산업부산물의 Ca 성분 용출 특성 및 액상탄산화 반응을 이용한 침강성 탄산칼슘 제조에 관한 실험적 연구

임윤희,이주열,신재란,최창식,홍범의,강호종,박병현,Lim, Yun-Hui,Lee, Ju-Yeol,Shin, Jae-Ran,Choi, Chang-Sik,Hong, Bum-Ui,Kang, Ho Jong,Park, Byung Hyun 한국응용과학기술학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.1

본 연구에서는 이산화탄소 고정화에 있어 이산화탄소 전환을 위해 MEA를 이용한 습식화학흡수법의 셔틀메카니즘을 도입하였다. 또한 알칼리 무기물질을 다량 함유한 산업부산물을 습식탄산화법을 이용해 처리하고자 하였다. 즉, 산업부산물의 화학적 처리를 통해 칼슘이온을 용출하였다. 산성물질을 이용한 용출상징수를 ICP로 분석한 결과, 칼슘이온이 최대 17,900 ppm(1.79%)을 확보하였다. 또한 MEA를 이용한 습식 흡수공정을 통해 상온, 상압조건의 이산화탄소 분위기에서 94%의 전환률을 얻었다. 슬러지의 액상탄산화를 통해 슬러지 mg 당 0.175 mg의 이산화탄소를 고정하였으며, 최종생성물의 XRD 분석결과 일반적인 탄산칼슘의 결정구조인 calcite 형상을 확인하였다. The present study utilized a shuttle mechanism of wet chemical absorption using MEA. In addition, industrial by-products containing a large amount of inorganic alkali substances were utilized for wet carbonization process. Chemical pretreatment of industrial by-products extracted calcium ions. ICP result of calcium ion was obtained up to 17,900 ppm(17.9%) by acidic substance. And also, In this work, 94% of recovery rate was obtained using wet MEA absorption process from $CO_2$ flow at the ambient condition. Through the liquid carbonation process, a sludge was fixed with rate of 0.175 mg of $CO_2$ per mg of sludge. It was found from XRD results that the structure of final product was composed of a calcite structure which is general structure of $CaCO_3$.

아민 함침 입자상 활성탄의 특성 분석 및 이산화탄소 흡착능 평가연구

임윤희 ( Yun Hui Lim ),조영민 ( Young Min Jo ),김승호 ( Seung Ho Kim ) 한국유화학회 2013 한국응용과학기술학회지 Vol.30 No.1

본 연구는 1차 아민(MEA, monoethanolamine)으로 개질한 입자상 활성탄(WSC-470)을 이용하여 실내 저농도 이산화탄소를 제거하고자 하였다. MEA 함침농도(6.1∼42.7 wt.%)와 용매제(distillate water, ethanol, methanol) 종류에 따라 제조된 흡착제의 특성분석(BET, pore property, XPS)과 각 흡착제의 CO2가스에 대한 최대 흡착능, 3000 ppm의 저농도 CO2분위기에서의 흡착량을 측정하였다. MEA 농도가 증가할수록 물리적 특성인 비표면적, 공극률, 미세기공률 등은 감소한 반면, 표면 염기도 향상에 기여하는 질소 함량은 증가하였다. 이러한 물성변화로 인해 최대 흡착능은 초기 활성탄(RAC: 3.27 mmol/g) 대비 최대 71%(AC-MM(42.7, 40): 0.937 mmol/g)가 감소한 반면, 저농도 이산화탄소에 대한 선택적 흡착량은 45%(AC-MM(15.3, 40): 0.73 mmol/g)의 향상을 보였다. This study attempts to capture the low level carbon dioxide from indoor spaces using a granular activated carbon (WSC-470) which was modified with primary monoethanolamine. Adsorption capacity of the prepared adsorbents was evaluated for pure CO2 flow and 3000 ppm as a function of MEA concentration and solvents such as distilled water, ethanol and methanol. The AC based adsorbents then were characterized in terms of pore structure by BET and chemical functionalities by XPS. While high concentration of MEA reduced specific surface area, porosity and micro pores, nitrogen content which can enhance the surface basicity was increased. The maximum adsorption capacity decreased comparing to the initial AC pellets, whilst the potential of selective adsorption amount at low level CO2 was increased at 45% (0.73 mmol/g).

이산화탄소 흡수를 위한 글리신 금속염의 특성 연구

임윤희 ( Yun Hui Lim ),박영구 ( Young Koo Park ),조영민 ( Young Min Jo ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.3

본 연구는 이산화탄소에 대한 화학적 흡수공정의 새로운 흡수제로서 글리신 수용액의 화학적 특성과 흡수성능을 고 찰하였다. 이산화탄소 흡수에 관여하는 작용기인 아미노기를 활성화시키기 위해 세 종류의 알칼리원소(Na, Li, K)를 선택하여 글리신에 함침시켰다. 제조한 흡수제에 대한 IR 분석결과, 글리신 수용액의 암모늄이온(-NH3 + , 1600 cm -1 , single)형태로 존재하던 작용기가 아미노기(-NH2, 1550∼1650 cm -1 , scissoring)형태로 전환된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 1 H-NMR과 13 C-NMR 분석결과, 금속 양이온의 치환에 의한 염화현상(salting)으로 기존 글리신에서의 수소와 탄 소원자의 화학적 이동의 차이를 확인할 수 있었다. 즉, 치환된 금속의 전기 음성도에 따라 리튬염, 나트륨염 그리고 칼륨염 순으로 화학적 이동이 나타났다. 한편 상온에서의 이산화탄소 흡수량은 비교대상인 1차 아민이 가장 높았으며, 나트륨 글리신염, 리튬 글리신염, 칼륨 글리신염 순으로 나타났다. 그러나 연소공정 배출가스 내 이산화탄소 포집을 가정하여 온도상승(40, 60, 80 ℃)에 따른 실험결과, 나트륨 글리신염이 MEA보다 높은 흡수량을 보였다. This work deals with the chemical characterization of glycine aqueous solution in CO2 absorption. Three alkali elements were impregnated into the glycine in order to facilitate the formation of amino functionalities. The analysis by IR revealed the transformation of ammonium ions to the amino group. In addition, the NMR analysis showed that the substitution of metal cations to the chemical shift of hydrogen and carbon atoms in glycine; in order of lithium glycinate, sodium glycinate and potassium glycinate depending on the electro negativity. Meanwhile, the CO2 absorption at room temperature was the highest in primary amine solution, but at the increasing temperature sodium glycinate could capture more CO2 than that of the pure amine solution.

제올라이트 및 알칼리금속을 이용한 실내용 저농도 CO2 흡착제의 성능 평가

임윤희(Yun-Hui Lim),이주열(Ju-Yeol Lee),차유정(Yu-Joung Cha),박병현(Byung-Hyun Park) 한국유화학회 2013 한국응용과학기술학회지 Vol.30 No.3

In this study, CO2 adsorbent was produced for minimizing energy loss due to ventilation within the building. For improved selectivity about low concentration of CO2 in multiple-use facilities, the ball type adsorbent was modified from a commercial zeolite, alumina, alkali metals and activated carbon with mixing LiOH, binder, and H2O. We measured specific surface area, pore characteristic, and crystal structure of the modified adsorbent. Effects of alkalization on the absorptive properties of the adsorbents were investigated. Continuous column tests (2,000 ppm) and batch chamber tests (4m3, 5,000ppm) showed that the modified adsorbent indicated about the selectivity of CO2 more than 9.7% (0.613 mmol/g) compared with ordinary adsorbents and CO2 removal efficiency of 88.8% within l hour, respectively. It was estimated that the modified adsorbent was applicable to indoor environments.

금속담지 활성알루미나 촉매의 암모니아 저온연소반응

임윤희 ( Yun Hui Lim ),이주열 ( Ji Yeol Lee ),박병현 ( Byung Hyun Park ) 한국유화학회 2013 한국응용과학기술학회지 Vol.30 No.3

In order to improve the selective oxidation reaction of gaseous ammonia at a low temperature, various types of metal-impregnated activated alumina were prepared, and also physical and chemical properties of the conversion of ammonia were determined. Both types of metal (Cu, Ag) impregnated activated alumina show high conversion rate of ammonia at high temperature (over 300℃). However, at lower temperature (200 ℃), Ag-impregnated catalyst shows the highest conversion rate (93%). In addition, the effects of lattice oxygen of the developed catalyst was studied. Ce-impregnated catalyst showed higher conversion rate than commercial alumina, but also showed lower conversion rate than Ag-impregnated sample. Moreover, 5 vol.% of Ag activation under hydrogen shows the highest conversion rate result. Finally, through high conversion at low temperature, it was considered that the production of NO and NO2, toxic by-products, were effectively inhibited.

CO₂ 저감용 흡착제 및 흡착모듈 연구

임윤희(Yun Hui Lim),이주열(Ju Yeol Lee),박병현(Byung Hyun Park),홍승혁(Seung-Hyouk Hong),임동호(Dong-Ho Im),김요섭(Yo Seop Kim),김병순(Byung-Soon Kim) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 연구는 건물의 에너지 효율 향상을 위한 다중이용시설 및 공동주택의 환기시스템 개선의 요소기 술 중 하나인 이산화탄소 제거용 흡착제 및 흡착모듈에 관한 것이다. 제올라이트를 기반으로 제조한 이산화탄소 흡착제의 기본 물성 평가 및 저농도 이산화탄소에 대한 선택도를 통해 최적의 흡착제를 개발하였으며, 이를 환기시스템에 적용하기 위하여 흡착필터를 장착할 수 있는 흡착모듈을 형상별로 설계, 제작하여 평가하였다. 최적화된 흡착제가 충진된 흡착필터는 덕트 내 유속을 고려한 유속별, 흡 착층 높이에 따른 차압을 측정하여 2 m/s에서 20 mmAq 이하의 압력손실을 유지하였으며, 챔버시험 결과 80 % 이상의 CO₂ 제거효율을 확인할 수 있었다.

알칼리금속을 함침시킨 아미노산 염 수용액의 이산화탄소 흡수특성 연구

임윤희 ( Yun Hui Lim ),조영민 ( Young Min Jo ),박준석 ( Joon Seok Park ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.5

본 연구는 이산화탄소 흡수성능을 향상시키기 위하여 아미노산에 알칼리금속을 함침시키는 것이다. 사용된 아미노산은 글리신이었으며, 알칼리성분 추가에 따라 pH가 11까지 증가하였다. 시험제조한 아미노산 염은 회분식과 연속식 흡수공정에서 이산화탄소의 포집능을 평가하였다. 치환된 금속종류에 따른 이산화탄소 흡수량은 Sodium Glycinate (Na-Gly) ≥ Lithium Glycinate (Li-Gly) > Potassium Glycinate (K-Gly) 순으로 나타났다. 흡수반응온도에 따른 CO2 흡수량 시험결과, 20 ℃에서는 알칼리금속을 함침시킨 아미노산 염이 1차 아민보다 약간 낮은 흡수능을 보였으나, 연속식 흡수반응기에서는 10% CO2 흐름에 대하여 반응기 내부온도가 상승하면서(40 ℃, 60 ℃) 아미노산 염의 흡수량 증가폭이 아민에 비하여 상대적으로 크게 나타났다. The present study attempted to impregnate alkali metals to amino acid in order to improve CO2 absorption capacity. A used amino acid was glycine, of which pH increased up to about 11 with the addition of alkalies. CO2 absorption capacity of amino acid salts was evaluated in a batch and a continuous process. The absorption capacity appeared in turns as; Sodium Glycinate ≥ Lithium Glycinate > Potassium Glycinate. Amino acid salts showed lower absolute capacity of CO2 absorption than primary amine (Monoethanolamine) at 20 ℃. In a continuous absorption with 10% CO2 flow, the increasing the reaction temperature, the increasing rate of absorption for amino and was higher that of than amino absorbent.

글리신 금속염 함침 입자상 활성탄의 저농도 이산화탄소 흡착능 평가연구

임윤희(Yun Hui Lim),A. A Adelodun,조영민(Young Min Jo) 한국대기환경학회 2014 한국대기환경학회지 Vol.30 No.1

저온플라즈마와 촉매를 이용한 톨루엔 분해 연구

임윤희(Yun Hui Lim),이주열(Ju-Yeol Lee),신재란(Jae-Ran Shin),최진식(Jin-Sik Choi),박병현(Byung Hyun Park) 한국유화학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4

This study was performed to obtain high conversion efficiency of C7H8 using non-thermal plasma and metal-supported catalyst. Adsorption-desorption characteristics of toluene was performed using 4A type (Zeolite) filled in a concentration reactor. Through this test, it was found that the concentration reactor has 0.020 g/g of adsorption capacity (at ambient temperature and pressure) and 3,600 ppm of desorption property at 150 oC (with in 20 min). In case of developed catalyst, toluene decomposition rate of Pd-AO (Pd coated catalyst) was better than Pd/Cu-AO and Pd/Ag-AO (Pd/Ag composite metal catalyst). Developed non-thermal plasma system was obtained flame amplification effect using injection process of desorbed tolune, and 98% of removal efficiency.

알칼리 활성화에 의한 고로슬래그 경화체의 제조 연구

신재란,임윤희,이주열,박병현,Shin, Jae Ran,Lim, Yun Hui,Lee, Ju Yeol,Park, Byung Hyun 한국응용과학기술학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.2

고로슬래그는 유동성 장기강도 및 내구성이 좋고 수화열을 낮아 경화체를 제조함에 따른 적용성이 우수하지만, 몇 가지 문제점을 갖는다. 시공시간이 증가하고 회전속도가 늦고 초기강도가 낮다. 본 연구에서는 알칼리활성화를 이용한 경화체 제조에 있어 필요한 알칼리 수용액을 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수의 전기분해를 통하여 공급하였으며. 알칼리 수용액을 이용하여 고로슬래그와 경화체를 제작하였다. 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다 : 모르타르의 압축강도는 NaOH 2%이하일 때는 감소하고, 6% 이하까지는 증가한다. 그리고 NaOCl의 함량이 증가할수록 압축강도도 증가한다. 그러나 NaCl이 모르타르에 존재하면 초기강도보다 재령 28일차 강도는 감소하게 된다. Blast Furnace Slag is good for enhancing the qualities of concrete such as reducing hydration heat increasing fluidity, long-term strength and durability, but it has some problems: construction time is increased or the rotation rate of form is decreased due to low development of early strength. In this study, an aqueous alkali solution for alkali activated reaction was obtained by the electrolysis using concentrated water discharged from seawater desalination process. Prepared aqueous alkali solution was applied to produce mortars using blast furnace slag. The results can be summarized as follows : For the mortar, compressive strength was decreased below 2% of NaOH and increased below 6% of NaOH. And compressive strength was increased gradually with increasing NaOCl contents. However, NaCl contents of mortars caused a decrease of 28days strength above early strength.