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김준형,양희철,강문자,강용,윤종성 한국화학공학회 2001 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.39 No.4
소결시킨 kaolin 흡착제 고정층에서의 기체상 납 흡착반응을 973-1,173 K의 온도범위에서 속도론적으로 고찰하였다. 흡착 반응속도에 대한 반응온도 및 기체상 반응물 농도의 영향은 속도론적 모델을 통한 실험자료 분석으로 평가되었다. 납-흡착제 반응에 대한 보다 자세한 정보는 반응 전·후 흡착제에 대한 XRD(X-ray diffraction) 분석 및 현미경분석으로 얻어졌다. Kaolin 광물의 소결 생성물인 metakaolinite와 기체상 납과의 반응은 안정적인 금속-광물 화합물(PbAl₂Si₂O_8)을 생성하였다. 반응온도의 증가는 납 제거속도를 증가시켰지만 최대 흡착량에는 영향을 주지 못했다. 납 농도에 대한 반응차수, m은 1.67로 결정되었다. Arrhenius식에 의해 구해진 활성화에너지 E_a는 10.16 ㎉/㏖ 이었다. This study investigated the kinetics of the sorption reaction for gaseous lead capture in the packed bed of calcined kaolin at 973-1,173 K. The effects of bed temperature and gaseous reactant concentration on the sorption reaction rate were observed by the analysis of experimental data with a developed kinetic model. Detailed information on the lead-sorbent reaction were obtained by the XRD(X-ray diffraction) pattern analysis and the microscopic analysis of pre- and post-sorption sorbent samples. The reaction between metakaolinite, which is the calcination product of kaolin minerals, and the gas-phase lead generated stable metal-mineral complexes(PbAl₂Si₂O_8). An increase in bed temperature resulted in an increase of capturing rate, but it had no effect on maximum uptake. The order of sorption reaction with respect to the lead concentration, m, was determined to be 1.67. The activation energy, E_a was estimated as 10.16 ㎉/㏖, according to the Arrhenius relationship.
이재희,김정국,양희철,김준형,이제근 한국화학공학회 2003 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.41 No.1
KA, NaA, CaA 및 NaX 제올라이트가 충전된 실험실 규모의 흡착층을 이용하여 SO_2 유입농도, 충전층 높이 및 공간속도를 변화시키면서 SO_2 흡착실험을 수행하였다. 평형흡착량과 파과시간 모두 제올라이트 세공크기에 따라 KA, NaA, CaA, NaX 순으로 증가하였다. NaX상에서 SO_2를 흡착시킬 경우 SO_2 유입농도 504ppm 이하에서 파과시간은 증가하나 역시 물질전달범위도 증가하여 물질전달 속도는 감소하였다. Wheeler 식으로부터 제올라이트상의 파과시간에 대한 평형흡착량, 공간속도 및 1/C_0의 관계를 확인한 결과, 504ppm 이상보다 504ppm 이하의 저농도에서 파과시간이 상대적으로 증가하였다. The experimental of SO_2 adsorption, with varying SO_2 concentration, packed-bed depth, and space velocity, was carried out using a lab-scale fixed bed with zeolites, such as KA, NaA, CaA and NaX. Both of an equilibrium adsorption capacity and a breakthrough time increased with zeolite pore size, in order of KA, NaA, CaA and NaX. Breakthrough time of NaX increased under SO_2 concentration of 504 ppm, but mass transfer rate decreased due to expansion of mass transfer zone. Breakthrough time is relatively increased in the low gas concentration(<504 ppm) more than high concentration(>504 ppm), which is proved by the effects of equilibrium adsorption capacity, space velocity and l/C_0 for the zeolite from the relationship of Wheeler equation.
조용준,양희철,은희철,유재형,김준형 한국화학공학회 2003 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.41 No.5
용융염산화는 혼성폐기물과 유해폐기물을 효과적으로 산화 및 분해할 수 있는 소각대체기술중 하나이다. 본 연구에서는 직경이 0.079 m이고 높이가 0.653 m인 용융염산화 반응기에서 기체체류량 및 기-액 흐름특성에 대한 연구를 수행하였다. 액상으로 용융탄산나트륨을 기상으로 건조된 공기를 사용하였으며 기체유속(0.05-0.22 m/s)과 용융염온도(870-970℃) 변화가 기체체류량 및 기-액 흐름특성에 미치는 영향을 규명하였다. 기체체류량은 용융염 온도가 상승함에 따라 증가하였는데, 이는 용융염 온도의 증가로 인해 용융된 탄산나트륨의 점도와 표면장력이 감소하였기 때문이다. 실험에서 얻어진 기체체류량 데이터를 drift-flux 모델에 적용하여 용융염반응기 내의 흐름특성을 규명할 수 있었으며, 이를 통해 흐름영역에 따른 기체체류량을 정확하게 예측할 수 있었다. Molten salt oxidation is one of the most promising alternatives to incineration that can be used to efficiently destroy the organic components of mixed wastes and hazardous wastes. In this study, the gas holdup and gas-liquid flow characteristics are investigated in the molten salt oxidation reactor (0.076 m D×0.653 m H.). Effects of input air velocity (0.05-0.22m/s ) and molten salt temperature (870-970℃) on the gas holdup and flow characteristics have been studied. Molten carbonate as the liquid phase and air as the gas phase have been used in this study. The gas holdup increases with increasing molten salt temperature due to the decrease of viscosity and surface tension of molten carbonate. The experimentally obtained gas holdups in the molten salt reactor have been well described and characterized by means of drift-flux model. The gas holdups with variation of the flow regime have been well predicted.