• Title/Summary/Keyword: Enthalpy model

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포항 흥해지역 지열대의 지화학 (Geochemistry of the Heunghae, Pohang Geothermal Fields, Korea)

  • 윤욱;조병욱
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권6호
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    • pp.45-55
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    • 2005
  • 한반도의 고 지열류량 지대에 속하는 포항시 흥해지역 일대에 대한 지열수 조사를 수행하였다. 그 결과 이 지역 지열수는 지열수대 연변부로서 저류암과 완전평형을 이루지 못하는 것으로 나타났다. 동위원소분석 결과 심부 지하수(평균: ${\delta}^{18}O=-10.1\%_{\circ},\;{\delta}D=-65.8\%_{\circ}$), 중간심도(평균: ${\delta}^{18}O=-8.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-59.6\%_{\circ}$), 천부지하수(평균: ${\delta}^{18}O=-8.0\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.6\%_{\circ}$), 지표수(평균: ${\delta}^{18}O=-7.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.3\%_{\circ}$)를 보여 심부지하수는 강우에서 기원하였고, 지형적으로 고도가 높은 지역에서 함양되었으며, 해수의 영향을 받지 않았음이 밝혀졌다. 물 지질온도계를 이용한 결과 D-2, D-5, D-6, I-04부근에서 이상 고온대가 추정된다. 실리카-엔탈피 혼합모델 추정결과 저류대 온도는 410 kJ/kg으로서 $98^{\circ}C$에 해당하여 Na-K 및 K-Mg온도계에 의한 추정결과와 일치한다.

입상 활성탄에 대한 비스마르크 브라운 R 염료의 흡착평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Adsorption Equilibrium, Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies of Bismarck Brown R Dye Adsorption on Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제24권3호
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    • pp.327-332
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    • 2013
  • 입상 활성탄에 대한 bismarck brown R의 흡착평형, 동력학 및 열역학 파라미터들을 회분식 실험을 통해 살펴보았다. 조작변수로서 초기농도, 접촉시간과 흡착온도의 영향을 조사하였다. 흡착평형자료는 선형회귀법을 사용하여 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 입상 활성탄이 bismarck brown R을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 온도가 증가할수록 증가하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. 활성화 에너지의 계산값은 100 mg/L에서 8.73 kJ/mol로 입상 활성탄에 대한 bismarck brown R의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. Gibbs 자유에너지변화의 음수값(${\Delta}G$ = -2.59~-4.92 kJ/mol)과 엔탈피변화의 양수값(${\Delta}H$ = +26.34 kJ/mol)은 흡착공정이 자발적이며 흡열과정으로 일어난다는 것을 나타냈다.

활성탄에 대한 프로피네브 농약의 흡착동력학적 특성 연구 (Study on Adsorption Kinetic Characteristics of Propineb Pesticide on Activated Carbon)

  • 이종집;조정호;김흥태
    • 청정기술
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    • 제17권4호
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    • pp.346-352
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    • 2011
  • 활성탄에 의한 프로피네브 농약의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 고려한 회분식 실험을 통해 조사하였다. Langmuir 식과 Freundlich 식을 사용하여 흡착등온선과 상수값을 구하였다. 흡착평형관계는 Freundlich 등온식이 잘 맞았으며, 흡착등온선의 기울기 값으로부터 활성탄에 의한 프로피네브의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식을 사용하여 동력학적 실험값을 평가한 결과, 유사이차반응속도식이 더 잘 맞았으며, 속도상수 ($k_2$) 값은 프로피네브의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 표준엔탈피, 표준엔트로피 및 표준자유에너지를 평가하였는데, 조사된 표준자유에너지값은 298, 308 및 318 K에서 각각 -7.28, -8.27 및 -11.66 kJ/mol로 나타나 흡착공정이 자발적임을 알 수 있었다. 엔탈피변화량은 54.46 kJ/mol 로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 프로피네브의 흡착이 흡열반응으로 일어난다는 것을 알 수 있었다.

입상활성탄에 의한 메타닐 옐로우 염료의 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Equilibrium, Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies on Metanil Yellow Dye Adsorption by Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제25권1호
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    • pp.96-102
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    • 2014
  • 입상활성탄에 대한 metanil yellow의 흡착은 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간과 흡착온도를 조작변수로 선택하여 회분식 실험으로 연구되었다. 흡착평형자료는 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수 값으로부터 입상활성탄이 metanil yellow를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k^2$) 값은 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화 에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지 변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. 활성화 에너지의 계산 값은 23.90 kJ/mol로 입상활성탄에 대한 metanil yellow의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. Gibbs 자유에너지 변화의 음수값(${\Delta}G=-2.16{\sim}-6.55kJ/mol$)과 엔탈피 변화의 양수값(${\Delta}H=+23.29kJ/mol$)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타냈다.

입자크기에 따른 분말 녹차의 흡습특성 (Absorption Characteristics of Green Tea Powder as Influenced by Particle Size)

  • 윤광섭
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.1720-1725
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    • 2004
  • 분말녹차의 저장안정성을 알아보고자 200 mesh이상,200∼140 mesh, 100∼140 mesh로 입자크기에 따라 분급하여 흡습특성을 조사하고 수분활성도 예측 모델식을 수립하였다. 단분자층 수분함량은 BET식보다 GAB식이 더 높은 유의성을 보여 전구간에서 0.99∼1.00으로 높은 적합도를 보였으며 그 함량은 0.024∼0.0529 $H_2O$/g dry solid로 계산되었다. 평형수분함량은 입자크기에 작을수록, 낮은 온도에서 높은 평형수분함량을 나타내었다. 입자크기에 따른 흡습엔탈피도 큰 차이가 없었으나 수분활성도가 증가함에 따라 낮은 흡습에너지를 보였다. 등온흡습곡선의 적합도는 Halsey 모델이 $R^2$가 0.95 이상으로 높은 적합도를 나타내었고 Oswin, Khun, Caurie모델의 순으로 높은 적합도를 나타내었으며, 편차도 Halsey모델이 2.1∼4.0%로 가장 낮게 나타나 분말 녹차의 흡습특성에 적용가능함을 보였다. 수분활성도 예측모델의 수립을 위해 각 독립변수의 최적 함수로 시간은 ln 함수, 상대습도와 온도는 일차식을 선정하였으며 수분활성도 예측모델식은 입자의 크기에 관계없이 상대습도와 시간으로 수립한 모델식의 적합도가 적절한 것으로 나타났다.

건조방법에 따른 생강분말의 흡습특성과 예측모델에 관한 연구 (Absorption Characteristics and Prediction Model of Ginger Powder by Different Drying Methods)

  • 신해경;황성희;윤광섭
    • 한국식품과학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.211-216
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    • 2003
  • 열풍, 진공 및 동결건조한 생강분말의 흡습특성을 조사하고 저장 중 수분함량 예측모델식을 수립하였다. 단분자층 수분함량은 BET식보다 GAB식이 더 높은 유의성을 보였으며 등온흡습곡선은 sigmoid 형태로서 건조방법에 따른 차이는 없었으나 낮은 온도에서 평형수분함량이 높았다. 건조방법에 따른 흡습엔탈피는 큰 차이가 없었으나 수분활성도가 증가함에 따라 낮은 흡습에너지를 보였다. 등온흡습곡선의 적합도는 Caurie 모델이 $R^2\;0.99$ 이상으로 높은 적합도를 나타내었고 그 외 Henderson, Bradley 모델의 순으로 높은 적합도를 나타내었으며, 편차도 Caurie 모델이 $1.2{\sim}5.4%$로 가장 낮았다. 수분함량 예측을 위해 각 독립변수의 최적함수로 시간은 ln 함수, 수분활성도와 온도는 일차식을 선정하였으며 수분함량 예측모델식은 건조방법에 관계없이 시간과 수분활성도, 온도로 수립한 모델식의 적합도가 높았다.

천연가스의 수증기-이산화탄소 복합개질을 위한 충진층 관형반응기의 전산모사 (A Simulation of the Tubular Packed Bed Reactor for the Steam-CO2 Reforming of Natural Gas)

  • 이득기;구기영;서동주;윤왕래
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.73-82
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    • 2012
  • A 2-dimensional heterogeneous reactor model was developed and simulated for a tube reactor of packed bed where the steam-$CO_2$ combined reforming reaction of natural gas proceeded to produce synthesis gas. Under the reactor feeding rate, 45 $Nm^3$/h, of the reactant gas stream, the 2-dimensional heterogeneous reactor model showed the similar results to those from the ASPEN simulator although there were some discrepancies between the two in the temperature and the $H_2$/CO ratio of the reformed gas at the reactor exit. The calculated enthalpy difference between the reformed gas at the reactor exit and the reactant gas fed to the reactor was closely correspondent to the total amount of heat transferred to the reactor interior from the furnace. This supports that the 2-dimensional heterogeneous reactor model was reasonably established and the numerical solution was properly obtained.

울산산업공단에서 배출되는 coal fly ash로 합성한 제올라이트를 폴리슬폰으로 고정화하여 제조한 PS-FZ 비드의 Sr 및 Cu 제거 특성 (Removal Characteristics of Sr and Cu Ions using PS-FZ Beads fabricated by Immobilization of Zeolite prepared from Coal Fly Ash from an Ulsan Industrial Complex with Polysulfone)

  • 감상규;이창한;정갑섭;이민규
    • 한국환경과학회지
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    • 제25권12호
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    • pp.1623-1632
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    • 2016
  • Zeolite (FZ) prepared using coal fly ash from an Ulsan industrial complex was immobilized with polysulfone (PS) to fabricate PS-FZ beads. The prepared PS-FZ beads were characterized by scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio for preparing PS-FZ beads was 1 g of PS to 2 g of FZ. The removal efficiencies of Sr and Cu ions by the PS-FZ beads increased as the solution pH increased and nearly reached a plateau at pH 4. A pseudo-second-order model morel fit the adsorption kinetics of both ions by the PS-FZ beads better than a pseudo-first-order model. The Langmuir isotherm model fit the equilibrium data well. The maximum adsorption capacities calculated from the Langmuir isotherm model were 46.73 mg/g and 62.54 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as free energy (${\Delta}G^{\circ}$), enthalpy (${\Delta}H^{\circ}$) and entropy (${\Delta}S^{\circ}$) were determined. The results implied that the prepared PS-FZ beads could be interesting an alternative material for Sr and Cu ion removal.

Synthesis of polysulfone beads impregnated with Ca-sepiolite for phosphate removal

  • Hong, Seung-Hee;Lee, Chang-Gu;Jeong, Sanghyun;Park, Seong-Jik
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제11권1호
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    • pp.69-77
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    • 2020
  • Former studies revealed that sepiolite thermally treated at high temperature have high adsorption capacity for phosphate. However, its micron size (75 ㎛) limits its application to water treatment. In this study, we synthesized sepiolite impregnated polysulfone (PSf) beads to separate it easily from an aqueous solution. PSf beads with different sepiolite ratios were synthesized and their efficiencies were compared. The PSf beads with 30% impregnated sepiolite (30SPL-PSf bead) possessed the optimum sepiolite ratio for phosphate removal. Kinetic, equilibrium, and thermodynamic adsorption experiments were performed using the 30SPL-PSf bead. Equilibrium adsorption was achieved in 24 h, and the pseudo-first-order model was suitable for describing the phosphate adsorption at different reaction times. The Langmuir model was appropriate for describing the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead, and the maximum adsorption capacity of the 30SPL-PSf bead obtained from the model was 24.48 mg-PO4/g. Enthalpy and entropy increased during the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead, and Gibb's free energy at 35 ℃ was negative. An increase in the solution pH from 3 to 11 induced a decrease in the phosphate adsorption amount from 27.30 mg-PO4/g to 21.54 mg-PO4/g. The competitive anion influenced the phosphate adsorption onto the 30SPL-PSf bead was in the order of NO3- > SO42- > HCO3-. The phosphate breakthrough from the column packed with the 30SPL-PSf bead began after ~2000 min, reaching the influent concentration after ~8000 min. The adsorption amounts per unit mass of 30SPL-PSf and removal efficiency were 0.775 mg-PO4/g and 61.6%, respectively. This study demonstrates the adequate performance of 30SPL-PSf beads as a filter for phosphate removal from aqueous solutions.

활성탄을 이용한 Acid Yellow 14 흡착에 대한 평형, 동역학 및 열역학 파라미터의 연구 (Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies on Adsorption of Acid Yellow 14 Using Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권2호
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    • pp.255-261
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    • 2016
  • 활성탄을 사용한 Acid Yellow 14 염료의 흡착 실험은 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온식을 사용하여 해석하였는데, Freundlich 식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 상수(1/n=0.129~0.212)와 Langmuir 분리계수($R_L=0.202{\sim}0.243$)로부터 활성탄에 의한 Acid Yellow 14의 흡착조작은 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. Temkin의 흡착열관련상수(B)는 5.101~9.164 J/mol로 평가되어, 흡착공정이 물리흡착임을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식에 적용해 본 결과, 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지(-4.81~-10.33 kJ/mol)와 엔탈피(+78.59 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타낸다.