• 제목/요약/키워드: Supercritical fluids

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초임계유체 내 수첨탈염소반응에 의한 PCBs가 함유된 절연유의 무해화 연구 (Detoxification of PCBs Containing Transformer Oil by Catalytic Hydrodechlorination in Supercritical Fluids)

  • 최혜민;김재훈;김재덕;강정원
    • 청정기술
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    • 제15권1호
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    • pp.9-15
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    • 2009
  • 본 연구에서는 금속담지촉매출 이용한 수첨탈염소화 반응에 의하여 절연유에 포함된 PCBs (polychlorinated biphenyls)의 무해화를 통한 절연유의 재이용 가능성을 고찰하였다. 금속담지촉매로는 0.98 wt% Pt 및 0.79 wt% Pd가 알루미나에 담지 되어 있는 촉매와 12.8 wt%의 Ni이 알루미나에 담지된 촉매 및 57.6 wt%의 Ni이 실리카-알루미나에 담지되어 있는 촉매를 이용하였다. 반응매질로서 생성물과의 분리의 용이성 및 환경측면을 고려하여 초임계이산화탄소, 초임계프로판 및 초임계이소부탄 등 초임계유체를 이용하였다. 수첨탈염소화 후 잔류 PCBs는 전자포획형 검출기가 장착되어 있는 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 반응온도, 반응시간, 촉매 종류 및 초임계유체가 절연유 내 포함된 PCBs의 수첨탈염소반응에 미치는 영향을 자세히 조사하였다. 용매를 사용하지 않을 경우 탈염소화반응은 Ni > Pd > Pt의 순으로 빠르게 진행되었으며 이는 담지된 금속의 양 및 금속입자의 크기에 기인한 것으로 생각된다. 반응온도가 $175^{\circ}C$ 이하에서 초임계이산화탄소가 탈염소화반응에 가장 효과적인 매질인 것을 확인하였다.

초임계 유체내의 고체의 용해도 (Ⅰ) (Solubilities of Solids in Supercritical Fluids (Ⅰ))

  • 김정림;경진범
    • 대한화학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.325-330
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    • 1990
  • 여러 온도와 압력에서 초임계 암모니아내의 카페인의 용해도를 측정함으로써 용해도와 암모니아의 밀도 사이의 관계를 간단한 식으로 나타낼 수 있었다. 이 식을 이용하여 암모니아와 카페인 사이의 상호작용 비리알 계수를 결정한 다음 이로부터 Lennard-Jones 퍼텐셜함수의 파라미터를 결정하였다. 그리고 이미 보고된 초임계 암모니아내의 나프탈렌의 용해도와 초임계 이산화탄소내의 카페인 및 나프탈렌의 용해도 자료로부터 같은 방법으로 결정된 상호작용 비리알 계수와 Lennard-Jones 퍼텐셜함수를 각각 비교 검토하였다.

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곧은 사각채널을 통과하는 물성 변화가 큰 유동에 대한 수치해석 (NUMERICAL STUDIES ON FLOWS WITH STRONG PROPERTY VARIATIONS THROUGH STRAIGHT RECTANGULAR CHANNELS)

  • 최남정;최윤호
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.74-84
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    • 2007
  • The flowfield characteristics in a straight rectangular channel have been investigated through a numerical model to analyze the regenerative cooling system that is used in rocket engine cooling. The supercritical hydrogen coolant introduces strong property variations that have a major influence on the developing flow and heat transfer characteristics. Of particular interest is the improved understanding of the physical characteristics of such flows through parametric studies. The approach used is a numerical solution of the full Navier-Stokes equations in the three dimensional form including the arbitrary equation of state and property variations. The present study compares constant and variable property solutions for both laminar and turbulent flow. For laminar flow, the variation of aspect ratio is examined, while for turbulent flow, the effects of variation of channel length and Reynolds number are discussed.

아임계/초임계 유체를 이용한 콩에 포함된 Daidzein과 Genistein의 추출특성 (Characteristics of Extraction of Daidzein and Genistein in Soybean Using Sub/Supercritical Fluids)

  • 최두영;정금주;노경호
    • 공업화학
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    • 제16권5호
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    • pp.609-613
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    • 2005
  • 토종콩에 포함된 daidzein과 genistein을 초임계 $CO_2$와 아임계/초임계 $H_2O$를 이용하여 추출하였다. 추출액은 역상 고성능 액체 코토마토그래피(RP-HPLC)를 사용하여 분석하였다. 초임계 유체의 온도와 압력, 에탄올 농도의 변화에 따라서 비배당체의 체류시간, 체류인자, 컬럼효율, 컬럼의 선택도, 분리도를 비교하였다. 초임계 $CO_2$를 사용하였을 때, daidzein과 genistein의 추출특성은 온도와 에탄올농도의 영향을 주로 받았다. 아임계/초임계 $H_2O$를 사용하였을 때는 초임계 상태의 $400^{\circ}C$, 250 bar에서의 추출효율이 가장 우수하였다. 일반적으로 초임계 $CO_2$를 사용하는 경우, 초임계 $H_2O$에 비해서 약 10배 이상 비배당체의 추출수율이 증가하였다.

직접수치모사를 이용한 수직원형관내 초임계압 유체의 난류 열전달 특성 연구 (Direct Numerical Simulation of Turbulent Heat Transfer to Fluids at Supercritical Pressure Flowing in Vertical Tubes)

  • 배중헌;유정열;최해천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권11호
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    • pp.1302-1314
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    • 2004
  • Turbulent heat transfer to $CO_2$ at supercritical pressure flowing in vertical tubes is investigated using direct numerical simulation (DNS). A conservative space-time discretization scheme for variable-density flows at low Mach numbers is adopted in the present study to treat steep variations of fluid properties at supercritical pressure just above the thermodynamic critical point. The fluid properties at these conditions are obtained using PROPATH and used in the form of tables in the simulations. The buoyancy influence induced by strong variation of density across the pseudo-critical temperature proved to play a major role in turbulent heat transfer at supercritical state. Depending on the degree of buoyancy influence, turbulent heat transfer may be enhanced or significantly deteriorated, resulting in local hot spots along the heated surface. Based on the results of the present DNS combined with theoretical considerations, the physical mechanism of this local heat transfer deterioration is elucidated.

초임계 메탄올을 이용한 가교 폴리에틸렌의 탈가교화 (Decrosslinking of Cross-linked Polyethylene using Supercritical Methanol)

  • 홍순만;조항규;구종민;이장훈;박완용;이홍식;이윤우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권1호
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    • pp.63-68
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    • 2008
  • 초임계 유체 공정을 이용하여 가교 폴리에틸렌 수지를 탈가교화하여 재활용하는 방법을 조사하였다. 가교 폴리에틸렌 수지는 메탄올을 이용한 초임계 반응 시 탈가교화가 이루어져 재활용 될 수 있다. 초임계를 이용한 탈가교화 반응은 반응온도에 의해 크게 영향을 받으며 $360^{\circ}C$부터 $400^{\circ}C$ 구간에서 온도의 증가에 따라 탈가교화가 급격히 촉진되었다. 반응온도의 증가에 따라 생성물인 탈가교 폴리에틸렌의 가교도, 분자량, 기계적 물성은 감소했지만, $360^{\circ}C$에서 탈가교된 폴리에틸렌은 가교전의 원료로 사용된 폴리에틸렌과 비교할만한 연신강도와 내충격강도를 보였다. 본 연구의 모든 반응조건에서 폴리에틸렌의 주쇄의 화학구조는 반응조건에 거의 영향을 받지 않았다.

다양한 냉매를 적용한 초임계 히트펌프의 성능 비교 (Performance Comparison of Supercritical Heat Pump for a Variety of Refrigerants)

  • 윤정인;손창효;최광환;전민주
    • 동력기계공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.42-47
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    • 2014
  • In this paper, the cycle performance analysis for the COP of supercritical heat pump using various refrigerants is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The working fluids are R134a, R22, R32, R290, R600, R600a, R1270 and R744. The operating parameters considered in this study include superheating degree of evaporator, temperature of gas cooler inlet and outlet, compressor efficiency and evaporating temperature in the supercritical heat pump system. The main results were summarized as follows : Superheating degree, temperature of gas cooler inlet and outlet, compressor efficiency and evaporating temperature of supercritical heat pump system have an effect on the COP of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the supercritical heat pump using R134a. And, in comparison of COP of supercritical heat pump using various refrigerants, R32 and R600 is the highest, and R744 is the lowest among other refrigerants. From these results, it is confirmed that the COP of supercritical heat pump using R744 is higher than that using freon refrigerants such as R32 and R134a.

초임계유체 공정과 분리기술의 응용 (Application of Separation Technology and Supercritical Fluids Process)

  • 윤순도;변헌수
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.123-143
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    • 2012
  • 초임계유체기술은 최근 다양한 화학 산업 분야에서 새로운 관심을 모으고 있는 신기술의 하나라 할 수 있다. 초임계유체기술은 높은 용해성, 빠른 침투성, 빠른 물질 이동 등의 초임계유체 장점을 이용한 기술로써 친환경, 에너지 절감, 고효율성을 가진 현재로서 가장 효과적이고 실용적인 기술이라 하겠다. 이러한 특징을 가진 초임계유체기술을 이용한 응용 기술의 잠재력을 분석 및 평가하고 개발하는 것은 필수적이다. 따라서 본 총설에서는 초임계유체기술의 응용 측면에서 초임계유체내에서 고분자 중합 공정의 최적화를 위한 기초자료인 모노머/고분자의 고온 고압에서 초임계유체 내에서의 상거동 현상을 설명하고, 이러한 자료를 통해 초임계유체 내에서 특정물질을 분리 할 수 있는 분자인식고분자의 제조와 성능 평가에 대해 소개하였다.

초임계 압력상태에서 기체수소/액체산소 국소화염구조 해석 (Analysis for Local Structure of Gaseous Hydrogen/liquid Oxygen Flame at Supercritical Pressures)

  • 김태훈;김성구;김용모
    • 한국분무공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.182-188
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    • 2010
  • Significant real fluid behaviors including rapid property changes take place where high pressure combustion devices such as rocket engines. The flamelet model is the reliable approach to account for the real fluid effects. In the present study, the flamelet equations are extended to treat the general fluids over transcritical and supercritical states. The real fluid flamelet model is carried out for the gaseous hydrogen and cryogenic liquid oxygen flames at the wide range of thermodynamic conditions. Based on numerical results, the precise discussions are made for effects of real fluid, pressure, and differential diffusion on the local flame structure.

초임계 반용매법을 이용한 폴리비닐피롤리돈 미세입자의 제조 (Preparation of Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) Microparticles Using Supercritical Anti-solvent)

  • 신문삼;김화용
    • 청정기술
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    • 제14권4호
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    • pp.242-247
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    • 2008
  • 화장품, 의약품, 전자소재 분야에서 생체적합, 생분해성 고분자로 널리 사용되는 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 에어로젤 용매추출 방법에 의해 미세입자를 제조하였다. 용매로는 이 염화메탄올, 반용매로는 초임계 이산화탄소가 사용되었다. 온도, 압력, 이산화탄소 유량, 용액유량의 작업조건에 따라 0.184 - $0.249\;{\mu}m$입자크기를 얻었고, 그 입자크기에 영향을 미치는 초기구형 입자크기와의 상관관계를 규명하였다.

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