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W/O 에멀션액막에서 이산화탄소와 AMP의 화학반응 (Chemical Reaction of Carbon Dioxide with AMP in w/o Emulsion Membrane)

  • 박상욱;최병식;김성수;이재욱
    • 멤브레인
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    • 제14권4호
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    • pp.275-288
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    • 2004
  • 본 연구에서는 준 회분식 교반조를 사용하여 polybutene (PB)와 polyisobutylene (PIB)고분자를 용해한 벤젠 용액을 연속상, 물을 불연속상으로 구성한 w/o 에멀션액막에 $CO_2$을 흡수시켜 흡수속도를 측정하였다. 점탄성을 나타내는 Deborah 수를 사용하여 점탄성 비뉴튼액체에서 구한 부피물질전달계수 ($k_La$)를 고찰하고, 수용액에 첨가한 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP)와 $CO_2$의 반응 메카니즘을 해석하였다.

AMP에 Piperazine을 첨가한 CO2 흡수 동역학 (Kinetics of the Reaction of Carbon Dioxide with AMP and Piperazine)

  • 장상용;송주석;조상원;오광중
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.485-494
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    • 2000
  • 지구 온난화에 대하여 55% 이상의 영향을 미치는 $CO_2$ 제어에 관심이 고조되고 있는 가운데 $CO_2$ 저감을 위한 새로운 기술들이 개발중이다. 특히 저농도의 $CO_2$ 분리 및 회수를 위해서는 화학적 흡수법이 유용하다 본 연구에서는 입체적으로 감추어진 아민 AMP(2-Amino-2-Methyl-1-Propanol)에 piperazine을 첨가한 혼합흡수제를 이용하여 stirred vessel 에서 $2.0kmol/m^3$ AMP수용액에 piperazine의 농도 $0{\sim}0.4kmol/m^3$, 반응온도 $30{\sim}70^{\circ}C$. $CO_2$ 분압 10.130~20.260 kPa등의 조건에서 실험을 하여 $CO_2$와 혼합흡수제간의 동역학적 특성을 조사하여 다 음과 같은 결론을 얻었다. 1) 온도가 싱승함에 따라 piperazine을 첨가한 흡수제와 첨가하지 않은 흡수제 사이의 흡수속도 차이가 더욱 크게 나타났으며 이 사실은 piperazine의 활성화에너지 57.147 kJ/mol이 AMP의 활성화에너지 $E_2$ 41.7 kJ/mol보다 크기 때문에 고온으로 갈수록 흡수속도에 대한 piperazine의 가여도가 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 2) 단일 흡수제 AMP $2.0kmol/m^3$에 piperazine 농도를 $0.4kmol/m^3$까지 첨가시켰을 때 단일 AMP 흡수제에 대해 $30^{\circ}C$ 에서 최소 6.33%, $70^{\circ}C$에서 최대 12% 정도의 흡수속도 향상을 얻을 수 있으므로 신흡수제의 반응성괄 비교해 볼 때 기존의 흡수제보다 우수하다고 볼 수 있다. 3) 혼합흡수제의 $CO_2$ 실험에서 piperazine과 $CO_2$와의 반응속도 상수는 30, 40, 50, $70^{\circ}C$에서 각각 217.21, 420.46, 707.00, $3162.167m^3/kmol{\cdot}s$였으며 MDEA에 piperazine을 첨가하여 행한Xu 실험에서 30, 40, 55, $70^{\circ}C$에서 얻은 1867, 367.32. 693.01, $2207.65m^3/kmol{\cdot}s$값과 비교하여 볼 때 $30{\sim}70^{\circ}C$ 모든 범위에서 높게 나타났으며 AMP와 piperazine의 혼합흡수제에서 piperazine 반응속도상수 $k_p$는 In $k_p$=28.324-6934.7/T로 표현된다.

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알카놀아민 수용액을 이용한 연소배가스 중의 CO2/SO2/NO2 동시 흡수속도에 관한 연구 (The Simultaneous Absorption Rate of CO2/SO2/NO2 from Flue Gas with Aqueous Alkanolamine Solutions)

  • 서종범;최원준;김재원;최봉욱;오광중
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권5호
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    • pp.639-645
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    • 2009
  • 알카놀아민흡수제에 대한 $CO_2/SO_2/NO_2$의 흡수속도를 살펴보기 위해 현재 널리 사용되는 흡수제인 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP)와 monoethanolamine(MEA)를 비교하기 위하여 평면교반조에서 $CO_2/SO_2/NO_2$의 흡수속도실험을 수행하여 흡수속도와 반응속도상수를 구하였다. 반응속도상수는 실험값으로부터 구할 수 있으며 실험은 다양한 실험조건에서 수행되었다. 각각의 흡수제에 대하여 3, 5, 10 wt.%으로 농도가 증가함에 따라 흡수속도는 AMP와 MEA AMP가 MEA에 비해서 약 14~20% 높은 것으로 나타났다. $CO_2$, $SO_2$ 그리고 $NO_2$는 각각의 영역에서 기-액 접촉계면을 통해 액상으로 전달되는 기체의 확산속도와 액상 내에서 일어나는 반응속도의 상대적 크기에 따른 흡수속도를 예측할 수 있다. 또한 $CO_2$ 흡수공정에 있어서 일정분압 이상의 $SO_2$$NO_2$$CO_2$ 흡수속도 및 흡수용량에 영향이 있기 때문에 흡수탑으로 유입되기 전 복합가스의 분압조정이 반드시 필요할 것으로 판단된다.

알카놀아민 수용액을 이용한 이산화탄소 흡수특성 연구 (Study on Absorption Characteristics of $CO_2$ in Aqueous Alkanolamine Solutions)

  • 오상교;이영우;남성찬;윤여일;김영은
    • 에너지공학
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    • 제17권4호
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    • pp.241-246
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    • 2008
  • 화석연료 사용에 의한 이산화탄소의 증가는 지구온난화의 주요인으로, 세계적으로 배출량을 줄이려는 노력을 기울이고 있다. 알카놀아민 수용액을 이용한 흡수법은 산성가스를 제거하기 위하여 폭 넓게 사용되고 있고, 특히 배가스로부터 나오는 이산화탄소의 제거에 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알카놀아민 수용액을 사용하여 이산화탄소 흡수시에 나타나는 흡수특성을 연구하였다. 기/액 평형 실험 장치를 사용하여 이산화탄소의 평형분압(${P_{CO_2}}^*$)과 이산화탄소 최초 1회 주입 후 평형에 도달하는 시간을 측정하여 $60^{\circ}C$에서 각각 흡수 용량과 흡수 속도를 계산하였다. 실험 결과 MEA 10wt%에서의 흡수용량은 낮은 온도($40^{\circ}C$)에서 우수하였고, 평형부하 0.5부근에서 이산화탄소가 포화되었음을 알 수 있었다. 흡수제에 따른 흡수용량은 AMP>DEA>MEA, 흡수속도는 MEA>AMP>DEA. 순으로 나타났다. 따라서 가장 우수한 성능을 가진 흡수제를 선정하기 위해서는 흡수용량과 흡수속도를 동시에 고려해보아야 한다.

Amorphous Metal Powder를 이용한 항만 물류 RFID 시스템용 전파흡수체 개발 (Development of EM Wave Absorber for Port Logistics RFID System by Using Amorphous Metal Powder)

  • 최동수;유건석;김동일
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.27-31
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    • 2010
  • 본 논문에서는 항만 물류 시스템에서 사용하는 중심주파수 433 MHz에서 동작하는 전파흡수체를 설계 개발하였다. 먼저 자성손실 재료인 AMP (Amorphous Metal Powder)와 지지재인 CPE (Chlorinated Polyethylene)를 이용하여 AMP:CPE의 조성비가 각각 80:20 wt.%와 85:15 wt.%의 전파흡수체 샘플을 제작한 후, 입력임피던스를 측정하여 샘플의 재료정수를 계산하고 시뮬레이션에 의하여 최적의 전파흡수체를 설계하였다. 그 결과 AMP:CPE=85:15 wt.% 의 조성비에 두께 5.5 mm일 때 최적의 전파흡수특성이 얻어짐을 확인하고, 실제 제작하여 측정한 결과 433 MHz 주파수대역에서 17.5 dB의 흡수능이 얻어졌으며, 이는 본 연구에서 목표로 하는 15 dB 보다 우수한 결과이다.

교반셀에서 측정한 아민첨가 암모니아수 흡수제의 이산화탄소 흡수 반응 속도 측정 (Absorption Rate of Carbon Dioxide into Blended Ammonia Solution with Amine Additives in a Stirred Cell Reactor)

  • 박호석;유정균;홍원희;김종남
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권2호
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    • pp.185-189
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    • 2009
  • 10 wt% 암모니아수 흡수제에서 이산화탄소 흡수속도를 교반셀 반응기를 이용하여 293~337 K 범위에서 측정하였다. 암모니아 흡수제와 이산화탄소의 반응속도를 아레니우스 식으로 나타내었으며 활성화에너지는 50.42 kJ/mol였다. 2-Amino-2-methyl-1-propanol(AMP), 2-amino-2-methyl-1,3-propandiol(AMPD), 2-amino-2-ethyl-1,3-propandiol(AEPD)의 입체장애아민 첨가제가 1 wt% 함유된 흡수제에서의 이산화탄소 흡수속도를 측정하였다. 아민 첨가제들은 흡수속도에 영향을 주었으며 1 wt%의 AMP를 첨가한 경우 반응속도 상수는 약 53% 증가하였다.

2-Amino-2-Methyl-1-Propanol이 용해한 극성 용매에서 이산화탄소의 흡수 (Absorption of Carbon Dioxide into Polar Solvents of 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol)

  • 손영식;허남환;이성수;박상욱
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권3호
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    • pp.380-385
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    • 2009
  • 평판형 교반기를 사용하여 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP)가 용해된 methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, 및 propylene carbonate와 같은 극성 용매에서 이산화탄소($CO_2$)의 흡수속도를 측정하였다. $CO_2$의 흡수속도와 carbamate 생성 반응 메커니즘을 사용하여 기-액 불균일반응계의 빠른 반응영역에서 $CO_2$-AMP의 반응속도론을 해석하였으며 용매의 용해도 매개변수와 반응속도상수와의 상관관계를 제시하였다.

알카놀아민 수용액을 이용한 저농도 CO2 흡수 특성 (Low Concentration CO2 Absorption Performance of Aqueous Alkanolamine Solutions)

  • 박일건;홍민선;김범석;김흥래
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.185-191
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    • 2014
  • 본 논문에서는 저농도 $CO_2$ 조건에서 알카놀아민 흡수제 별 $CO_2$ 흡수 특성을 도출하였다. 단일흡수제의 경우 MEA 농도가 1 wt%, 2 wt%, 3 wt% 증가 시 $CO_2$ 흡수량은 0.34 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.32 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.30 mol-$CO_2/mol$-absorbent로 감소하였고, AMP 농도가 1 wt%, 2 wt%, 3 wt% 증가 시 $CO_2$ 흡수량은 0.32 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.30 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.28 mol-$CO_2/mol$-absorbent로 감소하였다. 혼합흡수제의 경우 MEA 0.5 wt%와 AMP 0.5 wt%을 혼합했을 때 0.52 mol-$CO_2/mol$-absorbent로 최대치를 나타냈다.

A Study on Smart Heat Radiating Sheet for Protecting Electronic Equipments on the Ship

  • Choi, Dong-Soo;Kim, Dong-Il;Kim, Doh-Yeol;Choi, Dong-Han;Kil, Gyung-Suk;Kim, Jae-Hwan
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권7호
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    • pp.569-573
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    • 2011
  • In this paper, we developed a Smart Heat Radiating Sheet(SHRS) having the absorption ability of more than 15 dB, and thermal conduction rate more than 20 W/mk for port logistics RFID(Radio Frequency IDentification) system by using AMP(Amorphous Metal Powder) and shielding sheet. Firstly, the EM(Electro_Magnetic) wave absorber samples were fabricated by using AMP and CPE (Chlorinated Polyethylene) with different composition ratios of 80 : 20 wt.% and 85 : 15 wt.%, respectively. Secondly, we fabricated the Smart Heat Radiating Sheet using the shielding sheet to attach EM Wave Absorber. As a result, the Smart Heat Radiating Sheet with absorption ability of 16 dB at 433 MHz and thermal conduction rate is 24 W/mk has been developed with the composition ratio of Amorphous Metal Powder : CPE = 85 : 15 wt.% and thickness of 5.5 mm.