $^{38}$ CL로 표지된 유기 하로겐 화합물의 제조방법을 가려내기 위하여서 Phenyl halides(7종), thloro nitrobenzene(6종), Chloro nitroanisole(2종), Chloro aniline (3종), Chloro anisidine(3종), Chloro toluene(3종), Benzyl chloride 유도체(4종) 및 기타 대조 화합물 3종 등을 원자로 내에서 조사하고 생성물을 알카리 수용액으로 주출하고 각각의 무기 $^{38}$ CL 수율을 조사시간 별로 검토하였다. 그 결과 화합물의 구조 보다도 표적물의 상태에 따라서 무기물 수율에 변화가 있고 고체상의 표적물의 경우에는 수율이 일반적으로 얕고 변화가 고르다는 것을 화인 하였다. 화학구조에 따르는 무기 $^{38}$ CL0의 생성수율의 감소는 현재까지의 결과로 보아서 Phenyl chlorides$^{38}$ CL 수율간에 Linear relationship가 있었으며 염소원자수가 많을수록 그 수율이 얕았다. 실험 결과를 논의하였으며 교지 반응에 대한 본 실험 결과의 응용성가능 여부를 고찰하였다.

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PFC 배출 저감을 위한 파일롯 규모 촉매 공정 연구 (A Study on Catalytic Process in Pilot Plant for Abatement of PFC Emission)

  • 이영춘;전종기
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.216-220
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 30 L의 촉매가 장착된 파일롯 규모의 반응 시스템에서 상업용 촉매(Co/$ZrO_2-Al_2O_3$)의 PFC 분해 성능을 검증하는 것이다. 공간 속도(GHSV) 1,800 $h^{-1}$의 조건에서 $SF_6$의 농도를 증가시키면 $T_{95}$가 증가하였는데 $SF_6$의 농도가 1,000~10,000 ppm일 때 $T_{95}$가 580~$610^{\circ}C$ 범위로 나타났으며, 열 소각을 했을 때의 $T_{95}$$1600^{\circ}C$보다 매우 낮은 온도임을 알 수 있다. $650^{\circ}C$의 반응 온도 하에서 72시간 동안에 99% 이상의 $SF_6$의 전환율이 유지되어 촉매의 안정성이 확보되었다. 또한 $SF_6$ 전환율을 99% 이상 유지하기 위해서는 GHSV를 $2,000h^{-1}$ 이하인 조건에서 운전해야 함을 알 수 있었다. $CF_4$의 분해 반응의 경우 $T_{95}$ 온도가 $710^{\circ}C$이었으며, $SF_6$$T_{95}$ 온도보다 높은 온도가 필요함을 알 수 있었다.

하수처리장 방류수의 총인 제거를 위한 P-CAP 시스템에서 PDA 기법의 활용가능성에 대한 연구 (A Study on the Applicability of PDA Technique in the P-CAP System for T-P Removal of STP Effluent)

  • 최충호;맹승규;심재휘;최진호;송경근;이병하;차호영
    • 한국물환경학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.729-742
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    • 2012
  • Recently, to using chemical coagulation process for T-P removal in STP effluent as tertiary treatment process is generalized in the country. The importance of analysis technique to save the treatment & maintenance cost during coagulation process is becoming more increased each day. Thus, it is necessary for the analysis technique during coagulation process to be presented well the characteristic of coagulation in field apply. There are a few analysis techniques such as Jar Test, zeta potential analysis and streaming current detecting techniques. But there are difficult to apply in field immediately due to long test time and difficult analysis techniques. And using PDA technique, it is reviewed applicability of the techniques as field index on pilot plant of P-CAP system The P-CAP system is composed of an in-line static mixer, a Flocculation Tank and the CAP reactor with 2 stage weir for effluent. Pre-test is performed to fix the mixing velocity in the Flocculation Tank using the PDA equipment and it fixed with 30RPM. Also, Jar Test is performed to select optimum dose of each coagulant for each T-P concentration level of influent. Result of continuous test on pilot plant of P-CAP system, the FSI in the Flocculation Tank is increased consistently by increasing each dosing concentration of coagulant such as LAS and PAC in the low level influent T-P concentration comparatively. It is considered that formed Al-hydroxide complexes for dosed coagulant are caused FSI variation. Furthermore, it seems that FSI value in the high level influent T-P concentration appeared lower than the opposite influent condition relatively because it is formed simultaneously Al-hydroxide complexes as solid type and Al-phosphorus complexes as soluble type. Thus, relation of FSI by PDA technique and T-P removal of final effluent on pilot plant of P-CAP system are very limited for the kind of coagulant and the characteristics of influent. And it though that FSI value by PDA technique with analyzing of turbidity in Flocculation Tank will be used restrictedly on field as the relative field-index.

부유 및 부착성장 미생물을 이용하는 공정의 유기물, 질소 및 인 제거 특성 비교 (Comparison of Removal Characteristics of Organic Matter, Nitrogen and Phosphorus Between Suspended-Growth and Attached-Growth Biological Processes)

  • 류홍덕;이상일
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.206-214
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    • 2005
  • 본 연구는 도시하수 처리시 부유성장 미생물만을 이용하는 표준 활성슬러지 공정(Conventional Activated Sludge; CAS) 및 MLE(Modified Ludzack-Ettinger) 공정과 부유 및 부착 미생물을 동시에 활용하는 하이브리드(hybrid)형 공정인 M-Dephanox(Modified-Dephanox) 공정의 유기물, 질소 및 인 제거효율을 상호 비교 검토하고자 하였다. M-Dephanox 공정은 기존 Dephanox 공정의 단점을 극복하기 위하여 고안된 공정으로서 기존 Dephanox 공정에 비해 탈질 효율을 증가시킬 수 있다. 연구 결과 부유 성장 미생물을 이용하는 MLE 공정에 비해 하이브리드형 공정인 M-Dephanox 공정의 TCOD, T-N 및 T-P 제거효율이 각각 12.3, 18.6, 28.2% 더 높게 관찰 되었다. M-Dephanox 공정이 MLE 공정에 비해 유기물 및 질소 제거 효율이 더 높은 원인은 M-Dephanox 공정이 하이브리드 공정이자 다단 슬러지 공정(multi-sludge)인 동시에 생흡착(biosorption)을 이용한 효과적인 유기물 이용 기작이 있기 때문이다. M-Dephanox 공정의 질산화 반응조에서의 암모니아성 질소 제거효율은 약 2hr의 수리학적 체류시간에서 약 96.7%로 나타나 Dephanox 공정과 관련한 기존 문헌에서 보고된 5 hr의 체류시간 보다 3 hr 짧은 수리학적 체류시간에서도 높은 암모니아성 질소 제거효율을 관찰 할 수 있어 전체 공정의 수리학적 체류시간을 줄이는데 커다란 역할을 할 것으로 기대된다.

CuO/γ-Al2O3 흡수제/촉매를 이용한 SOx/NOx 제거 반응특성 (Reaction Characteristics of SOx/NOx Removal Using CuO/γ-Al2O3 Sorbent/Catalyst)

  • 유경선;김상돈
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.671-678
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    • 2000
  • 열중량분석기와 관형 고정층 반응기에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 SOx와 NOx 동시제거 반응특성에 대하여 고찰하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 아황산가스 제거능은 반응온도 $450^{\circ}C$와 담지량 6wt% 이상에서 담체인 알루미나의 반응참여에 의하여 급격히 증가하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 탈질 효율은 반응온도, $370^{\circ}C$에서 최대값을 보였으며 그 이상의 온도에서는 $NH_3$가스의 산화반응에 의하여 반응온도가 증가할수록 제거효율은 감소하였다. 흡수제/촉매 표면에 sulfate가 존재하는 경우 최대 탈질 효율을 보이는 반응온도는 증가하였다. SOx와 NOx 동시 제거반응에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 NO제거 활성은 $NH_4HSO_4$와 같은 암모늄염의 생성으로 인하여 크게 감소하였다. SOx와 NOx 동시제거 반응에 있어서 최대의 탈질 효율을 보이는 반응온도는 $SO_2$ 가스의 존재로 인하여 $400^{\circ}C$로 증가하였다.

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Co 및 Mo 기반 촉매에 의한 폴리스티렌의 저온 열분해 특성에 관한 연구 (The Study on Characteristics of Polystyrene by Low Temperature Pyrolysis by using Co and Mo Dispersed Catalysts)

  • 박준규;김재곤;이봉희
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.676-685
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    • 2016
  • 본 연구는 폴리스타렌(PS) 수지의 유화공정 효율성 향상을 위해 저온열분해 회분식 반응기를 이용하여, 단일 PS 수지와 Co 및 Mo 촉매를 각각 첨가한 PS 수지를 반응온도(425, 450, $475^{\circ}C$), 반응시간(20~80분, 15분 간격), 촉매 농도변화에 따른 PS수지의 액화생성물 전환율을 측정하였다. 최적의 열분해 조건은 반응온도 $450^{\circ}C$, 반응시간 35분으로 판단되며, 전환된 액화생성물의 주요 성분은 GC/MS 분석결과 스타이렌 및 벤젠유도체가 대부분으로 나타났다. 생성물은 산업통상자원부에서 고시한 증류성상 온도에 따라 가스, 가솔린, 등유, 경유, 중유로 분류하여 그 수율을 측정하였다. 그리고 $450^{\circ}C$ 반응온도에서 촉매 사용에 따른 전환율은 Co 촉매 > Mo 촉매 > 무촉매 순이었으며, 생성물 중 가스, 등유, 경유수율은 Mo 촉매, 가솔린은 무촉매, 중유는 Co 촉매에서 우수한 것으로 나타났다. Co 및 Mo 촉매 혼합 농도별 전환율 및 열분해 생성물 수율은 Co 촉매 100% 사용 시 가장 우수한 것으로 판단된다.