K2CO3 첨가에 따른 H2S 제거용 무기계 흡착제의 흡착성능 영향에 관한 연구

장길남,송영상,홍지숙,유영우,황택성 한국청정기술학회 2017 청정기술 Vol.24 No.3

The goal of this paper was to improve the performance of the adsorbent to remove H2S. Pellet type adsorbents were prepared by using four kinds of materials (Fe2O3, Ca(OH)2, Activated carbon, Al(OH)2) for use as a basic carrier. As the results of H2S adsorption tests, Fe2O3 and Activated Carbon improved the adsorption performance of H2S by 1.5 ~ 2 times, and Ca(OH)2 and Al(OH)2 showed no effect on H2S adsorption performance. Four basic materials were as carriers, and 5 wt% of KI, KOH and K2CO3 were added on the carriers, respectively. As the results of H2S adsorption tests, adsorbent containing K2CO3 showed thebest performance. As a result of H2S adsorption test with varying K2CO3 content from 5 to 30 wt%, it was confirmed that adsorption performance was increased up to 20 wt% of K2CO3 and adsorption performance decreased to 30 wt%. The H2S adsorption performance was modeled by using Thomas model with varying K2CO3 contents and the results were used for the adsorption tower design. It was shown that the experimental values and the simulated values were in good agreement with the contents range of K2CO3 up to 20 wt%. Based on these results, it is expected that not only the adsorption performance of H2S adsorbent is improved but also life time of the adsorbent is increased. 본 연구는 악취가스 물질(바이오가스의 불순물)의 하나인 H2S를 제거하기 위한 흡착제의 성능을 향상시키기 위해 수행하였다. 기본 담체로서 4가지 물질(Fe2O3, Ca(OH)2, 분말 활성탄, Al(OH)3)을 혼합 사용하여 pellet 형태의 흡착제를 제조하였다. 또한, 4가지 물질의 H2S 흡착에 미치는 영향을 평가한 결과, Fe2O3와 분말활성탄은 H2S 흡착성능이 각각 1.5, 2배로 증가하는 것으로 나타났으며 Ca(OH)2와 Al(OH)2는 H2S 흡착성능에는 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한 4가지 물질을 기본혼합 담체로 한 후, 활성물질로 KI, KOH, K2CO3를 선정하여 각각 5 wt% 첨가한 후에 H2S 흡착성능을 시험한 결과 K2CO3를 첨가한 흡착제가 가장 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 K2CO3를 5 ~ 30 wt%까지 변화시키면서 흡착성능을 확인한 결과, K2CO3 함량이 20 wt%까지는 함량과 비례하여 H2S 흡착성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었으나 30 wt%에서는 H2S 흡착성능 급격히 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 K2CO3 첨가 함량에 따른 H2S 흡착성능을 바탕으로 Thomas model을 이용하여모델링을 실시한 결과에서도 K2CO3 함량이 20 wt%까지는 실험값과 모사값이 잘 일치하고 있음을 보여주었다. 이러한 결과들을 바탕으로, 본 연구에서 확인된 활성물질의 종류와 활성물질의 함량을 흡착제 제조에 이용한다면 H2S 흡착제의 흡착성능 개선뿐만 아니라 흡착제의 사용수명 증대를 기대할 수 있었다.

피혁산업 부산물에 의한 용존 중금속 제거 특성

김근한(Keun Han Kim),이남희(Nam Hee Lee),백인규(In Kyu Paik),박재형(Jae Hyung Park),양재규(Jae Kyu Yang) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.5

본 연구에서는 가죽 생산 공정 중 원피 무게의 50% 이상 고형 폐기물로 발생하는 콜라겐 단백질의 섬유 기재에 미모사(Catechol Tannin) 및 채스트넛(Pyrogallol Tannin)과 같은 식물성 탄닌물질을 다양한 조건에서 고정화시킨 10 가지 다른 종류의 바이오 흡착제를 제조하였다. 제조한 각 바이오 흡착제들의 중금속 제거용 흡착제로서의 성능 평가를 위하여 Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Pb(Ⅱ), Cr(Ⅲ) 이온을 함유한 인공 오염수를 사용하여 다양한 반응 조건에서의 회분식 실험을 실시하였으며, 중금속들의 제거 특성을 규명하였다. 미모사를 탄닌물질로 사용하여 콜라겐에 고정화 반응을 시켰을 때 섬유 번들 내부로의 미모사의 침투력은 나프탈렌계 침투제의 주입량에 비례 하였다; 3%≥1.5%>0%. 모든 바이오 흡착제들에서 pH₃.0 이하에서는 중금속 이온들의 제거는 거의 일어나지 않았으나 pH 3.0 이상에서 중금속의 제거율이 급격히 발생하였으며 Zn(Ⅱ)을 제외한 나머지 중금속이온들은 pH 6.0 이상에서는 거의 완전히 제거되었다. Cr(Ⅲ)의 경우에는 바이오 흡착제 종류별 제거량이 매우 유사한 경향을 나타내었으나 Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Pb(Ⅱ)의 제거에서는 축합형 탄닌(미모사)에 비해 이온결합이 가능한 다량의 카르복실기를 함유한 가수분해형 탄닌(채스트넛)을 사용하여 고정화시킨 바이오 흡착제에서 높은 제거 능을 보였다. S10 바이오 흡착제에 대한 Pb(Ⅱ) 및 Cu(Ⅱ) 중금속 이온들의 흡착은 이온농도가 1,000배 변화거나 경쟁이온화학종을 일하전 및 이하전 화학종을 사용하였을 때 영향을 받지 않았다. In this study, ten different bio-adsorbents were prepared by immobilization of vegetable tannins such as mimosa(Catechol Tannin) and chestnut(Pyrogallol Tannin) on the collagen matrix which was derived from during leather manufacturing processing. Removal efficiency of Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Pb(Ⅱ), Cr(Ⅲ) by each bio-adsorbent in synthetic wastewater was evaluated by a laboratory-scale batch reactor at different reaction conditions. When mimosa was used as a vegetable tannin, the penetration efficiency of mimosa into the inner bundle of fiber depended on the dose of the naphthalene condensated penetrant; 3%≥1.5%>0%. For all bio-adsorbents, removal of heavy metal ions was not observed below pH 3.0 but was rapidly increased between pH 3.0 and 6.0, showing near complete removal of all heavy metal ions except Zn(Ⅱ) above pH6.0. Removal of Cr(Ⅲ) was quite similar for all bio-adsorbents while removal of Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) was higher by bio-adsorbents immobilized with chestnut than that by mimosa. Adsorption of Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) by S10 bio-adsorbent was little affected by the presence of monovalent and divalent electrolytes as well as variation of 1000 times ionic concentration with NaNO₃.

K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB> 첨가에 따른 H<SUB>2</SUB>S 제거용 무기계 흡착제의 흡착성능 영향에 관한 연구

장길남(Kil Nam Jang),송영상(Young Sang Song),홍지숙(Ji Sook Hong),유영우(Young-Woo You),황택성(Taek Sung Hwang) 한국청정기술학회 2017 청정기술 Vol.23 No.3

소석회와 희토류 흡착제를 이용한 불소 제거 연구

나재식 광운대학교 신기술연구소 1999 신기술연구소논문집 Vol.28 No.-

불산산업폐수에 함유된 이온을 제거하기 위하여 다양한 처리방법들이 제시되고 있으나, 최근에는 희토류 흡착제를 이용하여 제거하는 공정에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 세가지 종류의 흡착제, 소석회[Ca(OH)_2], UR 3700S와 READ-F(희토류 흡착제)를 이용하여 HF 폐수에 함유된 이온들의 흡착에 대해서 알아보았다. 희토류 흡착제의 단위질량당 이온 흡착능은 UR 3700S가 READ-F보다 크고, 각각의 흡착제에 대한 각 이온의 흡착능을 살펴보면 두 종류의 흡착제가 모두 F^-> PO^3-_4>Cl^-의 순으로 흡착능을 보임을 알 수 있었다. READ-F와 UR 3700S에 의한 불소 흡착은 Freundlich 모델보다는 Langmuir 모델에 비교적 잘 일치하였다. Several methods have been developed to remove ion from industrial wastewater. Recently the aim of investigations has increasingly been oriented towards the practical process of microorganism in the treatment of wastewater polluted by ions. In this study, the removal of ion by three kinds of adsorbent, linle[Ca(OH)_2], UR 3700S, READ-F(rare earth adsorbents), was investigated. UR 3700S was superior to READ-F in the adsorption ability of unit mass of adsorbent and the adsorption ability of each was showed the order of F^-, PO_4^3-, Cl^-. The removal of fluoride ion by READ-F and UR 3700S agreed with Langmuir model rather than Freundlich model.

흡착식 담수화 공정의 성능에 실리카겔 흡착제의 물리적 특성이 미치는 영향에 대한 고찰

김성일(Sungeyl Kim),우성용(Seong-Yong Woo),이호생(Ho-Saeng Lee),지호(Ho Ji),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.10

본 연구에서는 실리카겔 기반 상용 흡착제(A++, RD2560, NS10)의 물리적 특성이 AD 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해, 질소와 수증기에 대한 흡착제의 흡착등온선 측정을 통해 흡착제의 물리적 특성과 증기에 대한 흡착제의 흡착 성능을 각각 분석 및 비교하였다. 그리고 흡착질인 수증기에 대한 흡착제의 흡착등온선을 기반으로 수정된 흡착등온선 모델과 AD 시스템의 성능에 흡착제의 물리적 특성이 미치는 영향을 평가하기 위해 수학 및 수치적 해석 모델을 개발하였다. 수치해석 모델의 타당성은 실험 결과와 비교를 통해 검증하였다. AD 시스템의 성능은 주요 작동변수인 온수, 냉수, 그리고 사이클 시간에 대하여 평가하였으며, 이때 사용한 성능지수는 흡착제의 단위 톤당 1일 담수생산량 (SDWP), 흡착제의 단위 톤당 냉방용량(SCC) 그리고 성능비(PR)이다. 본 연구에서 고려한 작동 조건하에서 A++를 적용한 AD 시스템의 최대 SDWP는 약 7.68이었으며, 이는 RD2560(약 7.29)과 NS10(약 6.42)에 비해 각각 5%, 20% 높았다. In this study, the effect of the physical properties of adsorbents (A++, RD2560, NS10) on the performance of an adsorption desalination (AD) system was investigated. The physical properties of the adsorbents and adsorption characteristics of the adsorbents on water vapor were analyzed and compared with adsorption isotherms of nitrogen and water vapor on the adsorbents, respectively. A modified empirical isotherm model was developed based on adsorption isotherms of water vapor on the adsorbent. Mathematical and numerical models were then developed to evaluate the performance of the AD system for different adsorbents, and were validated by comparison with experimental results. The AD performance was evaluated for different types of adsorbents over a wide range of operating conditions such as cycle time, hot- and chilled-water temperatures. The performance was assessed in terms of specific daily water production (SDWP), specific cooling capacity, and performance ratio. Under the given operating conditions, the maximum SDWP of the AD system using A++ was approximately 7.68, which is 5 % and 20 % higher, respectively, than that of RD2560 (approximately 7.29) and NS10 (approximately 6.42).

초임계추출을 통한 지용성 녹차 추출물의 벤조피렌 함량 저감화를 위한 흡착제 효과

박영신,임승연,박상규 한국차학회 2019 한국차학회지 Vol.25 No.2

Benzopyrene is a pyrolysis product that is produced by the incomplete combustion of carbohydrates, proteins and fats. It is also a substance that disrupts endocrine function, and benzopyrene also exhibits carcinogenicity. Benzopyrene can be introduced into the body from a variety of food sources, but it is abundantly found in vegetable oil. Therefore, more fundamental research is needed on how to reduce the benzopyrene content in edible oils. Therefore, in this study, we investigated the benzopyrene contents of supercritical extracts from green tea leaves and we determined the optimized conditions to minimize benzopyrene residue by employing various adsorbents. The optimum purification conditions (concentration of the adsorbent, heating temperature and heating time) were determined to reduce benzopyrene in the supercritical extracts from green tea leaves. The benzopyrene residue in green tea oil was used as the dependent variable. The amount of benzopyrene residue in green tea oil tended to decrease as the concentration of adsorbent, the heating temperature and heating time increased. The amount of residual benzophenone in green tea oil was significantly affected by the adsorbent and heating temperature, but no significant effect was observed according to the heating time. The optimal adsorption process for reducing benzopyrene was a 2.0% mineral mixture (pure yellow soil + zeolite + activated charcoal + clay), a heating temperature of 80℃ and a heating time of 24 hours. After mixing green tea oil with adsorbent, no benzopyrene was detected upon analyzing the residual benzopyrene content with using the separator. The optimum conditions were determined to be a 2.0% mineral mixture (pure yellow soil + zeolite + activated carbon + clay), a heating temperature of 80℃ and a heating time of 24 hours. The green tea oil was analyzed under each condition. 벤조피렌은 탄수화물, 단백질, 지방 등이 불완전 연소되면서 생성되는 열분해 산물이며 내분비계장애물질인 동시에 발암성을 나타내어 세계 각국에서 우선순위대상으로 선정⋅관리되고 있는 성분이다. 벤조피렌은 다양한 식품급원으로부터 체내로 유입될 수 있으나 특히, 식물성 식용유로부터의 섭취가 높은 것으로 조사되었다. 따라서 식용유 내 벤조피렌 함량의 저감화를 위한 보다 근본적인 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 녹차로부터 초임계추출한 지용성유지에 벤조피렌 함량을 살펴본 후, 다양한 종류의 흡착제를 이용하여 벤조피렌 잔류량을 최소화하는 조건으로 최적화하였다. 녹차로부터 초임계 추출한 녹차유의 벤조피렌 저감화를 위하여 최적 정제조건(흡착제 종류, 흡착제의 농도, 가열 온도 및 가열 시간)을 결정하였으며, 이때 사용된 종속변수는 녹차유 내의 벤조피렌 잔존량을 사용하였다. 녹차유의 벤조피렌 저감화를 위한 연구 결과, 전반적으로 흡착제의 농도와 가열온도가 높아지고 가열 시간이 길어질수록, 녹차유 내에 벤조피렌 잔존량은 감소되는 경향을 나타내었다. 또한 녹차유 내의 벤조피렌 잔존량은 흡착제와 가열온도에 의해 유의적인 영향을 받지만 가열시간에 의해서는 유의적인 영향이 관측되지 않았다. 벤조피렌 저감화를 위한 최적 흡착공정의 조건은 광물혼합물 (순황토+제올라이트+활성탄+백토) 2.0%, 가열온도 80℃, 가열시간 24시간이었으며, 이 조건에서 녹차유를 흡착제와 혼합교반한 후 고속 원심분리기로 정제하여 잔류된 벤조피렌 함량을 분석한 결과 벤조피렌이 불검출 되었다. 최적조건은 광물혼합물(순황토+제올라이트+활성탄+백토) 2.0%, 가열온도 80.0℃, 가열시간 24시간으로 결정되었고 각 조건에서 정제된 녹차유를 분석한 결과 예측치와 유사한 실측치를 얻을 수 있었다.

FAPO 제올라이트 흡착제가 코팅된 평판에서의 운전조건별 수분흡착 및 열전달 특성

배경진(Kyung Jin Bae),권오경(Oh Kyung Kwon) 대한설비공학회 2021 설비공학 논문집 Vol.33 No.8

Adsorption chillers have attracted considerable attention as they are energy saving and environmentally friendly systems. In this paper, water vapor adsorption experiments of adsorbent coating plate were performed in a batch type adsorption apparatus. The adsorbent and refrigerant used for the experiment were FAPO (FerroAluminoPhOsphate) and water, respectively. Four operating conditions of the adsorbent coating plate, including binder ratio, coating thickness, evaporator temperature, and adsorption bed temperature were used in the experiment. Experimental results showed that the adsorbent coating plate gave the best binder ratio of 10%, coating thickness of 0.2 mm, and adsorption time of 7 min. it was also found that evaporator temperature of 14℃ and adsorption bed temperature of 25℃ showed better performance in adsorption rate than other evaporator temperatures (6℃, 10℃) and adsorption bed temperatures (30℃, 35℃).

바이오매스 부산물을 활용하여 제조한 흡착제의 악취흡착 모니터링 특성

안수련,정은령,권은진,박영성 大田大學校 産業技術硏究所 2017 산업기술연구소 論文集 Vol.28 No.2

바이오매스 부산물을 탄화 및 활성처리하여 흡착제를 제조하였으며, 이를 이용한 흡착특성을 고찰 하였다. 바이오매스 시료에 대한 화학성분 분석, BET, SEM등 다양한 물성분석을 실시하였으며, 흡착 모니터링실험을 실시하였다. 실험변수로는 흡착제 종류로 커피부산물, 참나무잎, 밤껍질등이 적용되고, 악취종류로는 단일악취(황화수소)와 복합악취(황화수소 및 암모니아 혼합물)가 적용되었다. 실험결과, 탄화와 활성화 과정을 거쳐 제조된 바이오매스 흡착제의 악취제거성능이 크게 향상됨을 알 수 있었다. H2S adsorption characteristics of adsorbent made by biomass wastes(coffee waste, oak leaves, chestnut peels) were investigated. For analyses of the manufactured adsorbent, various methods such as chemical composition analysis, scanning electron microscope(SEM), and measurements of BET surface area were adopted. As major adsorption characteristics, adsorption monitering test was carried out by using a batch type experimental apparatus for operating variables such as kinds of odor and adsorbent types. H2S gas was applied as single odor and the mixture of H2S and NH3 was applied as complex odor. It was found that the odor removal efficiency of the biomass adsorbents increase remarkably by carbonization and activation of biomass wastes.

흡착제가 코팅된 평판에서의 운전조건별 수분흡착특성

차동안(DongAn Cha),배경진(KyungJin Bae),권오경(OhKyung Kwon) 대한기계학회 2015 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2015 No.11

Adsorption chillers have been receiving considerable attentions as they are energy saving and environmentally friendly systems. In this paper, water vapor adsorption experiments of adsorbent coating plate were performed in the batch type adsorption apparatus. The adsorbent and the refrigerant used for the experiment were FAPO and water. Four operating conditions of adsorbent coating plate : binder ratio, coating thickness, evaporator temperature and adsorption chamber temperature are experimented. The experimental results show that the adsorbent coating plate gave the best binder ratio of 10%, coating thickness of 0.2㎜, and adsorption time of 7min. Also, it is found that evaporator temperature of 14℃ and adsorption chamber temperature of 25℃ showed better performance in the adsorption rate than that of the other evaporator temperature(6℃, 10℃) and adsorption chamber temperature(30℃, 35℃).

흡착제를 이용한 매립지가스 내 CO₂ 분리 특성

허려화(Heo, Rye-Hwa),유영돈(Yoo, Young-Don),김문현(Kim, Mun-Hyun),김형택(Kim, Hyung-Taek),최익환(Choi, Ik-Hwan) 한국신재생에너지학회 2009 신재생에너지 Vol.5 No.4

The purpose of this study is to investigate selective adsorption of CO₂ from LFG (Landfill gas) by using commercialized NaX-type zeolite adsorbent under the ambient temperature and pressure. The experiment of CO₂ adsorption was carried out by using simulated LFG. The CO₂ adsorption capacity and separation efficiency of NaX-type adsorbent were investigated by analyzing gas flow rate and gas composition at inlet and outlet of the adsorption reactor. The adsorbed CO₂ were desorbed under decompression condition which 0.5 Torr or by air purge. Through the result to use simulated LFG, when the method of VSA was used, 73.2~75.3 mg of CO₂ was adsorbed per 1 g commercial adsorbent, when the method of air purge was used, 78.4~83.2 mg of CO₂ was adsorbed per 1 g of commercial adsorbent.