• 제목/요약/키워드: solid sorbent

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회분식 기포유동층 반응기에서 K-계열 건식흡수제의 주입수분농도 및 재생반응온도에 따른 CO2 흡수-재생 반응특성 연구 (Study of CO2 Carbonation-Regeneration Characteristics of Potassium-Based Dry Sorbents According to Water Vapor Contents of Inlet Gas and Regeneration Temperature in the Cycle Experiments of Bubbling Fluidized-Bed Reactor)

  • 박근우;박영성;박영철;조성호;이창근
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권3호
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    • pp.349-354
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    • 2009
  • 본 연구에서는 전력연구원으로부터 공급받은 K-계열 건식흡수제를 이용하여 회분식 기포유동층 반응기에서 흡수-재생 반복실험을 통한 $H_2O$ 주입농도 및 재생온도에 따른 반응 특성을 살펴보았다. K-계열 건식흡수제는 $CO_2$ 흡수를 위한 탄산칼륨과 내마모성과 기계적 강도를 위한 지지체로 구성되어 있다. 흡수반응과 재생반응 특성을 살펴보기 위해 처음 한 시간 동안 흡수반응을 수행하고 다음 한 시간 동안 재생반응을 수행하는 과정을 3차례 반복하여 실험하였다. $H_2O$ 농도의 영향을 파악하기 위해서 흡수반응은 $70^{\circ}C$에서 $H_2O$ 농도를 7.3, 12.2, 19.7, 30.8%로 변화하여 실험을 수행하였으며 재생반응은 $N_2$ 기체를 유동화기체로 사용하여 $150^{\circ}C$에서 수행하였다. 재생온도의 영향을 파악하기 위해서는 흡수반응에서의 $H_2O$ 농도를 12.2%에 고정한 상태에서 재생온도를 150, 200, 300, $400^{\circ}C$로 변화하여 실험을 수행하였다. 수분 함량이 $1.97\;mol\;H_2O/mol\;CO_2$인 경우 흡수반응에서 흡수율이 가장 우수함을 확인하였다. 또한 재생온도가 $400^{\circ}C$에서 가장 높은 재생율을 보이는 것을 확인하였다. 재생온도가 $150^{\circ}C$에서 재생율은 대략 60% 정도였으며 실제 두개의 유동층 반응기를 가진 연속장치의 경우 부분적인 재생을 유지하면서 운전이 수행되기 때문에 재생온도는 $150^{\circ}C$ 이상이면 적절하다고 판단된다. 실제 연속운전에서는 적절한 고체순환량을 결정하는 고체이용율과 재생에너지를 결정하는 재생온도 사이에 절충점이 존재하며 본 실험에서 얻은 데이터가 연속장치의 설계와 운전에 중요한 기초자료가 될 것이다.

고체 흡수제를 이용한 석탄 합성가스 중 HCl 정제 (HCl Removal from Coal-derived Syngas by the Solid Sorbents)

  • 백점인;이기선;위영호;최동혁;엄태형;이중범;류청걸
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.73.2-73.2
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    • 2011
  • 석탄 합성가스 중에는 $H_2S$, HCl, $NH_3$와 같은 불순물이 포함되어 있다. 이러한 가스들은 오염가스 배출과 관련한 환경기준 준수와 터빈과 같은 설비의 보호를 위해 제거되어야 한다. 석탄 합성가스 중 HCl 농도는 탄종에 따라 다르기는 하지만 많게는 1000 ppmv 수준까지 존재한다. 합성가스를 이용하여 발전을 하는 경우 가스터빈 보호를 위해 HCl은 <3 ppmv 이하로 정제되어야 하고, 합성가스를 연료전지에 사용하고자 하는 경우에는 HCl을 <0.5 ppmv 수준까지, 화학원료로 사용하고자 하는 경우에는 <10 ppbv 수준까지 정제하여야 한다. 또한 HCl은 고온 탈황공정에 사용되는 흡수제의 활성에도 장기적으로 부정적인 영향을 주기 때문에 고온에서 HCl을 정제할 수 있는 흡수제가 필요하다. 본 연구에서는 알칼리금속을 활성물질로 사용하여 분무건조법으로 제조한 HCl 흡수제에 대해 물성 및 HCl과의 반응성을 살펴보았다. $300-500^{\circ}C$ 영역에서 K-계 및 Na-계 흡수제에 대해 고정층반응기에서 HCl 가스를 함유한 모사 합성가스를 이용하여 상압 조건에서 Cl 흡수능을 측정한 결과 15wt% 이상의 흡수능을 나타내었으며 반응온도가 높을수록 흡수능이 증가함을 알 수 있었다. XRD 분석을 통하여 Cl은 K 및 Na와 반응하여 KCl과 NaCl을 형성하면서 흡수됨을 알 수 있었다. 20 bar 조건에서 실험한 결과에서도 동일한 경향의 반응성을 나타내었으며 반응온도가 낮을수록 흡수능은 감소하지만 Cl을 더 낮은 농도로 정제할 수 있었다. 본 실험에 사용된 Na 및 K계 흡수제는 모두 연소 후 배가스 중 $CO_2$를 제거하기 위한 흡수제로 사용되는 고체 흡수제이다. 석탄화력발전소 배가스에 연계되어 $CO_2$ 회수실험에 사용되었던 사용 후 $CO_2$ 흡수제에 대해 HCl 흡수 실험을 수행한 결과에서도 우수한 HCl 제거 성능을 보여 주었다. 이로부터, 폐 $CO_2$ 흡수제의 HCl 흡수제로서의 활용가능성을 확인 하였다.

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유동층 공정변수의 고체입자 마모에 미치는 영향 (The Effect of Fluidized-Bed Variables on Attrition of Solid Particles)

  • 문영섭;이창근;손재익;류청걸;최정후
    • 공업화학
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    • 제16권5호
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    • pp.603-608
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    • 2005
  • 본 연구는 zinc titanate를 탈황제로 사용하는 유동층 탈황공정에서 고체 입자 마모특성을 고찰하는 것을 목표로 내경 0.035 m, 높이 1.34 m의 기체유동층 실험장치에서 수행되었다. 다공판 분배기에서 고속 분사 제트와 유동층 내부의 기포요동이 입자마모의 주요 원인으로 사료되었다. 탈황제의 마모속도가 작아서 회분식 측정결과가 연속식 유동층에 근사하게 적용될 수 있는 조건에서 수행되었다. 탈황공정에서 주요 변수인 기체유속, 온도, 압력, 층물질량의 변화에 따른 AI(attrition index)와 CAI(corrected attrition index)를 측정하였다. AI(5), CAI(5)는 층 무게가 증가함에 따라 감소하였다. 입자는 일정기간 충격에 의한 피로현상이 있은 후 마모되는 것으로 판단되었다. AI와 CAI는 기체속도, 상대습도, 압력이 증가함에 따라, 온도가 감소함에 따라 증가하였다. 입자마모는 주로 제트에 의하여 일어났으며 절단(fragmentation)보다 마쇄(abrasion)에 의하여 더 많은 미분입자가 발생하였다.

Dispersive Solid Phase Extraction을 사용한 우유 내 잔류농약 다성분 동시 분석법 비교연구 (Comparative Evaluation of the Analytical Methods used to Determine Pesticide Residues in Milk via Dispersive Solid Phase Extraction)

  • 오남수;신용국;이지영;백승천
    • Journal of Dairy Science and Biotechnology
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    • 제33권1호
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    • pp.27-34
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    • 2015
  • 본 연구에서는 dispersive-SPE를 사용하여 간편하고, 신속하며, 경제적인 우유 내 19종 잔류농약의 동시 다성분 분석법을 설정하고자 하였다. Liquid-liquid partitioning method와 low-temperature cleanup method를 적용한 추출방법과 PSA 및 PSA + C18의 sorbent가 사용된 dispersive-SPE를 사용한 정제방법을 비교 실험하였으며, GC/MS의 선택이온 검색법(selected ion monitoring, SIM)으로 정량 분석하였다. matrix-matched standards와 matrix-free standards를 사용하여 분석방법의 matrix enhancement effect를 확인하였고, 분석방법 설정을 위한 비교실험의 결과, low-temperature cleanup 방법으로 추출하여 dispersive-SPE(PSA + C18)로 정제하는 방법이 시료 추출물의 간섭물질을 제거하는데 가장 효과적이고, 첨가한 $1{\mu}g/mL$에 대한 개별 농약 성분의 회수율 또한 전체적으로 가장 높은 수준을 나타내었으며, 모든 농약 성분의 RSD(%)가 20% 이하로서 기준에 적합한 재현성을 나타내었다.

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연소전 $CO_2$ 회수를 위한 고체 흡수제 및 WGS 촉매 특성 평가 (Solid $CO_2$ sorbents and WGS catalyst for pre-combustion $CO_2$ capture)

  • 엄태형;이중범;박근우;최동혁;백점인;류청걸
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.111.1-111.1
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    • 2010
  • 석탄가스화복합발전(IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)의 고온 고압 합성가스로부터 $CO_2$를 저비용으로 포집하기 위한 연소전 포집 기술 중 유동층 촉진수성가스전환(SEWGS) 공정이 제안되어 연구개발 중에 있다. 연소전 $CO_2$ 포집을 위한 SEWGS 공정은 동일한 2탑 순환 유동층 반응기에서 고온 고압의 합성가스($H_2$, CO)를 유동층 WGS 촉매를 사용하여 CO를 $CO_2$로 전환하는 동시에 전환반응으로 생성된 $CO_2$를 흡수제를 이용하여 포집하는 기술이다. 본 연구는 $CO_2$ 회수와 WGS 반응이 동시에 이루어지는 공정에 적용 가능한 건식 재생 흡수제 및 유동층 WGS 촉매 개발을 목표로 $CO_2$ 흡수제(P Series) 및 WGS 촉매(PC Series) 조성을 제안하고 분무건조기를 이용하여 6~8kg/batch로 성형 제조하였다. 제조된 $CO_2$ 흡수제 및 촉매의 특성 평가 결과 내마모도(Attrition resistance)를 포함한 물리적 특성이 유동층 공정의 요구조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 모사 석탄 합성가스를 이용하여 20bar, $200^{\circ}C$ 흡수/$400^{\circ}C$ 재생 조건에서 열중량 분석기(TGA) 및 가압 유동층(Fluidized-bed) 반응기를 통한 흡수제의 $CO_2$ 흡수능 평가를 수행하였다. 그 결과 내마모도(AI) 3% 이하로 기계적 강도가 우수하며, $CO_2$ 흡수능 17.6 wt%(TGA) 및 11wt%(가압 유동층)를 나타냈다. 유동층 WGS 특성 평가 결과 내마모도가 7~35%로 우수하였고, CO 전환율은 $200^{\circ}C$에서 80% 이상으로, 유동층 SEWGS 공정에 적용 가능한 특성을 확인하였다.

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계면활성제를 코팅한 알루미나에 부동화한 2-Mercaptobenzimidazol을 이용한 구리이온의 정량 (Determination of Copper Ion with 2-Mercaptobenzimidazol Immobilized on Surfactant-Coated Alumina)

  • Absalan, G.;Goudi, A.Aghaei
    • 대한화학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.141-146
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    • 2007
  • 2-mercaptobenzimidazol을 착화제로 사용하여 천연수 중 흔적량의 구리를 분리-예비농축-정량하는 과정을 보고한다. 이 방법은 황산소듐도데실과 γ-알루미나를 물속에서 혼합할 때 γ-알루미나 위에 형성되는 계면활성제 응집체에 기반을 두고 있는데, 2-mercaptobenzimidazol이 산성 매질 속에서 생성된 부가미셀 내부의 소수성 부분으로 들어가 구리 이온의 예비농축과 정량에 적합한 조립체가 된다. 수용액으로부터 μg/ml 수준의 구리이온을 흡착제로 흡착하는 최적 실험조건을 알아내었다. 구리 이온은 pH 7.1-8.0 범위에서 흡착제에 정량적으로 흡착되며 설포살리산을 용리액으로 사용하여 정량적으로 탈착할 수 있다. 용액 중의 다른 이온은 구리 이온의 정량을 방해하지 않았으며, 이 방법을 강물 분석에 적용하니 상대표준편차가 4.91%였다.

Simultaneous Fluorimetric Determination of On-line Preconcentrated HANs, DCAD and TCAD by Using RPLC with a Postcolumn Derivatization System

  • Jung, Sung-Woon;Choi, Yong-Wook
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권6호
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    • pp.1783-1790
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    • 2013
  • A simultaneous analytical method has been developed for the fluorimetric determination of haloacetonitriles (HANs) [dichloroacetonitrile (DCAN), trichloroacetonitrile (TCAN), dibromoacetonitrile (DBAN), haloacetamides [dichloroacetamide (DCAD), and trichloroacetamde (TCAD)] in drinking water by using the combined on-line perconcentration/reversed phase liquid chromatography (RPLC)-postcolumn detection system. This on-line perconcentration system was achieved by employing a precolumn packed with a commercial solid phase extraction (SPE) sorbent for the enrichment and purification of the target analytes. The haloacetonitriles and haloacetamides were separated on CN analytical column in a 7.5% methanol-0.02 M phosphate buffered mobile phase at pH 3. The column effluents were reacted with postcolumn reagents of ophthaldialdehyde (OPA) and sulfite ion at pH 11.5, to produce a highly fluorescent isoindole fluorophore, which were measured with a fluorescence detector. Under the optimized conditions for RPLC and the postcolumn derivatization system all of the coefficient of determination of the standard calibration curves for the target analytes were over 0.99 and had a linear range from 5 to 100 ${\mu}g/L$. The detection limits showed 1.6 ${\mu}g/L$ for DCAD, 0.1 ${\mu}g/L$ for TCAD, 0.6 ${\mu}g/L$ for DCAN, 1.6 ${\mu}g/L$ for TCAN and 1 ${\mu}g/L$ for DBAN, and the recoveries were ranged from 64 to 99% except for DCAD with precisions less than 4.9% in distilled water, and from 72(${\pm}4%$) to 116%(${\pm}2%$) in tap water.

공기중 이소시아네이트류의 측정 및 분석방법에 관한 비교연구 (A Comparison of Sampling and Analytical Methods for Airborne Isocyanates)

  • 변혜정;윤충식;백남원
    • 한국환경보건학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.32-42
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    • 1996
  • This study was performed to evaluate accuracy and precision of filter method and impinger method for analyzin airborne isocyanates in mixture (2, 6-TDI, HDI, 2, 4-TDI, MDI). Filter method was performed using the OSHA Method 42 and impinger method using the NIOSH Method 5521. The samples were analyzed by high performance liquid chromatography-ultraviolet detector (HPLC-UVD). After the optimum operating conditions for each method were investigated, samples with various concentration levels were quantified at the conditions. The precision was expressed by the pooled coefficient of variation(C.V.) and the accuracy by overall accuracy. The results are summarized as follows: 1. The optimum condition of filter method was determined at 35/65 ACN/buffer (0.01 M ammonium acetate) in mobile phase. And in case of impinger method, it was at 30/70 ACN/buffer(0.2 M sodium acetate). The effect of concentrations of acetate on the separation of the peaks was not significant, but, the effect of ACN/buffer ratio was significant. 2. The correlation coefficients for the two methods were above 0.9 in all isocyanate compounds. Average recovery efficiencies for 2, 6-TDI, HDI, 2, 4-TDI and MDI in filter method were 92.4%, 102.6%, 87.3% and 101.0%, respectively. Those in impinger method were 106.6%, 106.7%, 99.0% and 103.6%, respectively. As a result, the recovery efficiency of impinger method was higher than those of filter method in analyzing isocyanate compounds. 3. The pooled coefficients of variations of the methods were slightly higher than expected. The overall accuracies of the methods were within $\pm 25%$ for each isocyanate compound. Since these results satisfy NIOSH criteria, the accuracy of the experiment is appropriate. 4. As seen above, impinger method is more efficient than filter method. But, there are many disadvantages in impinger method. Therefore, solid sorbent such as a glass fiber filter must be developed in order to have the high efficiency not less than that of impinger method in the future.

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Antioxidant Status and its Relationship to Plasma Cytokine Levels in Korean Elderly Women Living in Seoul

  • Kim, Mi-Joung;Kim, Jung-Hee
    • Journal of Community Nutrition
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    • 제6권2호
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    • pp.103-109
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    • 2004
  • Body antioxidant status is an important factor for the prevention of many chronic diseases in the elderly. This study was done to investigate antioxidant status and its relationship to immune response by measuring plasma cytokine (IL-2 and IL-6) levels in elderly women. Subjects were 76 elderly women aged over 60 years, visiting Jangwhi Social Welfare Center of Seongbook-Gu in Seoul. Subjects were divided into 3 groups according to age (< 65, 65 - 74, > 75). Dietary intakes were assessed by semi-quantitative food frequency questionnaires (SFFQ). Plasma vitamin C level was measured by 2,4-dinitrophenylhydrazine method and plasma levels of vitamin E, A and ${\beta}$-carotene were measured by HPLC. Plasma levels of IL-2 and IL-6 were determined with a solid phase sandwich enzyme linked-immuno-sorbent assay (ELISA) using commercial kits. The average intakes of antioxidant vitamins were 96.3mg (137.5% of RDA) for vitamin C and 523.3 ${\mu}$gRE (74.8% of RDA) for vitamin A in elderly women. All of the average plasma levels of antioxidant vitamins were within normal range. However the percentage of the elderly women with deficiency plus marginal values were 7.9% in vitamin C, 9.2% in vitamin A and 7.9% in vitamin E. Plasma levels of IL-2 and IL-6 were 27.1${\pm}$7.1pg/ml and 5.9${\pm}$5.3pg/ml in elderly women. Correlation data showed that plasma IL-2 level was negatively correlated with plasma vitamin C level. In addition, IL-6 level was also negatively correlated with plasma vitamin C, A and E levels, respectively. There was a significant positive correlation between erythrocyte thiobarbituric acid-reactive substance(TB-ARS) level and plasma IL-2 or IL-6 levels. In addition, erythrocyte TBARS level showed a significant positive correlation with plasma total antioxidant status (TAS) level and a significant negative correlation with plasma vitamin C level. Overall results might imply that the decreased levels of antioxidant vitamins result in an increase in oxidative stress and thereby increase cytokine production such as IL-2 and IL-6. However further research is required to elucidate these relationships.

커피찌꺼기의 효율적인 열화학 전환을 위한 전이 금속 기반 첨가제 효율 평가 (Efficiency Evaluation of Transition Metal-Based Additives for Efficient Thermochemical Conversion of Coffee Waste)

  • 조동완;장정윤;김선준;임길재
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제27권1호
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    • pp.17-24
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    • 2022
  • This work examined the effect of mixing transition metal-based additives [FeCl3, Fe-containing paper mill sludge (PMS), CoCl2·H2O, ZrO2, and α-Fe2O3] on the thermochemical conversion of coffee waste (CW) in carbon dioxide-assisted pyrolysis process. Compared to the generation amounts of syngas (0.7 mole% H2 & 3.0 mole% CO) at 700℃ from single pyrolysis of CW, co-pyrolysis in the presence of Fe- or Zr-based additives resulted in the enhanced production of syngas, with the measured concentrations of H2 and CO ranging 1.1-3.4 mole% and 4.6-13.2 mole% at the same temperature, respectively. In addition, α-Fe2O3 biochar possessed the adsorption capacity of As(V) (19.3 mg g-1) comparable to that of ZrO2-biochar (21.2 mg g-1). In conclusion, solid-type Fe-based additive can be highly considered as an efficient catalyst to simultaneously produce syngas (H2 & CO) as fuel energy resource and metal-biochar as sorbent.