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Norborandiene 이량화 반응용 제올라이트 촉매 연구
정관형,박은서,한정식,정병훈,전종기 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
Norbornadiene(NBD)의 이량화 반응을 통해 고밀도에너지 연료인 penta cyclic exo-exo NBD dimer, hexacyclic exo-endo NBD dimer, hexacyclic endo-endo NBD dimer 등을 제조 할 수 있다. 기존 공정에서는 고가의 균일계 촉매를 사용하기 때문에 촉매 회수 및 재활용이 거의 불가능하다. 본 연구의 목적은 Norbornadiene의 이량화 반응을 통해 NBD dimer를 제조하기 위한 불균일계 촉매를 개발하는 것이다. 제올라이트 촉매 및 메조기공 촉매를 사용하여 고온 및 고압의 조건에서 norbornadiene의 이량화 반응을 수행했다. 반응 시간에 따른 norbornadiene conversion과 norbornadiene dimer의 선택도 및 수율을 분석하였다.
Y zeolite를 이용한 norbornadiene 이량화 반응에서 toluene solvent가 미치는 영향
정관형,전종기,김종진,조동인,한정식,정병훈 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
추진제 연료의 에너지의 효율을 높이기 위해서는 같은 양이지만 밀도나 발열량이 높은 high density liquid fuels(HDLFs)의 개발이 필요하다. 현재 국내생산 10만톤 정도인 cyclopentadiene(CPD)는 저부가가치 물질로 저가에 판매되고 있다. 이를 actylene과 반응시켜 norbornadiene(NBD)를 생성한 후 이량화반응을 통해 norbornadiene dimer(NBDD)를 생성하여 HDLFs를 생성하게 되면 고부가가치 물질로 전환할 수 있다. 본 연구에서는 Y zeolite를 이용한 NBDD 제조 반응에서 toluene solvent가 NBD의 conversion과 NBDD의 yield에 미치는 영향을 분석하였다.
노후 특수·화물 차량 PM/NOx 저감을 위한 SDPF 촉매 및 코팅 기술 연구
정관형 ( Kwanhyoung Jeong ),서필원 ( Philwon Seo ),오형석 ( Hungsuk Oh ),김종국 ( Jongkook Kim ),강소연 ( Soyeon Kang ),강정호 ( Jeongho Kang ),김현준 ( Hyunjun Kim ),신병선 ( Byeongseon Shin ) 한국공업화학회 2021 공업화학 Vol.32 No.6
본 연구에서는, 노후된 엔진을 사용하는 트럭 및 특수차량에서 배출되는 NO<sub>x</sub> 및 PM을 동시에 제거하기 위해 SDPF 후처리 시스템 연구를 수행하였다. 우선, SDPF의 SCR 촉매를 선정하기 위해서, V/TiO<sub>2</sub>와 Cu-zeolite 촉매의 de-NO<sub>x</sub> 성능을 비교하였으며, SCR 촉매특성분석은 BET, XRD 및 NH<sub>3</sub>-TPD를 통해 분석하였다. 촉매 활성시험 결과, Cu-zeolite 촉매가 가장 우수한 내열성을 보여주었다. 최적의 SDPF 코팅을 위해서, 목표로 설정된 입자 크기에 맞추어 슬러리를 제조하였다. SCR 코팅량에 따른 SDPF의 코팅안정성과 배압 결과, SDPF 촉매를 로딩량별로 A, B, C 샘플을 제작하여 코팅안정성과 배압 및 de-NOx 성능을 비교한 결과 B 샘플에서에서 가장 우수한 결과를 보였다. 최적 SDPF 후처리시스템에 대해 엔진동력계 시험을 실시하였으며, 시험결과 Eu-5 규제를 만족하였다. In this study, Selective Catalytic Reduction on Diesel Particulate Filter (SDPF) after-treatment system was introduced to simultaneously remove NO<sub>x</sub> and Particulate Matters (PM) emitted from trucks and special cargo vehicles using old engine. First, in order to select an Selective Catalytic Reduction (SCR) catalyst for SDPF, the de-NO<sub>x</sub> performance of V/TiO<sub>2</sub> and Cu-Zeolite catalysts were compared, and the SCR catalyst characteristics were analyzed through Brunauer Emmett Teller (BET), X-ray Diffraction (XRD) and NH3-TPD (Temperature Programmed Desorption). From the activity test results, the Cu-zeolite catalyst showed the best thermal stability. For optimal coating of SDPF, slurry was prepared according to the target particle size. From the coating stability and back pressure test results of SDPF according to the amount of SCR coating, As a result of comparing coating stability, back pressure, and de-NOx performance by producing A, B, and C samples for each loading amount of the SDPF catalyst, the best results were found in the B sample. The engine dynamometer test was conducted for the optimal SDPF after-treatment system, and the test results satisfied Eu-5 regulations.
슬러리 기포탑 반응기에서 폐콘크리트를 이용한 연속식 광물탄산화반응에서의 이산화탄소 흡수율 분석
손준영,정관형,김한솔,이철호,김진만,이상민,장원석,전종기 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
이산화탄소는 지구온난화의 주범으로써 범세계적으로 탄소배출량을 규제하여 줄이려는 노력을 하고 있다. 본 연구는 이산화탄소 저감 기술 확보를 위한 방법으로 광물탄산화법 이용하였다. 광물탄산화법은 이산화탄소의 지중저장, 해양저장에 비하여 단기간에 저장 가능 하며 용해되어 있는 Ca 및 Mg 이온과 이산화탄소를 반응시켜 고체상태로 만들어 저장하므로 누출로 인한 2차 피해가 없고 반영구적으로 저장할 수 있는 방법이다. 실험에 사용된 폐콘크리트는 Ca이온을 포함하고 있어 광물탄산화에 적합하고 건설폐기물을 재활용함으로써 친환경적인 결과를 가져온다. 실험은 연속식 반응기에서 실험을 진행하였으며 기포탑에 폐콘크리트와 물을 혼합한 슬러리를 펌프를 통해 연속적으로 공급하고 배출하면서 5% CO<sub>2</sub> 혼합가스를 주입하였다. CO<sub>2</sub>는 슬러리에 흡수되고 배출되는 CO<sub>2</sub>의 농도를 분석하여 흡수되는 CO<sub>2</sub>의 양을 계산하였다.
Batch 반응기에서 HY 제올라이트 촉매를 이용한 Norbornadiene 이량화 반응
조동인,정관형,김종진,한정식,정병훈,전종기 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
Hydrogenated-nobornadiene dimer(H-NBDD)는 high density liquid fuel(HDLF)로 용적이 제한된 물체에 에너지의 효율을 높이기 위한 연료로 사용되므로 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 석유화학공정에서 생산되는 cyclopentadiene(CPD)과 acetylene을 반응하여 norbornadiene(NBD)를 합성한 후 이량화 반응을 거치면 NBDD를 제조할 수 있다. 본 연구의 목적은 NBD 이량화 반응에 적합한 불균일계 촉매와 반응 조건을 선정하는 것이다. Batch 반응기에서 NBD 이량화 반응에 높은 활성을 보이는 촉매로 HY 제올라이트를 선정 한 후, 최적 반응 온도 및 압력을 탐색하였다. 또한 NBD 이량화 반응에 solvent가 미치는 영향을 분석하였다.
폐콘크리트의 입자 크기가 슬러리 기포탑에서의 광물탄산화 반응에 미치는 영향
김한솔,정관형,손준영,이철호,김진만,이상민,장원석,전종기 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
대기 중 온실가스의 농도가 급격히 증가하여 지구온난화와 기후변화를 가져왔고 그 피해는 매년 증가하고 있다. 우리나라도 2013년부터 의무감축대상국에 해당되어 전체 배출량의 약 4%의 이산화탄소를 저감해야 한다. 대기 중 CO<sub>2</sub> 농도를 감소시키기 위해 현재 이산화탄소 포집 및 저장(CCS, Carbon Capture & Storage)에 대한 연구가 진행되고 있으나, CO<sub>2</sub> 가스의 포집기술은 일정수준 기술 축적을 이룬 반면 포집된 CO<sub>2</sub> 가스의 저장기술은 미흡한 수준이다. 지중저장은 장기계획이며 저장시설 확보가 어려운 반면, 광물탄산화에 의한 이산화탄소 저장법은 단기간에 실용화가 가능하고, CO<sub>2</sub> 가스를 광물의 결정구조 내에 고정화를 시킬 경우 영구 저장이 가능하다. 광물탄산화 방법에는 건식광물탄산화와 습식광물탄산화가 있으며, 습식광물탄산화법을 활용할 경우 순수한 탄산염(Carbonate) 광물을 얻을 수 있으며, 산업에 재활용이 가능하다. 본 연구에서는 bubble column reactor에서 폐콘크리트 slurry의 입자 size를 변화시키면서 광물탄산화에 의해 생성된 CaCO<sub>3</sub>의 성분을 확인하여 최적 반응 조건을 확립하였다.