• 제목/요약/키워드: Wet Air Oxidation

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하수슬러지의 습식산화반응에 대한 동력학적 연구 (Kinetics Study for Wet Air Oxidation of Sewage Sludge)

  • 안재환
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.746-752
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    • 2005
  • 본 연구에서는 저임계 습식산화 조건에서 반응온도, 시간 및 압력 등 반응조건이 슬러지의 분해 및 유기산의 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 저임계 습식산화의 분해경로 및 수정된 동력학적 모델을 제안하였으며, 다양한 조건에서 수행된 실험결과와 예측치를 비교, 검토하였다. 회분식 실험결과 반응온도는 산화반응보다는 열적가수분해 반응에 직접적으로 영향을 미치며, 반응온도와 시간이 증가할수록 슬러지의 분해효율과 유기산의 생성효율이 증가하는 것으로 나타났다. 반응온도 $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$$240^{\circ}C$, 반응시간 10 min에서 SS 농도의 제거율이 52.6%, 68.3%, 72.6% 및 74.4%로 나타나 반응 초기에 유기성 고형물(총 고형물의 약 75%)의 대부분이 액상화가 진행된 것으로 판단된다. 반응온도 $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$$240^{\circ}C$, 반응시간 40 min에서 제거 슬러지당 생성된 유기산은 각각 93.5 mg/g SS, 116.4 mg/g SS, 113.6 mg/g SS 및 123.8 mg/g SS이며, 아세트산 생성은 24.5 mg/g SS, 65.5 mg/g SS, 88.1 mg/g SS 및 121.5 mg/g SS로 나타나 반응온도가 증가할수록 유기산의 생성율도 증가하였으며, 분해되기 쉬운 유기산이 아세트산으로 전환되는 것으로 나타났다. 제안한 수정 동력학적 모델에서 반응온도가 증가함에 따라 반응속도상수 $k_1$(고형물의 액상화), $k_2$(중간산물의 유기산 생성), $k_3$(중간산물의 최종분해) 및 $k_4$(유기산의 최종 분해) 모두 증가하였다. 이는 반응온도의 증가에 따른 유기성 고형물질의 액상화와 유기산 생성율의 증가를 의미한다. 반응속도상수($k_1{\sim}k_4$)에 대한 활성화에너지를 산정한 결과, 각각 20.7 kJ/mol, 12.3 kJ/mol, 28.4 kJ/mol 및 54.4 kJ/mol로 나타나 열적가수분해 반응 보다는 산화반응이 율속단계인 것으로 판단된다.

실리콘 산화막을 이용한 초소형 비열플라즈마 발생장치의 방전 및 오존발생특성 (Discharge and Ozone Generation Characteristics of a Micro-Size Nonthermal Plasma Generator Using Silicon Oxide Film)

  • 강정훈;태흥식;문재덕
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1816-1818
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    • 1996
  • A micro-size nonthermal plasma generator, using a $SiO_2$ film as a dielectric barrier, has been studied experimentally for a high frequency ac voltage in 2LPM oxygen gas fed. The $SiO_2$ film as a micro-size dielectric barrier was made by the wet oxidation of n-type Si wafer($220[{\mu}mt]$). It can be generated ozone, as a nonthermal plasma intensity parameter, at very low level of applied voltage about 1[kV] by using the micro-size dielectric barrier. As a result, in case that have no air gap spacing i.e. surface discharge case shows relatively higher ozone concentration rather than that case of the micro-airgap spacing.

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스모그 챔버를 이용한 이차 초미세유기먼지의 최근 연구 동향 (Review of Recent Smog Chamber Studies for Secondary Organic Aerosol)

  • 임용빈;이승복;김화진;김진영;배귀남
    • 한국대기환경학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.131-157
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    • 2016
  • A smog chamber has been an effective tool to study air quality, particularly secondary organic aerosol (SOA), which is typically formed by atmospheric oxidation of volatile organic compounds (VOCs). In controlled environments, smog chamber studies have validated atmospheric oxidation by identifying, quantifying and monitoring products with state-of-art instruments (e.g., aerosol mass spectrometer, scanning mobility particle sizer) and provided chemical insights of SOA formation by elucidating reaction mechanisms. This paper reviews types of smog chambers and the current state of smog chamber studies that have accomplished to find pathways of SOA formation, focusing on gas-particle partitioning of semivolatile products of VOC oxidation, heterogeneous reactions on aerosol surface, and aqueous chemistry in aerosol waters (e.g., cloud/fog droplets and wet aerosols). For future chamber studies, then, this paper discusses potential formation pathways of fine particles that East Asia countries (e.g., Korea and China) currently suffer from due to massive formation that gives rise to fatal health problems.

Mn-Ce계/TiO2 촉매에 의한 아세트산의 습식산화 반응특성 (Catalytic Wet Air Oxidation by TiO2 Supported Mn-Ce Based Catalysts)

  • 박기선;박종원;김영주;윤왕래;박종수;이영우;강용
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권12호
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    • pp.2263-2273
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    • 2000
  • 희분식 고온/고압 미분반응기를 이용하여 습식산화 반응시 대표적 난분해성 중간 산화물질로 알려진 아세트산을 산화반응 기질로 하여 여러 가지 담체 및 촉매의 조합에 대한 산화반응성을 실험하였다. 사용된 담체는 다공성 실리카($SiO_2$), 티타니아($TiO_2$), 지르코니아($ZrO_2$), $ZrSiO_4$, $ZrO_2(10wt%)/TiO_2$ 등이었으며 촉매활성성분온 크게 Ru, Mn, Ce의 세 가지로서 단독 혹은 조합사용(2성분계 및 3성분계)시의 산화활성에 대하여 조사하였다. 이를 통하여 일차척인 활성이 우수한 것으로 나타난 $Mn(2.8)-Ce(7.2wt%)/TiO_2$ 혹은 $Ru(0.5)-Mn(2.7)-Ce(6.8wt%)/TiO_2$ 기준촉매의 활성증진을 위하여 p-type 반도체 물질(CoO, SnO 및 $Ag_2O$)를 첨가제로 소량 사용함으로써 이에 따른 습식산화 반응 상대 활성실험을 수행하였다. 우선, $Mn-Ce/TiO_2$ 기준촉매에 있어서, p-type 반도체 물질(CO, Sn Ag)을 첨가한 경우, 모두 활성증진효과를 보이며 크기 정도는 Co> Ag >Sn순이었다. 특히, $Mn(2.7)-Ce(6.8)-Co(0.5wt%) /TiO_2$에 있어서는 약 2.6배의 높은 활성상승이 나타났다. 이의 가시적인 주원인은 표면적 증가 및 시너지 효과에 기인하는 것으로 판단되었다. $Ru-Mn-Ce/TiO_2$ 기준 촉매에 있어서는 $Ru(O.5)-Mn(2.4)-Ce(6.1)-Co(1.0wt%)/TiO_2$에서만 활성증진효과를 보였으며 그 이외의 다른 경우에 있어서는 표면적 및 활성감소가 일어났다.

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과산화수소 광분해를 이용한 선박 배가스 내 NO 산화흡수에 관한 연구 (Oxidation and Removal of NO Emission from Ship Using Hydrogen Peroxide Photolysis)

  • 이재화;김봉준;전수빈;조준형;강민경;오광중
    • 청정기술
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    • 제23권3호
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    • pp.294-301
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    • 2017
  • 선박 배가스 오염물질에 대한 규제가 강화됨에 따라 한정적인 공간 내에 복합 오염물질을 제어하기 위한 기술로써 습식흡수법은 다양한 오염물질을 동시에 제거할 수 있는 장점을 가지고 있으나 일산화질소의 낮은 용해도로 인한 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 일산화질소를 이산화질소로 산화시켜 용해도를 높임으로써 흡수효율을 증대시키는 방안으로 자외선-과산화수소 산화법을 적용하였다. 자외선을 투사하여 생성되는 수산화라디칼의 양자수율과 과산화수소의 광분해속도는 8 W, 2 M의 최적조건에서 각각 0.8798, $0.6mol\;h^{-1}$이며, 1000 ppm 일산화질소의 산화효율은 2 M 과산화수소, 체류시간 3 min의 최적조건에서 40%로 나타났다. 회분식 반응기에서 일산화질소 가스의 제거효율은 100, 300, 500, 1000, 1500 ppm으로 초기농도가 증가함에 따라 각각 65.0, 65.7, 66.4, 67.3, 68.1%로 제거효율이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제안하는 산화기술은 습식흡수공정과 연계를 통해 선박 후처리장치로 적용할 수 있다.

RuTi 촉매의 소성온도가 NH3-SCO 반응활성에 미치는 영향 (The Effect of Calcination Temperature of RuTi Catalysts on the Reaction Activity of NH3-SCO)

  • 신중훈;홍성창
    • 공업화학
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    • 제31권2호
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    • pp.200-207
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    • 2020
  • 본 연구에서는, NH3-SCO (selective catalytic oxidation) 반응에서 RuTi 촉매 제조 시 소성온도에 따른 영향을 확인하였다. RuTi 촉매는 습윤 함침법을 이용하여 제조되었고, 공기 분위기에서 400~600 ℃로 4 h 동안 소성되었다. 촉매는 RuTi x00로 표기되었으며, x00는 소성온도를 의미한다. XRD, TEM, H2-TPR 분석에 따르면, RuTi x00 촉매는 소성온도가 증가할수록 활성금속의 분산도가 감소하는 것을 나타내었다. XPS, NH3-TPD 분석을 통하여, 낮은 분산도를 갖는 촉매는 표면 흡착 산소 종(Oβ) 및 NH3 흡착량이 감소하는 특성을 나타내었다. 따라서 RuTi 400 촉매는 TiO2 표면에 활성금속이 가장 잘 분산되었으며, NH3 제거 효율이 가장 우수하였다.

Fate and Transport of Mercury in Environmental Media and Human Exposure

  • Kim, Moon-Kyung;Zoh, Kyung-Duk
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제45권6호
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    • pp.335-343
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    • 2012
  • Mercury is emitted to the atmosphere from various natural and anthropogenic sources, and degrades with difficulty in the environment. Mercury exists as various species, mainly elemental ($Hg^0$) and divalent ($Hg^{2+}$) mercury depending on its oxidation states in air and water. Mercury emitted to the atmosphere can be deposited into aqueous environments by wet and dry depositions, and some can be re-emitted into the atmosphere. The deposited mercury species, mainly $Hg^{2+}$, can react with various organic compounds in water and sediment by biotic reactions mediated by sulfur-reducing bacteria, and abiotic reactions mediated by sunlight photolysis, resulting in conversion into organic mercury such as methylmercury (MeHg). MeHg can be bioaccumulated through the food web in the ecosystem, finally exposing humans who consume fish. For a better understanding of how humans are exposed to mercury in the environment, this review paper summarizes the mechanisms of emission, fate and transport, speciation chemistry, bioaccumulation, levels of contamination in environmental media, and finally exposure assessment of humans.

배출가스의 질소산화물과 이산화황 동시 저감 기술 (Various Technologies for Simultaneous Removal of NOx and SO2 from Flue Gas)

  • 박현우;엄성현
    • 공업화학
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    • 제28권6호
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    • pp.607-618
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    • 2017
  • 석탄화력발전소를 포함한 다양한 산업설비에서 유해 대기오염물질이 배출되고 있으며, 이러한 오염물질은 인체 건강과 자연 생태계에 영향을 준다. 특히, 질소산화물($NO_x$)와 이산화황($SO_2$)은 인체 건강에 악영향을 주는 미세먼지($PM_{2.5}$) 형성에 원인물질로 알려져 있다. 이러한 $NO_x$$SO_2$ 배출을 저감하기 위해서 선택적 촉매 환원(SCR)과 습식 탈황 공정(WFGD)으로 결합된 혼합 시스템이 사용되고 있으나, 높은 설치비용 및 운전비용을 필요로 하며, 유지보수의 문제점, 기술적인 한계점을 가지고 있다. 최근에 이러한 혼합 시스템을 대체하기 위한 $NO_x$, $SO_2$ 동시 저감 기술이 연구되고 있으며, 제안된 기술들은 흡수, 고도 산화(AOPs), 저온 플라즈마(NTP), 전자 빔(EB) 등이 있다. 이러한 기술들은 강한 수용성 산화제 및 산화력을 가진 화학활성종에 의한 $NO_x$, $SO_2$$HNO_3$, $H2SO_4$ 형태로의 산화 반응, 기-액 계면에서 $HNO_3$$H2SO_4$ 흡수 반응, 화학 첨가제에 의한 중화 반응을 기본으로 하고 있다. 본 논문에서는 각각의 동시 저감공정에 대한 기술적인 특징과 대용량 처리 공정 응용을 위한 향후 전망을 정리하였다.

Photocatalytic removal of NOx using TiO2-coated zeolite

  • Mendoza, Joseph Albert;Lee, Dong Hoon;Kang, Joo-Hyon
    • Environmental Engineering Research
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    • 제21권3호
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    • pp.291-296
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    • 2016
  • Application of photocatalytic nanoparticles has been recently gaining an increased attention as air purifying material for sustainable urban development. The present work reports the photocatalytic removal of gaseous phase nitrogen oxides ($NO_x$) using $TiO_2$-coated zeolite to be applied as a filter media for the urban green infrastructure such as raingardens. The $TiO_2$-coated zeolite was synthesized by simple wet chemistry method and tested in a continuous-flow photo-reactor for its removal efficiency of $NO_x$ under different conditions of the weight percentage of $TiO_2$ coated on the zeolite, and gas retention time. The removal efficiency of $NO_x$ in general increased as the weight percentage of $TiO_2$ coated on the zeolite increased up to 15-20%. Greater than 90% of $NO_x$ was removed at a retention time of one minute using the $TiO_2$-coated zeolite ($TiO_2$ weight percentage = 20%). Overall, $TiO_2$-coated zeolite showed greater efficiency of $NO_x$ removal compared to $TiO_2$ powder probably by providing additional reaction sites from the porous structure of zeolite. It was presumed that the degradation of $NO_x$ is attributed to both the physical adsorption and photocatalytic oxidation that could simultaneously occur at the catalyst surface.

세리신 가공제에 의한 폴리에스터 직물의 친수화 가공 (Hydrophilic Finish of Polyester Fabrics using Sericin Finishing Agents)

  • 박인우;황계순;홍영기;배한수;배기서
    • 한국염색가공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.38-45
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    • 2009
  • First of all, the properties imparted to PET fabrics are resistance to and recovery from creasing or wrinkling when wet or dry; high resistance to stretch in the filament yarns but not in the staple; high abrasion resistance; good texture and appearance; resistance to heat ageing; good chemical resistance and good resistance, behind glass, to sunlight. But, the low moisture regain of PET fabric conduces to static troubles in textile processing. Furthermore, garments made from PET may, during wear, develop electric charges which attract to the fabric particles of soil(dirt, swarf, dust) flying in the air, so that the cuffs of shirts, for example, become soiled quickly and are not easily laundered clean. The sericin constitutes 25$\sim$30% of silk protein and surrounds the fibroin fiber with sticky layer that supports the formation of a cocoon. The useful biochemical properties of sericin protein are oxidation resistant, antibacterial, UV resistant, hydrophilic property, and good affinity with hydrophobic material. These properties can be used as an improving reagent or a coating agent for natural and synthetic fibers, fabrics, and other intermediate products. The sericin is also applied to cross-link, and can be blended with other materials. In this study, we modified the surface of PET fabric by mixture of sericin finishing agent; sericin, polyuretane binder and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid (BTCA) cross-link agent. Also, we investigated the finshing effect; moisture regain, stiffness, handle, drape and electrostatic. The moisture regain of PET fabric treated with sericin finishing agent was higher than that of untreated PET fabric. As a result of evaluating influence about handle of PET fabrics treated with sericin finishing agent, it was confirmed that the sericin finishing agent could be use as a linen like finishing agent.