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Effect of Dodecylbenzene Sulfonic Acid on the Behavior of Asphaltene Aggregation in a Solvent Deasphalting System

  • Liu, Lingyu;Go, Kang Seok;Nho, Nam Sun;Kim, Kwang Ho;Rhee, Young-Woo
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권1호
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    • pp.14-23
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    • 2018
  • The effect of dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) with different addition amount of DBSA ($M_{DBSA}$), temperatures and solvent-to-oil ratio (SOR, v/v) on asphaltene aggregation in a solvent deasphalting system was investigated. Increasing the $M_{DBSA}$ at SOR 10 and $55^{\circ}C$ caused the asphaltene removal ratio (ARR) to increase first, then maximize at 1 wt% of $M_{DBSA}$ and then decrease continuously. Based on the SARA (saturate, aromatic, resin, asphaltene) composition, the adsorption amount of DBSA on the asphaltene surface and the self-aggregation of the DBSA, the reason for the change in ARR with $M_{DBSA}$ was found due to the adsorption mechanism. In addition, the asphaltene-resin-DBSA colloidal size confirmed the change of adsorption behavior between the asphaltene and DBSA. Based on the results of this study, a hypothetical adsorption mechanism of DBSA on asphaltene aggregation in the solvent deasphalting system was conceived of and proposed.

황기 줄기 바이오차를 활용한 카드뮴과 망간 이온의 제거 (Removal of Cadmium and Manganese Ions Utilizing Astragalus uliginosus L.-Stem Biochar)

  • 최석순;하정협;김승수
    • 공업화학
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    • 제31권1호
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    • pp.7-12
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    • 2020
  • 충북의 북부지역에서 한약재 부산물로서 황기 줄기가 대량 생산되고 있으나, 이러한 부산물들은 특별한 수요처가 없이 밭에 폐기물로 버려지고 있다. 본 연구에서는 이 폐기물을 재활용하고자, 황기 줄기를 사용하여 바이오차를 제조하였다. 이 바이오차를 사용하여 물속에 용해된 카드뮴과 망간 이온의 제거특성을 고찰하였다. 50과 100 mg/L 카드뮴 이온을 처리하기 위하여 흡착 평형 실험이 이루어졌을 때, 카드뮴의 제거효율은 각각 100과 95%를 나타내었다. 또한, 50과 100 mg/L 망간 이온을 제거하기 위하여 5 h의 반응이 이루어졌을 때, 각각 36.1과 37.9 mg/g 최대 흡착량을 얻을 수 있었다. 위의 실험 결과, 카드뮴과 망간 이온의 제거공정에서 황기 줄기 바이오차는 활성탄보다 4배 이상의 흡착량을 나타내었다. 그리고 황기 줄기 바이오차와 활성탄 표면의 화학 구조를 관찰하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 분석한 결과, 황기 줄기 바이오차는 활성탄과 비교하여 산소 함량과 O/C의 비율이 각각 2.1과 2.4배 증가함을 알 수 있었다. 또한, 망간 이온의 제거능력을 향상시키기 위하여 온도 변화에 의한 운전이 이루어졌으며, 45 ℃로 4 h에서 흡착 평형에 도달하였으며 50과 100 mg/L 망간 이온은 각각 92, 53%의 제거효율을 나타내었다. 결과적으로 이러한 실험 결과들은 물속에 용해된 카드뮴과 망간 이온을 친환경적이며 경제적으로 처리하는 새로운 제거 기술에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

클로로벤젠과 납의 동시 제거를 위한 흡착제로서의 유기 벤토나이트에 관한 연구 (Organobentonite as a dual sorbent for Chlombenzene and Lead)

  • 이정주;박재우;김일규
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제6권4호
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    • pp.41-50
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    • 2001
  • 점토 광물은 매립지 침출수로부터 유해한 오염물질을 제거하고 고정화시키기 위한 흡착제로서 많이 이용되어져왔다. 그러나 천연 점토나 천연 점토에 계면활성제를 흡착시킨 유기점토는 중금속과 유기오염물질을 동시에 효과적으로 제거시킬 수 없다. 따라서 본 연구에서는 중금속과 유기오염물질을 동시에 제거시키기 위해 천연 점토에 첨가할 계면활성제의 최적량을 결정하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 천연 점토로는 Na-벤토나이트를, 양이온 계면활성제로는 HDTMA를 사용하였고, 대표적인 오염물질로 납과 클로로벤젠을 선택하여 실험하였다. 실험 결과 클로로벤젠은 HDTMA를 점토에 많이 첨가할수록 많이 제거되었고, 반면에 납은 HDTMA의 첨가량이 증가할수록 그 제거율이 감소하였다. 또한 클로로벤젠은 초기농도보다는 오히려 첨가된 HDTMA의 양에 더 많은 영향을 받았으나, 납은 초기농도에 의해 훨씬 더 많은 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다. 납과 클로로벤젠의 상호 작용을 알아보기 위한 실험 결과에서 납은 클로로벤젠에 의해 영향을 받지 않았으며, 클로로벤젠의 경우에서도 마찬가지였다.

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AMP + AEPD와 AMP + TIPA 수용액을 이용한 이산화탄소의 흡수 및 재생 (Absorption and Regeneration of Carbon Dioxide in Aqueous AMP + AEPD and AMP + TIPA Solutions)

  • 김미숙;최원준;서종범;조기철;김수곤;오광중
    • 한국대기환경학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.539-546
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    • 2007
  • Increasing emission of $CO_2$ significantly effects the global warming. Chemical absorption is one of separation methods of $CO_2$ from the industrial flue gases. In this study, the $CO_2$ removal efficiency as well as the $CO_2$ absorption amount of aqueous AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol) solutions were measured using the continuous absorption and regeneration apparatus. We investigated the effect of aqueous AMP+AEPD(2-amino-2-ethyl-1, 3-propanediol) and AMP+TIPA (triisopropanolamine) solutions to enhance absorption characteristics of AMP. As a result of this study, the absorption amount and $CO_2$ removal efficiency were increased with adding TIPA into 30 wt.% AMP. The absorption amount and $CO_2$ removal efficiency of aqueous 30 wt.% AMP+5 wt.% TIPA solution were $1.70\;kg-CO_2/kg-absorbent$ and 91.1%, while those of aqueous 30 wt.% AMP solution were $1.58\;kg-CO_2/kg-absorbent$ and 89.3%. In addition, aqueous 30 wt.% AMP+5 wt.% TIPA solution used in the study revealed the high stripping efficiency, which was almost 98%, at the temperature of $110^{\circ}C$. Thus, the temperature of regenerator should be operated at $110^{\circ}C$.

반응표면분석법-중심합성계획을 이용한 최적 응집제 주입량 산정 연구 (Optimization of coagulant dosage using response surface methodology with central composite design)

  • 김예슬;오재일
    • 상하수도학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.193-202
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    • 2015
  • The determining the appropriate dosage of coagulant is very important, because dosage of coagulant in the coagulation process for wastewater affects removing the amount of pollutants, cost, and producing sludge amount. Accordingly, in this study, in order to determine the optimal PAC dosage in the coagulation process, CCD (Central composite design) was used to proceed experimental design, and the quadratic regression models were constructed between independent variables (pH, influent turbidity, PAC dosage) and each response variable (Total coliform, E.coli, PSD (Particle size distribution) (< $10{\mu}m$), TP, $PO_4$-P, and $COD_{cr}$) by the RSM (Response surface methodology). Also, Considering the various response variables, the optimum PAC dosage and range were derived. As a result, in order to maximize the removal rate of total coliform and E.coli, the values of independent variables are the pH 6-7, the influent turbidity 100-200 NTU, and the PAC dosage 0.07-0.09 ml/L. For maximizing the removal rate of TP, $PO_4$-P, $COD_{cr}$, and PSD(< $10{\mu}m$), it is required for the pH 9, the influent turbidity 200-250 NTU, and the PAC dosage 0.05-0.065 ml/L. In the case of multiple independent variables, when the desirable removal rate for total coliform, E.coli, TP, and $PO_4$-P is 90-100 % and that for $COD_{cr}$ and PSD(< $10{\mu}m$) is 50-100 %, the required PAC dosage is 0.05-0.07 ml/L in the pH 9 and influent turbidity 200-250 NTU. Thus, if the influent turbidity is high, adjusting pH is more effective way in terms of cost since a small amount of PAC dosage is required.

역삼투막의 선택적 제거특성을 이용한 원자력발전소 붕산수 중의 실리카 제거에 관한 연구 (Study on Silica Removal from Borated Water Using Reverse Osmosis Membranes in Nuclear Power Plants)

  • 윤석원;박광규
    • 멤브레인
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    • 제7권4호
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    • pp.167-174
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    • 1997
  • 고온, 고압으로 운전되고 있는 원자력발전소의 1차 계통수측에서, 실리카는 양이온 불순물과 결합하여 핵연료 피복재에 규석(zeolite)층을 형성하므로 계통구조물의 건전성에 영향을 미치게 된다. 따라서 핵연료와 접촉하는 1차 계통수측에서는 규제치 이하의 수준으로 실리카 농도가 유지되어야 한다. 본 논문에서는 실리카 제거 작업시 발생되는 방사성 폐기물의 양을 최소화 하고 붕산 소모량을 줄이기 위해, 상용화 되어 있는 5종류의 막을 이용하여 붕산 및 실리카가 함유된 수용액에 대한 조업온도, 공급유량 변화가 투과량, 붕소회수율, 실리카 배제율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 이를 이용하여 계통수내에서 실리카 만을 효과적으로 제거할 수 있는 장치를 설계하였으며, 특성이 다른 2종류의 막을 3단으로 구성하여 상황변화에 따른 대응능력을 높였다. 실험결과 기존 원자력발전소에서 사용하고 있는 Feed and Bleed 방법에 비해 폐기물 발생량은 7%에 불과했고, 농축 폐기물에 포함되어 소모된 붕산의 양은 15.7%에 불과하였다.

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Removal of Volatile Organic Compounds by Photo-Catalytic Oxidation

  • Lee, Byeong-Kyu;Jung, Kwang-Ryun
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제16권E호
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    • pp.39-46
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    • 2000
  • Volatile Organic Compounds (VOCs) are considered as the precursors of atmospheric ozone and photochemical smog formation. In particular, chemical plants have produced a lot of VOCs and thus they have been forced to reduce or remove air emissions from the on-site chemical facilities. For the effective removal of VOCs produced in the chemical plants, the authors employed a titanium oxide(TiO$_2$) mediated photo-catalytic oxidation method. The initiation methods employed in this study to produce oxygen radicals for th photo-catalytic oxidation of the VOCs were Ultra-Violet(UV), Non-Thermal Plasma(NTS), and a combination of Uv and NTP. This study focused on a comparison of the removal efficiencies of VOCs as a function of the initiation method such as NTP and/or UV techniques. Removal efficiency change of VOCs as was investigated as a function of the wavelength of the UV lamp(254, 302, and 365 nm) and the degree of TiO$_2$ coating (10 and 30%). In this study, it was identified that removal efficiencies if the VOCs under the normal air environment were much better than those under the nitrogen gas environment containing small amount of oxygen. Removal efficiency by NTP technique was much better than the UV or the combination of UV and NTP techniques. In a comparison if UV wavelengths employed, it was found that shorter wavelength showed better removal efficiency, compared with longer ones. When the removal efficiencies of VOCs were compared in terms of the degree of TiO$_2$ coating, the higher TiO$_2$coating showed better removal efficiency that the lower TiO$_2$ coating

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반건식 배연탈황법에 의한 연소 페가스 중 $SO_2$제거에 관한 연구 (A Study on $SO_2$Removal in Flue Gas by Semidry Flue Gas Desulfurization Method)

  • 송호철;이윤기;박진원
    • 한국대기환경학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.273-280
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    • 1998
  • The investigation on the removal of 502 gas fro.In flue gas which causes serious air pollution was made by using a semi dry flue gas desulfurization method. Experiments were carried out as a function of process variables which would affect SO2 removal efficiency. Process variables inclilded SO2 inlet concentration, inlet temperature of simulated flue gas, sorbent weight fraction, and volume flow rate of sorbent slurry. In this study, used sorbent was Ca(OH), and simulated flue gas was prepared by mixing pure SO2 gas with air. Experimental conditions were varied at 140~18$0^{\circ}C$ of inlet temperature of the simulated flue gas, 500~2000ppm of inlet SO2 concentration, 0.4~1.0% of sorbent concentration, and 10~25 mL/min of flow rate of sorbent slurry. Among process variables, inlet concentration of SO2 was found to be the most significant factor to affect SO2 removal efficiency. The concentration of Ca(OH2) had a lower effect on SO2 removal than SO2 inlet concentration removal amount was 0.108, 0.141, 0.153 g SO2/g Ca(OH)2 respectively- As 200 mmol of HNO3 was added into slurry to improve removal efficiency, initial pH was maintained and solubility of slurry increased, so that removal efficiency elevated. Adding over 200 mmol of HNO3 into slurry caused removal efficiency lower. Therefore it could be concluded the optimum was 200 mmol of HNO3 input.

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알루미늄-황토 복합체의 인 제거 특성 (Phosphorus Removal Characteristic of the Aluminum (III)-loess Composite)

  • 신관우;김진식;김금용;이상일
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.530-535
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    • 2011
  • 본 연구는 호소의 부영양화의 원인물질인 인을 효과적으로 제거하고자 개발된 알루미늄-황토 및 란타늄-황토 복합체의 흡착 특성을 평가 하였다. 연구 결과 황토 1 g에 주입된 알루미늄과 란타늄 양이 증가할수록 결합된 양이 비례하여 증가하였다. 알루미늄과 란타늄이 첨가되지 않은 황토와 0.5, 1, 2 mg의 알루미늄과 0.5, 1, 3 mg의 란타늄이 첨가된 복합체를 사용한 경우에 인 제거효율이 다르게 나타났다. 수중의 인 1 mg $PO_4^{3-}$-P/L를 모두 제거하는데 요구되는 양은 알루미늄-황토 복합체가 순수 황토에 비하여 약 2~10배 적은 것으로 나타났다. 또한 란타늄-황토의 경우에는 약 1.5~10배 적게 요구되었다. 제조된 알루미늄-황토, 란타늄-황토 복합체를 수세한 후에 인 흡착 정도를 관찰하기 위하여 복합체를 1~3회까지 수세한 후 결과를 관찰하였는데 수세전과 비교하여 인 제거효율 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. pH에 따른 영향은 pH 5~8에서 높은 인 제거율을 보임으로써 개발된 복합체는 일반 자연수계에 살포시 탁월한 인 제거 효능을 보일 것으로 판단된다. 또한 제조된 알루미늄-황토 및 란타늄-황토 복합체는 30분 이내에 빠르게 침전되기 때문에 호소 바닥에서 빠른 시간 내에 안정화 되어 수중의 인과 퇴적층에서 용출되는 인 제어를 담당할 것으로 사료된다.

축산폐수(畜産廢水)의 오염물질제거(汚染物質除去)를 위(爲)한 수초선발이용연구(水草選拔利用硏究) (Studies on the Nutrient removal potential of selected aquatic plants in the pig waste water.)

  • 김복영;김규식;박영대
    • 한국환경농학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.111-116
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    • 1988
  • 축산폐수(畜産廢水)의 정화방법(淨化方法)의 일환으로 사각(四角) pot에 수초(水草)인 부레옥잠, 물옥잠, 줄, 부들 창포 왕골, 토란을 이식하고 관수(灌水)하면서 재배(栽培)하고 건물생산량(乾物生産量), 식물체중(植物體中)의 질소(窒素)및 인산함량(燐酸含量), 질소(窒素) 및 인산흡수량(燐酸吸收量), 부레옥잠의 생육상황(生育狀況)등을 조사(調査)하여 축산폐수(畜産廢水)의 정화능력(淨化能力)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1 식물별(植物別) 질소(窒素), 인산함량(燐酸含量) 및 제거량(除去量)은 부레옥잠이 가장 높았다. 2. $NH_4-N$ 100ppm구(區)에서 건물수량(乾物收量)은 부레옥잠>줄>부들>물옥잠>창포의 순이었다. 3. $NH_4-N$ 100ppm구(區)에서 질소제거량(窒素除去量)은 부레옥잠>줄>물옥잠>부들>창포>토란>왕골> 순이었고, 인산(燐酸)은 부레옥잠>물옥잠>줄>부들>창포>왕골>토란순이었다. 4. 생육저해(生育沮害) $NH_4-N$ 농도(濃度)는 부레옥잠, 줄, 부들 은 200ppm이고, 물옥잠 및 창포는 100ppm이었다. 5. 부레옥잠에서 질소(窒素)는 잎에 인산(燐酸)은 부레에 많이 함유(含有)되어 있었다. 6. 부레옥잠의 년간(年間) 재배기간(栽培期間)을 7개월(個月)로보면 $NH_4-N$ 100ppm구(區)에서 분벽(分蘗)은 1개체(個體)가 752개(個)로 증가(增加)되고 건물수량(乾物收量)은 10a당(當) 5톤정도(程度)로 추정(推定)되었다.

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