• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.204-209
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• 2012

상업용 루테늄 촉매 상에서 에탄의 수증기 개질 반응에 대한 kinetics 데이터를 얻기 위하여 반응온도, 에탄의 분압, 수증기/에탄의 비 등을 변화시키면서 반응 실험을 수행하였다. Kinetics 데이터를 사용하여 Power rate law kinetic model 과 Langmuir-Hinshelwood model의 parameter를 구하였다. 또한 kinetic model식을 적용하여 PRO/II를 이용한 공정 모사를 통해서 에탄의 수증기 개질 반응기 sizing을 수행하였다. 동일한 전환율을 얻기 위해서는 Power rate law model을 적용하였을 경우가 Langmuir-Hinshelwood model을 적용하였을 경우보다 개질 반응기의 부피가 더 큼을 알 수 있었다. Langmuir-Hinshelwood model에 의해 계산된 반응 속도가 반응 실험 결과에 의해 구해진 반응 속도와 더 잘 일치했기 때문에 Langmuir-Hinshelwood model을 적용하여 계산된 반응기의 크기가 실제 반응기 설계에 더 적절하다고 판단된다.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.375-381
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• 2013

상업용 니켈 촉매를 사용하여 메탄과 천연가스의 수증기 개질 반응을 각각 수행하였다. 수증기 개질 반응의 변수는 반응 온도와 반응물의 분압이었다. Kinetic data로부터 Power law rate model과 Langmuir-Hinshelwood model의 매개변수를 구하였다. 순수한 메탄을 수증기 개질 반응 실험의 원료로 사용한 경우에는 Langmuir-Hinshelwood model 식은 물론이고 Power law rate model을 사용하여 반응 속도를 적절하게 표현할 수 있었다. 그러나 천연가스 중의 메탄의 수증기개질 반응 속도를 표현하는데 있어서는 Power law rate model보다 Langmuir-Hinshelwood model이 훨씬 더 적합한 것을 확인하였다. 이러한 거동은 천연가스 중에 포함되어있는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄이 동일한 촉매 활성점에 경쟁적으로 흡착하기 때문으로 해석할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.214-223
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• 2002

Kinetic and effectiveness factors for methanol steam reforming using commercial copper-containing catalysts in a plug flow reactor were investigated over the temperature ranges of $180-250^{\circ}C$ at atmospheric pressure. The selectivity of $CO_2$/$H_2$ was almost 100%, and CO products were not observed under reaction conditions employed in this work. It was indicated that $CO_2$ was directly produced and CO was formed via the reverse water gas shift reaction after methanol steam reforming. The intrinsic kinetics for such reactions were well described by the Langmuir-Hinshelwood model based on the dual-site mechanism. The six parameters in this model, including the activation energy of 103kJ/mol, were estimated from diffusion-free data. The significant effect of internal diffusion was observed for temperature higher than $230^{\circ}C$ or particle sizes larger than 0.36mm. In the diflusion-limited case, this model combined with internal effectiveness factors was also found to be good agreement with experimental data.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.51-58
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• 2013

니켈 촉매 상에서 에탄의 수증기 개질 반응과 수성가스 전환반응 반응에 대한 반응속도 데이터를 얻기 위하여 반응온도와 반응물의 분압을 변화시키면서 반응 실험을 수행하였다. 반응속도 데이터를 사용하여 거듭제곱 속도식 모델(power law kinetic model)과 랭미어-힌쉘우드 모델(Langmuir-Hinshelwood model)의 매개변수를 구하였다. 또한 반응 속도 모델식을 적용하여 PRO/II를 이용한 공정 모사를 통해서 에탄의 수증기 개질 반응기 사이징(sizing)을 수행하였다. 에탄을 반응물로 하여 수증기 개질 반응을 수행한 결과, 단순한 거듭제곱 속도식 모델보다 표면반응에 의하여 반응속도가 결정되는 랭미어-힌쉘우드 모델이 보다 적합하였고, 수성가스 전환반응에 대한 반응속도식은 거듭제곱 속도식 모델이 적합함을 보였다. PRO/II 시뮬레이션을 통해서 수소 생산량에 필요한 반응기의 크기를 결정할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제52권1호
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• pp.66-72
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• 2008

태양광과 UV-A빛 조건하에 수용액 속에서 디아조염료의 광 촉매분해반응에 대해 조사를 해보았다. 염료의 광 촉매 분해반응에는 염료의 농도, 촉매 량, 그리고 pH와 같은 여러 가지 영향 요소들이 존재한다. 과산화수소, ammonium persulphate와 isopropanol 등의 첨가는 분해비율에 대해 큰 영향을 미친다. Langmuir-Hinshelwood model에 근거한 광 분해반응의 동역학적분석은 광분해반응은 대략적으로 pseudo first order kinetics을 따름을 알 수 있다. 광분해산물로 이산화탄소, 질산염, sulphate 이온 등이 증명되었다. 광 촉매, ZnO는 태양광 하에서보다 UV-A빛 하에서 더욱 효율적임을 발견하였다.

• Advances in environmental research
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• 제4권1호
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• pp.25-38
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• 2015

Wastewaters of textile industry cause high volume colour and harmful substance pollutions. Photocatalytic degradation is a method which gives opportunity of reduction of organic pollutants such as dye containing wastewaters. In this study, photocatalytic degradation of C.I. Basic Yellow 28 (BY28) as a model dye contaminant was carried out using Degussa P25 in a photocatalytic reactor. The experiments were followed out at three different azo dye concentrations in a reactor equipped UV-A lamp (365 nm) as a light source. Azo dye removal efficiencies were examined with total organic carbon and UV-vis measurements. As a result of experiments, maximum degradation efficiency was obtained as 100% at BY28 concentration of $50mgL^{-1}$ for the reaction time of 2.5 h. The photodegradation of BY28 was described by a pseudo-first-order kinetic model modified with the langmuir-Hinshelwood mechanism. The adsorption equilibrium constant and the rate constant of the surface reaction were calculated as $K_{dye}=6.689{\cdot}10^{-2}L\;mg^{-1}$ and $k_c=0.599mg\;L^{-1}min^{-1}$, respectively.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제8권2호
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• pp.53-57
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• 2007

In this study, a novel slurry containing ceria as the abrasive particles was analyzed in terms of its frictional, thermal and kinetic attributes for interlayer dielectric (ILD) CMP application. The novel slurry was used to polish 200-mm blanket ILD wafers on an $IC1000_{TM}$ K-groove pad with in-situ conditioning. Polishing pressures ranged from 1 to 5 PSI and the sliding velocity ranged from 0.5 to 1.5 m/s. Shear force and pad temperature were measured in real time during the polishing process. The frictional analysis indicated that boundary lubrication was the dominant tribological mechanism. The measured average pad leading edge temperature increased from 26.4 to $38.4\;^{\circ}C$ with the increase in polishing power. The ILD removal rate also increased with the polishing power, ranging from 400 to 4000 A/min. The ILD removal rate deviated from Prestonian behavior at the highest $p{\times}V$ polishing condition and exhibited a strong correlation with the measured average pad leading edge temperature. A modified two-step Langmuir-Hinshelwood kinetic model was used to simulate the ILD removal rate. In this model, transient flash heating temperature is assumed to dominate the chemical reaction temperature. The model successfully captured the variable removal rate behavior at the highest $p{\times}V$ polishing condition and indicates that the polishing process was mechanical limited in the low $p{\times}V$ polishing region and became chemically and mechanically balanced with increasing polishing power.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.467-476
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• 1999

공기에 의한 n-butane의 산화로부터 무수마레인산을 합성하는 고정층 촉매 반응기의 거동을 조사하였다. 대류-확산-반응기구로 묘사되는 고정층 촉매반응기의 거동은 Langmuir-Hinshelwood형의 반응속도식 및 비정상상태 이차원 유사균일상 모델을 적용 조사하였다. 예측모델은 Sharma의 pilot-plant 실험 결과인 단일층 반응기의 축방향 온도 및 수율 분포에 대한 최적적합을 통한 최적매개변수 추정에 의해 구성하였다. 또한 예측모델은 단일층 반응기와 통일한 수율 및 전화율을 생성시킬 수 있도록 모사된 불균열활성의 이중층 반응기가 열점에서 $8.96^{\circ}C$ 낮은 온도 상승을 일으켰다. 단일과 이중층 반응기의 가능한 조업조건 (냉매온도, 반응물의 농도, 온도 및 유량)변화에 대한 매개변수 감응도를 조사한 결과 동일한 조업 조건하에서 이중층 반응기가 단일층 반응기에 비해 더 넓은 조업범위는 물론 전화율 및 수율이 다소 높게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.914-920
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• 2018

본 연구에서는 상용 니켈-알루미나 촉매를 이용한 메탄가스-수증기 개질반응에서의 고유반응속도 상수를 결정하였다. 반응메커니즘을 반영하기 위해 Langmuir-Hinshelwood chemisorption 이론에 기반한 반응속도식을 사용하였고 반응온도($630{\sim}750^{\circ}C$) 및 반응물의 분압(S/C ratio = 2.7~3.5)을 실험변수로 설정하였다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 효율적인 최적화 알고리즘을 이용하여 최적 고유반응속도상수들을 결정하였다. 최종적으로 제안된 이 수학적 반응 모델은 촉매반응기의 설계 및 운전조건 최적화에 활용 가능하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.142-146
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• 2008

Titanium silicalite-1 촉매를 $175^{\circ}C$에서 2일간 $SiO_2-TiO_2$ xerogel을 전구체로 사용하여 수열 합성하였고, 이를 이용하여 allylchloride(ALC) 에폭시화 반응의 속도론 인자를 도출하기 위해 반응온도 $25{\sim}55^{\circ}C$, ALC의 농도 0.2~3.0 M, 과산화수소의 농도 0.2~1.5 M 영역에서 촉매 반응실험을 수행하였다. 초기농도법을 이용하여 반응속도를 구한 후, power rate law, Eley-Rideal, 및 Langmuir-Hinshelwood 모델에 적용한 결과, 큰 차이는 없으나 power rate law에서 실험치와 예측치가 가장 우수하게 일치하였고, 이때 활성화 에너지는 29.7 kJ/mol, 과산화수소에 대한 반응차수는 0.41, ALC에 대한 반응차수는 0.52였다.