• 에너지공학
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• 제12권2호
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• pp.65-73
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• 2003

국내의 HAPs(Hazardous Air Pollutants)중 수은은 아직까지 관심의 대상이 아니지만 머지않아 문제가 될 것으로 예측된다. 본 논문에서는 현재 국내외의 배가스 수은 배출현황과 처리기술에 대해 요약하였다. 미국을 중심으로 구미 각국에서는 대기분야의 연구개발이 수은에 집중되고 있다. 수은 제어 프로그램은 크게 두 가지로 방향을 잡고 있다. 하나는 기존의 WFGD(Wet Flue Gas Desulfurization)를 이용하여 수은을 산화시켜 제거하는 방법이며 다른 하나는 수은 제거효율이 높은 활성탄 또는 다른 novel sorbent (low-cost sorbent)를 사용하는 방법이다. 선진국에서는 2007년에 발전소 수은 제거설비 설치가 의무화 될 것이다. 본 논문에서 제공하는 자료는 국내에서 발전소 수은 규제가 시작될 때 효과적으로 적용될 수 있을 것이다.

• Carbon letters
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• 제7권4호
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• pp.249-258
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• 2006

Treatment of water hyacinth with sulphuric acid produces carbonaceous materials that have been used to remove Cu(II) and Cd (II) ions from aqueous solutions. Untreated water hyacinth was also used for the subject of comparison. The textural properties of the carbonaceous materials were determined from nitrogen adsorption at 77 K. The optimum pH for the sorption of Cu (II) and Cd (II) ions on the investigated sorbents was determined. Dynamic adsorption measurements have been taken at 298 K whereas equilibrium measurements were carried out at 298, 313 and 323 K. The adsorption of nitrogen at 77 K on the untreated sample was too low and the surface areas of the treated samples 2, 3 and 4 were found between $70-208\;m^2/g$. The total pore volumes of these samples which were determined for the carbonaceous materials investigated were found to be 0.076-0.140 ml/g. The kinetic adsorption data of Cu (II) and Cd(II) were applicable to both pseudo - first and pseudo-second order but fit more the latter order. The equilibrium adsorption data were found to fit Freundlich and Langmiur equations. The values of DG, DH and DS are all negative indicating the feasibility and the spontaneous nature of the sorption of Cu (II) and Cd (II) ions by the sorbents investigated.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.382-390
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• 2015

Poly(methyl methacrylate) (PMMA) supports and amine additives were investigated to adsorb $CO_2$. PMMA supports were fabricated by using different ratio of pore forming agents (porogen) to control the BET specific surface area, pore volume and distribution. Toluene and xylene are used for porogens. Supported amine sorbents were prepared by wet impregnation of tetraethylenepentamine (TEPA) on PMMA supports. So we could identify the effect of the pore structure of supports and the quantity of impregnated TEPA on the adsorption capacity. The increased amount of toluene as pore foaming agent resulted in the decreased average pore diameter and the increased BET surface area. Polymer supports with huge different pore distribution could be fabricated by controlling the ratio of porogen. After impregnation, the support with micropore structure is supposed the pore blocking and filling effect so that it has low $CO_2$ capacity and kinetics due to the difficulty of diffusing. Macropore structure indicates fast adsorption capacity and low influence of amine loading. In case of support with mesopore, it has high performance of adsorption capacity and kinetics. So high surface area and meso-/macro- pore structure is suitable for $CO_2$ capture.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제27권3호
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• pp.318-324
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• 2010

In this study, commercial pellet type sorbents for the collection of $CO_2$ from a local municipal waste incinerator were prepared and characterized in terms of adsorption efficiency by varying the operating conditions of a field process. The concentration of $CO_2$ in the flue gas ranged from 8 to 10%, which entered the test packed bed. As a result of this experiment, the sorbent procured from A-company, which is mainly composed of calcium compounds, showed the highest adsorption efficiency. The regeneration efficiency was fairly low, however. It also was found that based on adsorption breakthrough time, the relatively low flow rate of 10 LPM into the bed allowed higher collection efficiency. The higher flow rate of 40 LPM, on the other hand, tended to decrease the retention of the adsorption.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권6호
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• pp.11-21
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• 2022

Sorption of phenanthrene (PHE) and pyrene (PYR) in several sorbents, i.e., natural soil, BionSoil^®, Pahokee peat, vermicompost and Devonian Ohio Shale and a surfactant (hexadecyltrimethyl ammonium chloride)-modified montmorillonite (HDTMA-M) were investigated. Pyrene exhibited higher sorption tendency than phenanthrene, as predicted by its higher octanol to water partition coefficient (K_ow). Several sorption models: linear, Freundlich, solubility-normalized Freundlich model, and Polanyi-Manes model (PMM) were used to analyze sorption isotherms. Linear isotherms were observed for natural soil, BionSoil^®, Pahokee peat, vermicompost, while nonlinear Freundlich isotherms fitted for Ohio shale and HDTMA-M. The relationship between sorption model parameters, organic carbon content (f_oc), and elemental C/N ratio was studied. In the binary competitive sorption of phenanthrene and pyrene in natural soil, competition between the solutes caused reduction in the sorption of each solute compared with that in the single-solute system. The ideal adsorbed solution theory (IAST) coupled with the single-solute Freundlich model was not successful in describing the binary competitive sorption equilibria. This was due to the inherent nature of linear sorption of phenanthrene and pyrene in natural soil. The result indicates that the applicability of IAST for the prediction of binary competitive sorption is limited when the sorption isotherms are inherently linear.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.499-505
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• 2010

본 연구에서는 두 개의 기포유동층으로 구성된 연속장치(높이: 1.2 m, 내경: 0.11 m)를 이용하여 실험장치의 최소유동화속도와 고체순환량을 측정하여 수력학적 특성을 파악하고 흡수-재생 조업변수에 의한 반응특성을 알아보았다. 사용된 K-계열 건식흡수제는 한국전력연구원으로부터 공급되었고 $CO_2$ 흡수를 위한 35%의 탄산칼륨과 기계적 강도를 위한 65%의 지지체로 구성되어 있다. 연속 장치는 두 개의 기포유동층 반응기, 수송관, 상승관, 냉각장치, 분석기, 히터 등으로 구성되어 있다. 이 장치의 최소유동화속도는 0.0088 m/s이고 수송관의 유속이 1.05 m/s일 때 고체순환량은 $10.3kg/m^2{\cdot}s$로 측정되었다. 모사가스를 이용하여 실험을 수행하였고 흡수반응기 입구 $CO_2$ 농도(Dry basis)는 약 10 vol%였고, 온도는 흡수반응온도 $70^{\circ}C$, 재생반응온도 $200^{\circ}C$에서 각각 일정하게 유지하였다. 반응기의 차압은 흡수반응기 $415mmH_2O$, 재생반응기 $350mmH_2O$에서 안정적으로 유지하였다. 실험은 조업변수들인 $H_2O$ 주입농도(7.28~19.66%), 모사가스 유속(0.053~0.103 m/s), 흡수반응온도($60{\sim}80^{\circ}C$), 재생반응온도($150{\sim}200^{\circ}C$), 고체순환량($7.0{\sim}10.3kg/m^2{\cdot}s$)의 변화에 따라 반응실험이 실시되었다. 각 변수실험은 정상상태 도달 후 1시간 정도 유지한 후 결과를 저장, 분석하였다. 실험결과 수증기 주입량, 재생반응온도, 고체순환량이 증가할수록 제거율은 증가하였고 흡수반응온도, 유속이 증가함에 따라 제거율은 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.646-653
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• 2012

본 연구는 한국에너지기술연구원(KIER)에서 개발한 건식 $CO_2$ 흡수공정에 대한 경제적 타당성을 분석하고, 경쟁 기술과 비교함으로써 기술의 경제적 유효성을 판단하기 위한 것이다. 500 MW 급 석탄화력 발전소를 대상으로 건식 흡수제를 사용한 $CO_2$ 흡수공정의 초기투자비와 연간운전비를 산정하여 LCOE(Levelized Cost of Energy)와 $CO_2$ 포집 비용을 산출한 결과 각각 32.46$/MWh와 28.15$/톤$CO_2$로 분석되었다. 경제성분석을 위한 기본조건들을 가정하여 $CO_2$ 판매가격, 전력비, 흡수제 가격 및 투자비를 대상으로 순현재가치(NPV), 내부수익율(IRR) 및 민감도분석을 수행하였다. $CO_2$를 회수하여 판매할 경우, $CO_2$ 배출권가격이 $CO_2$ 톤 당 50$로 가정하였을 때, 한국에너지기술연구원에서 개발한 건식 $CO_2$ 흡수공정의 IRR은 15%, NPV는 6,631,000$였으며, 투자회수기간(PBP)은 5.93년으로 추산되어 경제성 측면에서 유효하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.140-145
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• 2005

본 연구에서는 주 반응물질로 CuO를 사용하고, $Fe_2O_3$의 함량을 7.5 wt%, 15 wt%, 22.5 wt%로 변화시키고, 지지체 $SiO_2$의 함량을 25 wt%로 고정하여 흡수제를 제조하였다. 특히 소성온도의 변화에 따른 흡수제의 탈황성능의 변화를 조사하기 위하여, 흡수제의 소성 온도를 700, 900 그리고 $1,100^{\circ}C$로 달리하여 흡수제를 제조하였다. 제저된 흡수제는 GC/소형반응기를 이용하여 사이클 실험을 하였으며, 이때 흡수제의 황화온도는 $500^{\circ}C$, 재생온도는 $700^{\circ}C$로 하였다. 반응 전후의 XRD 분석을 통하여 화합물의 형태를 확인하였으며, BET 분석을 통하여 소성온도의 변화에 따른 흡수제의 표면적 변화를 조사하였다. 또한, 장기사이클에서 $700^{\circ}C$에서 소성된 CFS3 흡수제(CuO : $Fe_2O_3$ : $SiO_2$=52.5 wt% : 22.5 wt% : 25 wt%)의 $H_2O$의 유/무에 따른 탈황성능의 변화를 확인하였다. 그 결과 소성온도에 따른 비표면적의 변화는 크게 나타나지 않았다. 또한, 장기사이클에서 $H_2O$에 의한 탈황성능의 저하를 확인할 수 있었다. 특히 $1,100^{\circ}C$에서 소성된 CFS1 흡수제(CuO : $Fe_2O_3$ : $SiO_2$=67.5 wt% : 7.5 wt% : 25 wt%)의 경우에는 $H_2O$가 존재함에도 불구하고, 100 사이클이 지난 후에도 흡수제 100 g당 10 g의 황을 제거할 수 있는 탈황성능을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.333-338
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• 2015

본 연구에서는 재생가스조성에 따른 건식 흡수제의 재생률, $CO_2$ 흡수능 그리고 응집 특성에 관한 연구를 실시하였다. 실험은 내경 0.05 m, 높이 0.8 m이며 석영으로 제작된 회분식 기포 유동층 반응기에서 수행되었으며 흡수제는 연속공정의 흡수반응기 후단에서 채취한 입자를 사용하였다. 반응성에 관한 연구는 재생반응 유동화 기체의 조성을 $CO_2$, $H_2O$, $N_2$의 농도를 다양하게 변화시키며 수행하였다. 실험결과 재생온도가 증가함에 따라 흡수반응 동안의 흡수능이 증가하는 경향을 나타내었으며 재생기체에 포함된 수분의 함량이 증가함에 따라 흡수능이 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 재생반응기체로 $N_2$ 100%를 사용한 경우 흡수반응 동안의 흡수능이 가장 높게 나타났으며, ($H_2O+N_2$)를 사용한 경우, $CO_2$ 100%를 사용한 경우, ($H_2O+CO_2$)를 사용한 경우 순으로 흡수능이 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 응집특성에 관한 연구는 흡수제의 입자크기 변화와 흡수반응기체에 포함된 수분의 농도가 응집에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험결과 수분함량이 높고 입자크기가 작을수록 응집입자가 많이 생성되는 것으로 나타났다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.67-72
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• 2000

화석 연료중 석탄을 가장 경제적이고, 환경친화적으로 이용하는 신발전기술로 석탄가스 복합발전(IGCC)이 있으며, 이러한 신발전 기술의 핵심은 석탄가스화와 석탄가스 중에 있는 불순물을 제거하는 정제 기술이다. 현재 저온정제와 기존의 복합발전 시스템을 이용한 1세대 IGCC는 상용단계에 있으며 열효율은 40% 전후이다.(중략)