• 한국대기환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.799-807
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• 2006

The catalytic activity of $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts for the oxidation of toluene and toluene+xylene mixture was investigated in the microreactor of fixed-bed type. The calcination temperatures and loadings of $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts played the important role in the activity of catalysts for the oxidation of toluene. The increasing calcination temperatures and loadings of $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts increased the crystallite size of the platinum to result in the higher oxidation activity of catalysts. The catalytic activity for the toluene oxidation over $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts turned out to be increasing in the order of $500^{\circ}C\;<\;800^{\circ}C<600^{\circ}C\;<\;700^{\circ}C$ for calcination temperatures and 0.1 wt% < 0.3 wt% < 1.0 wt% for platinum loadings, respectively. The 1.0 wt% $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts calcined at $700^{\circ}C$ for 3 hrs in the air showed the highest activity for the oxidation of the toluene. The decrease of oxidation activity of $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts calcined at $800^{\circ}C$ might result from the decrease of active sites by sintering of platinum metals as well as ${\gamma}-Al_2O_3$ supports. The 1.0wt% $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst showed the activity from the lower temperature at $120^{\circ}C$, reached the light-off temperature ($T_{50%}$) at $180^{\circ}C$, and leveled off its activity at $340^{\circ}C$ with the conversion of 100% 'Mutual promotion' effects were observed for the binary mixture of toluene and xylene. The activity of the easy-to-oxidize toluene was slightly increased with the existence of the xylene. It might suggest the different mechanism for the oxidation of toluene and xylene on the $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts on different sites, and its reaction of gaseous oxygen.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.497-503
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• 1998

알루미나에 담지한 귀금속 촉매를 이용하여 1.2-dichloroethane의 산화분해반응을 수행하였다. 실험결과 전환율은 Ru > Pt > Pd $${\sim_=}$$ Rh 순으로 높게 나타났으나, 완전산화 반응이 일어날 때의 주생성물인 $CO_2$로의 전환율 및 선택도를 기준으로 활성을 비교할 때 Pt/alumina가 Ru/alumina보다 활성이 높게 나타났다. $CO_2$ 및 vinyl chloride가 반응 주생성물로 검출되었는데, 반응 생성물 분포로부터 1.2-dichloroethane의 분해반응 경로는 1단계로 dehydrochlorination에 의해 vinyl chloride가 생성된 후 2단계로 vinyl chloride가 $CO_2$로 oxidation됨을 알 수 있었다. 염소를 포함하고 있는 반응 주생성물인 HCl의 영향을 살펴보기 위하여 반응물에 HCl을 첨가하여 반응을 수행하였는데 $300^{\circ}C$ 이하에서는 HCl이 촉매 표면에 흡착함에 따라 표면의 산도를 증가시켜 1.2-dichloroethane의 전환율은 증가하지만 $300^{\circ}C$ 이상에서는 HCl과 촉매 표면과의 상호작용이 약해져 전환율에는 큰 영향을 주지 않았다. 또한 촉매 표면에 가역적으로 흡착된 HCl은 1.2-dichloroethane의 $CO_2$로의 완전산화 반응을 방해함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.694-702
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• 2002

활성탄은 산업분야에서 촉매로도 사용되고 용제 회수, 가스 분리, 그리고 악취제거 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 입상활성탄에서 CTC(Carbon Tetrachloride, $CCl_4$)의 흡착능에 따른 잔존수분의 영향을 연구하였다. 고정층 흡착탑에서 CTC의 입구농도, 유속변화에 따른 파과곡선과 흡착량의 변화 및 활성탄의 잔존수분 탈착특성도 함께 연구하였다. 활성탄의 잔존수분량은 0에서 20%(w/w)범위에 있었으며, 모든 실험은 298.15 K에서 수행하였으며 활성탄에 대한 사염화탄소의 흡착평형실험결과는 Langmuir등온식으로 잘 묘사되었다. 활성탄의 잔존 수분량이 증가함에 따라 $CCl_4$의 흡착량은 감소하였으며 사염화탄소의 흡착에 따른 잔존수분의 탈착은 지수적으로 감소되었고, LDF(linear driving force)모델을 이용하여 파과곡선을 잘 모사할 수 있었다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제3권1호
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• pp.21-30
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• 2015

Ceramic foams are prepared as positive images corresponding to a plastic foam structure which exhibits high porosities (85-90%). This structure makes the ceramic foams attractive as a catalyst in a dry reforming process, because it could reduce a high pressure drop problem. This problem causes low mass and heat transfers in the process. Furthermore, the reactants would shortly contact to catalyst surface, thus low conversion could occur. Therefore, this research addressed the preparation of dry reforming catalysts using a sol-gel catalyst preparation via a polymeric sponge method. The specific objectives of this work are to investigate the effects of polymer foam structure (such as porosity, pore sizes, and cell characteristics) on a catalyst performance and to observe the influences of catalyst preparation parameters to yield a replica of the original structure of polymeric foam. To accomplish these objectives industrial waste foams, polyurethane (PU) and polyvinyl alcohol (PVA) foams, were used as a polymeric template. Results indicated that the porosity of the polyurethane and polyvinyl alcohol foams were about 99% and 97%. Their average cell sizes were approximate 200 and 50 micrometres, respectively. The cell characteristics of polymer foams exhibited the character of a high permeability material that can be able to dip with ceramic slurry, which was synthesized with various viscosities, during a catalyst preparation step. Next, morphology of ceramic foams was explored using scanning electron microscopy (SEM), and catalyst properties, such as; temperature profile of catalyst reduction, metal dispersion, and surface area, were also characterized by $H_2-TPR$ and $H_2-TPD$ techniques, and BET, respectively. From the results, it was found that metal-particle dispersion was relatively high about 5.89%, whereas the surface area of ceramic foam catalysts was $64.52m^2/g$. Finally, the catalytic behaviour toward hydrogen production through the dry reforming of methane using a fixed-bed reactor was evaluated under certain operating conditions. The approaches from this research provide a direction for further improvement of marketable environmental friendly catalyst production.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.276-285
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• 2006

오염 하천수 수질개선 연구를 위해 pilot plant 규모의 호기성 생물여과 공정을 이용하여 실제원수를 적용한 경우 유입 공기량을 $0.1m^3air/m^2min$으로 고정하고 EBCT를 90, 60, 45, 30 min으로 운전 시 입자성 물질(SS, Turbidity, Chl.-a)의 경우 EBCT와 관계없이 80% 이상의 처리효율을 나타냈으며 암모니아성 질소의 경우 85% 이상의 처리효율을 보였다. BOD의 경우 하천수수질 환경기준 III-IV 급수로 유입되어 I 급수 미만으로 유출되 본 처리 공법 사용 시 생물학적 안정성을 충분히 확보할 수 있을 것으로 판단되었다. $COD_{Mn}$의 경우 약 60%의 제거효율을 보여 BOD 제거율에 비해 효율이 저하되는 것으로 나타났는데 이러한 원인을 규명한 결과 전체 COD 물질 중 30% 정도가 반응기 내부에 clogging된 조류에 의해서 발생되는 것으로 조사되었으며 이들 조류기원성 유기물들의 기질 비 소비율이 $0.0245mg{\cdot}COD_{Mn}/mg{\cdot}VSS{\cdot}day$로 생물학적 분해가 거의 되지 않는 것으로 나타나 이에 대한 대책으로 부분역세(partial backwashing)에 대한 필요성이 요구되었다. 이에 부분역세(상부 1 m 여재에 대한 1일 1회 역세)를 통해 BOD 5.5%, $COD_{Mn}$ 10% 정도의 제거율 상승을 얻을 수 있었고 이를 통해 생물학적으로 좀더 안정된 원수 확보가 가능해졌으며 역세 기간의 연장으로 역세수 절감 및 유량 확보 효과를 가져 올 것으로 판단된다.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.358-364
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• 2012

철 촉매를 이용한 Fischer-Tropsch 합성 반응과 수성 가스 전환 반응에 대한 반응 메커니즘과 반응 속도식을 5 채널 고정층 반응기를 이용하여 조사하였다. 실험 조건은, 반응물 합성가스 $H_2$/CO 비 0.5~2, 반응물 공급 유량 60~80 ml/min, 반응 온도 $255{\sim}275^{\circ}C$로서 반응 압력은 1.5 MPa을 유지하였다. F-T 합성 반응의 반응 속도식($r_{FT}$)은 반응 속도 결정 단계로서 분자로 흡착된 CO와 기상의 수소 분자와의 반응을 바탕으로 하는 Eley-Rideal 반응 메카니즘을 통해 계산되었고, WGS 반응의 반응 속도식($r_{WGS}$)은 formate 중간체 생성 반응을 반응 속도 결정 단계로 가정하여 결정되었다. 실험 결과, F-T 합성 반응의 반응 속도식과 WGS 반응의 반응 속도식은 각각 탄화수소 생성과 $CO_2$ 생성에 대한 반응 속도 실험값을 잘 모사하였고, 또한 power law에 근거한 CO 전환 반응에 대한 반응 속도식도 실험값과 잘 일치하였다. 이처럼, 각각의 반응 메카니즘을 바탕으로 도출된 반응 속도식($r_{FT}$, $r_{WGS}$, $-r_{CO}$)은 실험값과 여러 가지 기존 문헌에서 보고된 반응 속도식 모델과 잘 일치하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.931-937
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• 2008

공정변수의 변화와 반응기의 성능을 정확하게 예측하기 위하여 Water Gas Shift Reaction(WGSR)을 위한 Multi-Tubular Reactor (MTR)의 상세 multiscale 모델링과 모사를 수행하였다. MTR은 비 균일 고체 촉매로 충진 된 4개의 관형반응기와 냉각을 위해 주변을 싸고 있는 shell side로 구성되어 있다. 유체의 흐름과 반응 kinetics가 반응기 성능에 큰 영향을 주고 있는 점을 고려할 때, Computational Fluid Dynamics (CFD)기법과 공정모델링 기법을 포함한 multiscale 방법론의 채택은 자연스럽고 필수 불가결한 일이다. $345^{\circ}C$로 관형반응기 부분으로 유입된 반응물은 반응의 결과 $390^{\circ}C$로 $45^{\circ}C$가량 온도가 증가하였으며, CO의 전환율은 0.89에 이르렀다. 쉘 사이드로 $190^{\circ}C$로 유입된 유체는 쉘 출구에서 $240^{\circ}C$로 약 $50^{\circ}C$ 가량의 온도 증가를 보였으며 이를 통하여 에너지 절감효과를 가져 올 수 있었으며 높은 전환율을 얻기 위해 반응기 부분의 온도를 적절히 제어할 수 있었다. 모사의 결과는 여러 문헌에 보고된 실험 결과와 매우 근접한 값을 나타내 본 연구를 통해 제시된 모델과 모사의 결과가 정확함을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제22권4호
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• pp.292-298
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• 2016

본 연구에서는 인도네시아 현지로부터 수급된 지층 자원에 포함된 역청성 오일의 경질화를 위하여 열분해 공정이 적용되었다. 이러한 자원 내에 포함된 역청성 오일에 대한 조성 및 기초성상을 조사하기 위하여 공업분석, 원소분석 등이 수행되었으며, 열중량분석을 통해 역청성 오일의 전환에 대한 열분해반응 기초특성이 조사되었다. 이러한 결과를 바탕으로 원료 내에 포함된 역청성 오일을 경질화하기 위하여 필요한 열분해 온도 등의 운전조건 범위가 선정되었으며, 실험실 규모의 고정층 반응기를 이용하여 반응온도에 따른 역청성 오일의 전환율 및 열분해 오일의 회수율을 확인하였다. $550^{\circ}C$에서 수행된 열분해 공정에서 원료 내 포함된 역청성 오일의 전환율은 약 21%였으며, 경질화된 열분해 오일의 회수율은 약 80%였다.

• 설비공학논문집
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• 제28권9호
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• pp.343-349
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• 2016

Due to the recent increase in lighting energy consumption in buildings, there are a growing number of studies seeking solutions this problem. The effectiveness of light-shelves as natural lighting systems to solve this problem has been recognized, and various studies regarding such systems are being carried out currently. However, the lighting efficiency of light-shelves decreases if illumination intensity is low-such as at night time, and it also obstructs the views of building occupants. Therefore, the purpose of this study is to examine a movable drawer type light-shelf which allows for the width of the reflector to be adjusted and verify its performance through a simulated test-bed. The following conclusions were reached. 1) The purpose of this study is to solve the problem previously associated with the light-shelf system- of obstructed views-by responding to external environments and minimizing the width of the light-shelf at night time when the efficiency of the light-shelf declines. 2) The proper variables of the movable drawer type light-shelf which enables the width adjustment of the reflector were ascertained in this study according to four solar terms : a width of 0.6 m at an angle of $20^{\circ}$, a width of 0.4m with an angle of $20^{\circ}$, and a width of 0.1 m with an angle of $20^{\circ}$ were determined for the summer solstice, fall/spring equinoxes, and winter solstice respectively; revealing that width adjustment of the light-shelf is a significant factor. 3) The movable drawer type light-shelf which enables${\backslash}$width adjustment of the reflector suggested in this study can reduce the lighting energy consumption by 18.7% and 14.3% in comparison to previous light-shelves with a fixed width of 0.3 m and 0.6m, indicating that it is effective for saving energy.