• 제목/요약/키워드: Pyrolysis at low temperature

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분무열분해법에 의한 $SnO_2$ 박막의 증착 (The Deposition of $SnO_2$ Films by Spray Pyrolysis)

  • 김태희
    • 태양에너지
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    • 제15권2호
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    • pp.91-99
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    • 1995
  • 분무열분해법으로 $SnO_2$ 박막을 증착하여 반응변수들이 증착에 미치는 영향을 연구하였다. 분무용액의 농도가 0.01M인 경우 증착온도가 낮을 때에는 증착과정이 표면반응의 지배를 받으며 증착온도가 증가함에 따라 $400^{\circ}C$까지는 물질전달의 지배율이 증가한다. $400^{\circ}C$ 이상에서는 분무압력이 낮을 때는 물질전달의 지배율이 증가한다. $400^{\circ}C$ 이상에서는 분무압력이 낮을 때는 물질전달에 의해, 분무압력이 높을 때는 표면반응에 의해 지배를 받는다. 분무용액의 농도가 증가함에 따라 증착속도는 증가하였으며 본 실험의 경우 Rideal-Eley 기구에 의해 증착반응이 일어났다. 기판의 온도가 증가함에 따라 증착속도는 증가하다가 $400^{\circ}C$ 이상에서는 균일한 핵생성에 의하여 증착속도는 감소하였다. 분무지속 시간에 비례하여 증착층의 두께는 증가하였으며 기판과 증착층간에는 물리적인 접착을 이루고 있다.

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초음파 분무 열분해 공정과 질화처리를 이용한 GaN 분말의 합성과 광학적 성질 (Synthesis and Optical Property of GaN Powder Using an Ultrasonic Spray Pyrolysis Process and Subsequent Nitridation Treatment)

  • 지명준;유재현;이영인
    • 한국분말재료학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.482-486
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    • 2018
  • Despite numerous advances in the preparation and use of GaN, and many leading-edge applications in lighting technologies, the preparation of high-quality GaN powder remains a challenge. Ammonolytic preparations of polycrystalline GaN have been studied using various precursors, but all were time-consuming and required high temperatures. In this study, an efficient and low-temperature method to synthesize high-purity hexagonal GaN powder is developed using sub-micron $Ga_2O_3$ powder as a starting material. The sub-micron $Ga_2O_3$ powder was prepared by an ultrasonic spray pyrolysis process. The GaN powder is synthesized from the sub-micron $Ga_2O_3$ powder through a nitridation treatment in an $NH_3$ flow at $800^{\circ}C$. The characteristics of the synthesized powder are systematically examined by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, and UV-vis spectrophotometer.

회분식반응기에서의 혼합 플라스틱의 저온열분해 kinetics (Kinetics of the Low-temperature Pyrolysis of Mixed Plastics in the Batch Reactor)

  • 차왕석;오명석;장현태;태범석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권3호
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    • pp.540-544
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    • 2008
  • 혼합플라스틱에 대한 열분해특성실험을 스테인레스 스틸의 회분식 미분반응기에서 수행하였으며, 혼합플라스틱의 혼합비율은 22 wt.% HDPE, 17 wt.% LDPE, 27 wt.% PP, 12 wt.% PS, 16 wt.% ABS, 6 wt.% PVC이었다. 열분해온도는 $410{\sim}450^{\circ}C$ 이었으며 각 열분해생성물의 수율은 무게측정을 통해 얻었으며, 액상생성물의 분자량분포는 GC-SIMDIS 방법을 통해 측정하였다. 혼합플라스틱 열분해의 경우 반응온도와 시간이 증가할수록 고상잔류물의 수율증가와 액상생성물의 수율감소 그리고 액상생성물의 평균 분자량 감소가 두드러졌다. 혼합플라스틱에 포함된 PVC의 약 20%가 염소가스형태로 배출됨을 알 수 있었다. 혼합플라스틱 열분해에서 말단절단의 속도계수인 활성에너지 값은 50.2 kcal/mole 이었다.

CCA방부목재의 탄화가 중금속 회수에 미치는 영향 (The Heavy Metals Recovery from Carbonized CCA Treated Wood)

  • 손동원;천선해;이명재;이동흡
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제33권6호통권134호
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    • pp.95-100
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    • 2005
  • 최근 야외시설물에서 방부목재의 사용량이 급증하고 있다. 사용이 끝난 방부 목재는 목재 내에 중금속을 함유하고 있으므로 적절한 폐기가 요구된다. 페방부목재를 폐기하는 방법으로서, 매립과 소각에 의한 방법이 있다. 연소 시 발생하는 비소의 발생을 억제할 수 있는 방법으로서 저온 열분해 방법이 제시된다. 비소의 발생을 억제하는 온도에서 방부처리 목재를 연소한 후 탄화된 방부목재에서 중금속을 회수하였다. 높은 탄화온도를 적용할수록 구리의 회수율은 높게 나타났으며, 본 실험에 사용한 0.5% 농도의 용제(구연산, 질산, 황산, 초산, 인산)를 사용 시 크롬의 회수는 어려운 것으로 나타났다. 탄화온도가 높을수록 비소의 회수량은 적게 나타났다. 방부목재 내의 크롬은 열분해 과정동안 비소와 반응하여 용출이 어려운 화합물의 형태로 변화하여 용제에 의한 회수가 어려워지는 것으로 사료된다. 열분해 온도에 의한 중금속의 용제별 회수 시험결과, 열분해에 의한 비소의 방출을 억제할 수 있는 한계온도인 $300^{\circ}C$에서 탄화를 실시하는 것이 비산가스의 발생을 억제할 뿐만 아니라 중금속의 회수에도 유리하였다.

Effect of Operational Parameters on the Products from Catalytic Pyrolysis of Date Seeds, Wheat Straw, and Corn Cob in Fixed Bed Reactor

  • Sultan Mahmood;Hafiz Miqdad Masood;Waqar Ali khan;Khurram Shahzad
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.591-597
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    • 2023
  • Pakistan depends heavily on imports for its fuel requirements. In this experiment, catalytic pyrolysis of a blend of feedstock's consisting of date seed, wheat straw, and corn cob was conducted in a fixed bed reactor to produce oil that can be used as an alternative fuel. The main focus was to emphasize the outcome of important variables on the produced oil. The effects of operating conditions on the yield of bio-oil were studied by changing temperature (350-500 ℃), heating rate (10, 15, 20 ℃/min), and particle size (1, 2, 3 mm). Moreover, ZnO was used as a catalyst in the process. First, the thermal degradation of the feedstock was investigated by TGA and DTG analysis at 10 ℃/min of different particle sizes of 1, 2, and 3mm from a temperature range of 0 to 1000 ℃. The optimum temperature was found to be 450 ℃ for maximum degradation, and the oil yield was indicated to be around 37%. It was deduced from the experiment that the maximum production of bio-oil was 32.21% at a temperature of 450 ℃, a particle size of 1mm, and a heating rate of 15 ℃/min. When using the catalyst under the same operating conditions, the bio-oil production increased to 41.05%. The heating value of the produced oil was 22 MJ/kg compared to low-quality biodiesel oil, which could be used as a fuel.

Effect of Bark Content and Densification Temperature on The Properties of Oil Palm Trunk-Based Pellets

  • Wistara, Nyoman J;Rohmatullah, Moh Arif;Febrianto, Fauzi;Pari, Gustan;Lee, Seung-Hwan;Kim, Nam-Hun
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제45권6호
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    • pp.671-681
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    • 2017
  • Oil palm trunk (OPT) is a potential source of biomass for the production of biopellet. In the present research, biopellet were prepared from the meristem part of 25 years old OPT with various percentages of its bark (0, 10, and 30%). The highest biopellet durability was found for biopellet produced at $130^{\circ}C$ of pelletizing temperature with 30% bark content. Scanning electron microscopy (SEM) of biopellet showed the weak of particle bonding due to the low pelletizing pressure. The moisture content, unit density, ash content, and caloric value of OPT-based pellets were 3.55-5.35%, $525.56-855.23kg/m^3$, 2.76-3.44%, and 17.89-19.14 MJ/kg, respectively. The combustion profiles obtained by thermogravimetric analysis (TGA) seemed to be unaffected by the bark content on. Differential thermal analysis of TGA curve indicated different pyrolysis characteristic of hemicellulose, cellulose, and lignin.

폐벌목(廢伐木)에서 활성탄(活性炭) 개발(開發)을 위한 목탄(木炭) 제조(製造)의 최적화(最適化) 방안(方案)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Optimal Condition of Producing Charcoals to Develop Activated Carbons from a Discarded Timber)

  • 김종문;정찬교;민병훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제17권5호
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    • pp.66-75
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    • 2008
  • 국내에서 대표적으로 버려지는 폐벌목인 잣나무와 리기다소나무를 이용하여 고부가가치 제품으로 활용할 수 있는 활성탄 개발을 위해 목탄 제조의 최적조건을 측정하였다. 폐벌목 활성탄 제조에 관한 연구는 저온열분해 공정에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정과 화학적 활성화반응을 이용한 목탄의 활성탄 제조공정으로 나누어지며 본 논문은 저온열분해에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정을 다루고 있다. 실험결과, 목탄 제조공정의 경우 $150^{\circ}C$에서 6시간 건조 후 $500^{\circ}C$에서 60분 동안 열분해 공정을 거쳐 생성된 목탄이 요오드 흡착력과 비표면적(BET)등의 물성이 가장 우수하였으며 SEM사진을 관찰한 결과 이 조건에서 세공이 발달함을 알 수 있었다. 일반적으로 잣나무를 이용하여 제조된 목탄의 물성치가 리기다소나무를 이용한 목탄보다 우수함을 알 수 있었다. 본 연구의 최적 실험조건에서 잣나무를 이용한 목탄의 경우 BET값이 약 $640m^2/g$에 이르렀다.

석유계 잔사유로부터 저온 2단 열처리를 이용한 메조페이스 핏치 제조 및 특성 (Preparation and Characterization of Mesophase Pitches from Petroleum Residues using Two-step Heat Treatment)

  • 조한주;정민정;이형익;이영석
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.421-430
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    • 2016
  • To prepare mesophase pitches through low energy process, pyrolysis fuel oil with $AlCl_3$ has been modified using two-step heat treatment which is heat-treated at $330^{\circ}C$ for 3~5 h after pre-treatment at $250^{\circ}C$. The result of polarized optical microscope observation, mesophase is not observed in pitches carried out only pre-heat treatment. While mesophase content is significantly increased from 9% to 100% according to increasing secondary heat treatment time from 3 h to 5 h. Synthesizing of the mesophase pitch at low temperature of $330^{\circ}C$ is attributed to decrease of viscosity of the pitches carried out first heat treatment with $AlCl_3$. The result of Fourier-transform infrared spectroscopic analysis, it is expected that aromatization of aliphatic compounds is dominant at early secondary heat treatment, on the other hand, polycondensation reaction becomes dominant as secondary heat treatment time increases. Aromaticity and stacking height of the pitches secondary heat treated for 5 hours are more increased about 25% and 107%, respectively, than that of pitches carried out only first heat treatment.

분무열분해 공정에 의해 합성된 Al이 치환된 LiMn2O4 분말의 특성 (Properties of Al Doped LiMn2O4 Powders Prepared by Spray Pyrolysis Process)

  • 주서희;장희찬;강윤찬
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권1호
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    • pp.84-88
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    • 2009
  • Al이 치환된 $LiMn_2O_4$ 미세 분말을 구연산과 에틸렌 글리콜이 첨가된 분무용액으로부터 분무열분해 공정에 의해 합성하였다. 구형의 형상, 다공성의 구조 및 마이크론 크기를 가지는 전구체 분말들은 $800^{\circ}C$ 이상의 후열처리 온도에서 마이크론 크기 및 균일한 형태를 가지는 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_4$ 분말들로 전환되었다. 후열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 일 때 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_4$ 분말은 94 mAh/g의 낮은 초기 방전 용량을 가졌다. 후열처리 온도가 $750^{\circ}C$에서 $1,000^{\circ}C$로 증가함에 따라 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_2$ 분말의 초기 방전 용량은 103 mAh/g에서 117 mAh/g로 변화하였으며, 후열처리 온도 $750^{\circ}C$에서 최대 초기 방전용량을 가졌다. 반면에 후열처리 온도 $900^{\circ}C$에서 얻어진 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_2$ 분말들이 좋은 사이클 특성을 가졌다. 전류밀도 0.1 C에서 70 사이클 충방전 후에 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_4$ 분말들의 방전 용량은 107 mAh/g에서 100 mAh/g으로 감소하였고 93%의 사이클 효율을 유지하였다.

Thermal Formation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Cyclopentadiene (CPD)

  • Kim, Do-Hyong;Kim, Jeong-Kwon;Jang, Seong-Ho;Mulholland, James A.;Ryu, Jae-Yong
    • Environmental Engineering Research
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    • 제12권5호
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    • pp.211-217
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    • 2007
  • Polycyclic aromatic hydrocarbon growth from cyclopentadiene (CPD) pyrolysis was investigated using a laminar flow reactor operating in a temperature range of 600 to $950^{\circ}c$. Major products from CPD pyrolysis are benzene, indene and naphthalene. Formation of observed products from CPD is explained as follows. Addition of the cyclopentadienyl radical to a CPD $\pi$-bond produces a resonance-stabilized radical, which further reacts by one of three unimolecular channels: intramolecular addition, C-H bond $\beta$-scission, or C-C bond $\beta$-scission. The intramolecular addition pathway produces a 7-norbornenyl radical, which then decomposes to indene. Decomposition by C-H bond $\beta$-scission produces a biaryl intermediate, which then undergoes a ring fusion sequence that has been proposed for dihydrofulvalene-to-naphthalene conversion. In this study, we propose C-C bond $\beta$-scission pathway as an alternative reaction channel to naphthalene from CPD. As preliminary computational analysis, Parametric Method 3 (PM3) molecular calculation suggests that intramolecular addition to form indene is favored at low temperatures and C-C bond $\beta$-scission leading to naphthalene is predominant at high temperatures.