합성가스로부터 경질탄화수소 및 중산유분을 생산하기 위한 Fischer-Tropsch의 국내연구동향

김진호 ( Jin-ho Kim ) , 김효식 ( Hyo-sik Kim ) , 김지현 ( Ji-hyeon Kim ) , 류재홍 ( Jae-hong Ryu ) , 강석환 ( Suk-hwan Kang ) , 박명준 ( Myung-june Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 565~574페이지(총10페이지)

Fischer-Tropsch 합성공정은 합성가스로부터 탄화수소를 합성하는 대표적인 방법이며, 주로 철(Fe)계와 코발트(Co)계 촉매로 알려져 있다. 현재 생성물에 따라 일부 기술(CTL, GTL 등)은 상용 규모로 운전되고 있으나, 경질탄화수소와 중간유분을 직접 생산하는 연구는 아직 상용화되지는 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 국내에서 현재까지 경질탄화수소와 중간유분을 직접 생산하기 위한 연구들을 정리하였으며, 촉매의 제조법, 조촉매 첨가, 제올라이트의 조합과 같은 영향이 생성물의 선택도에 미치는 영향을 고찰하였다.

TAG Syngas, Fischer-tropsch, Light hydrocarbons, Middle distillates, Fe-based catalyst, Co-based catalyst

프로판 펄스 주입에 의한 백금주석촉매의 탈수소반응 특성 연구

고형림 ( Hyoung Lim Koh ) , 정재원 ( Jae-won Jung ) , 최이선 ( Yi-sun Choi )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 575~583페이지(총9페이지)

반응물의 펄스주입에 의한 촉매반응결과는 코크가 많은 반응의 경우 초기반응특성을 연구하는데 유용하다. 프로판의 펄스 주입으로 알루미나에 담지된 백금주석촉매의 탈수소 반응 특성을 연구하였다. 프로판 주입전 촉매의 환원을 550 ℃에서 한 경우, 환원시간이 1시간인 경우 프로필렌의 수율이 최대가 되었다. PtSn (4.5)촉매를 사용하고, 프로판 펄스 주입에 의해 짧은 접촉시간을 모사한 경우 코크의 양이 매우 적었음을 Raman분석으로 알 수 있었다. 백금의 분산도를 다르게 하기위하여 PtSn (4.5)촉매를 수소로 900 ℃에서 신터링 후 공기-재분산시의 온도를 다르게 처리한 후, 프로판펄스 주입한 결과 공기처리 온도가 600 ℃일 때 프로판의 전환율과 수율은 가장 높았다. 공기-재분산의 온도가 낮을 수록 선택도는 높았다. 백금촉매에 주석함량이 증가함에...

TAG Propane, Propylene, Dehydrogenation, Pt Sn catalyst, Pulse injection

Ag 담지된 LaSrCoFeO₃ 섬유상 perovskite 촉매의 탄소 입자상 물질의 산화반응

이찬민 ( Chanmin Lee ) , 전유권 ( Yukwon Jeon ) , 황호정 ( Ho Jung Hwang ) , 지윤성 ( Yunseong Ji ) , 권오찬 ( Ohchan Kwon ) , 전옥성 ( Ok Sung Jeon ) , 설용건 ( Yong-gun Shul )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 584~588페이지(총5페이지)

디젤엔진 시스템은 미세먼지 배출의 엄격해진 저감/제어 기준을 충족하기 위해서 산화촉매는 매우 중요한 기술 중에 하나이다. 본 연구에서는 효율적인 soot산화의 촉매로 Ag 나노입자가 loading된 La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O₃ 섬유상 web 촉매를 제시하였다. 제조된 촉매는 FE-SEM, EDS mapping, XRD, XPS 분석을 통해 특성을 평가하였다. Soot 산화성능 측정결과 Ag의 효율적인 촉매특성과 증가된 soot입자와 표면의 접촉면적으로 인하여 50% 산화온도 평가(T₅₀= 490 ℃)에서 자연적인 산화보다 151 ℃ 가속화된 것을 확인하였...

TAG Ag, LaSrCoFeO₃, Perovksite, Electro-spinning, Soot oxidation

LDH 나노입자 기반의 바이오 이미징 소재

김문희 ( Wenji Jin ) , 하성진 ( Seongjin Ha ) , 이동기 ( Dongki Lee ) , 박대환 ( Dae-hwan Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 445~454페이지(총10페이지)

Layered double hydroxides (LDHs) 나노입자는 특유의 층상형 결정구조에서 기인된 물리화학적 물성 및 생체친화성을 바탕으로 나노-바이오 분야에서 주목을 받고 있다. 바이오 이미징은 질병의 진단과 치료(테라노스틱스, theranostics=therapy+diagnosis)에 다양하게 활용될 수 있는 핵심적인 분야로 차세대 맞춤의학으로의 새로운 패러다임 실현을 위해서 보다 정확하고 빠른 진단기술이 절실히 요구되고 있다. 이를 실현하기 위한 대안으로 나노기술이 접목된 고감도 분자영상 관련 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 LDH 나노입자를 기반으로 하는 바이오 이미징 시스템의 개발동향에 관하여 소개하고 바이오 이미징에 적합한 나노소재의 구조 및 합성 방법에 대하여 설명하였다. 또한 ...

TAG Layered double hydroxides (LDHs), Nanoparticles, Bio-imaging, Theranostics

잔사유의 수소화처리 촉매공정에 대한 화학적 고찰

전민석 ( Min-seok Jeon ) , 이영진 ( Youngjin Lee ) , 정회경 ( Hoi-kyoeng Jung ) , 김현종 ( Hyung-jong Kim ) , 윤성호 ( Seong-ho Yoon ) , 김태곤 ( Taegon Kim ) , 박주일 ( Joo-il Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 455~460페이지(총6페이지)

수소화 처리 촉매공정은 정유공정에서 다양한 유분 내 황, 질소, 산소 및 미량 금속성분들의 헤테로 원자를 제거함과 동시에 불포화 탄화수소의 포화를 목적으로 진행되는 수소화공정이다. 대부분의 정유 공정은 납사, 중간유분, 가스오일을 포함하여 중질 잔사유의 업그레이드용 수소화 처리 공정을 포함하고 있다. 언급된 유종 중, 잔사유의 수소화 처리 촉매공정은 원료자체의 복잡성으로 인해 정유공정의 핵심으로 받아들여지고 있는 만큼 기타 유종에 대한 업그레이드 공정대비 상당히 비중 있게 다루어 지고 있는 실정이다. 따라서, 본 총설은 수소화 처리에 의한 잔사유의 업그레이드 공정중, 중요한 이슈의 최근 동향을 수첨탈금속 (Hydrodemetallization, HDM) 및 수첨탈황(Hydrodesulfurization, HDS) 공정에 대해 화학적 관점으로 고찰하고자 한다...

TAG Hydrotreating Catalysis, Residue, Hydrodemetallization, Hydrodesulfurization

금속필터를 사용한 석탄가스화 분진 및 표준 분진의 집진 효율과 운전특성

윤용승 ( Yongseung Yun ) , 정석우 ( Seok Woo Chung ) , 이승종 ( Seung Jong Lee )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 461~468페이지(총8페이지)

석탄화력발전소에서 발생하는 분진 효율을 높이고 미세먼지와 극미세먼지까지 집진할 필요성이 높아지고 있다. 상압 영역에서 운전되는 플랜트 발생 분진 제거를 위해서는 백필터나 전기집진기를 사용하나, 고온고압에서 운전되는 석탄가스화와 같은 경우는 금속필터나 세라믹필터가 사용된다. 고온고압에서 분진 집진을 위해 2종의 5겹 압착/소결한 금속필터를 제작하였고 이를 사용했을 때 분진 포집효율과 10 μm 이하 입자에 대한 포집 성능을 파악하였다. 석탄가스화 분진에 대한 금속필터의 집진효율은 무게기준으로 99%대에 달하였다. 제작한 금속필터 2종의 미세먼지 입자 이하(< 2.5 μm) 크기까지 집진성능을 파악하고자 JIS 분진 표준시료를 대상으로 실험을 수행하였고, 1~2.5 μm 입자크기 범위에 대해 97%와 70~82%의 집진 성능을 확인하였다. 1 μm 이하 입자크기 영역...

TAG Dust, Metal filter, Collection efficiency, Fine particulate matter, Ultrafine particle

Purification of Biohydrogen Produced From Palm Oil Mill Effluent Fermentation for Fuel Cell Application

( Rosiah Rohani ) , ( Ying Tao Chung ) , ( Izzati Nadia Mohamad )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 469~474페이지(총6페이지)

석탄화력발전소에서 발생하는 분진 효율을 높이고 미세먼지와 극미세먼지까지 집진할 필요성이 높아지고 있다. 상압 영역에서 운전되는 플랜트 발생 분진 제거를 위해서는 백필터나 전기집진기를 사용하나, 고온고압에서 운전되는 석탄가스화와 같은 경우는 금속필터나 세라믹필터가 사용된다. 고온고압에서 분진 집진을 위해 2종의 5겹 압착/소결한 금속필터를 제작하였고 이를 사용했을 때 분진 포집효율과 10 μm 이하 입자에 대한 포집 성능을 파악하였다. 석탄가스화 분진에 대한 금속필터의 집진효율은 무게기준으로 99%대에 달하였다. 제작한 금속필터 2종의 미세먼지 입자 이하(< 2.5 μm) 크기까지 집진성능을 파악하고자 JIS 분진 표준시료를 대상으로 실험을 수행하였고, 1~2.5 μm 입자크기 범위에 대해 97%와 70~82%의 집진 성능을 확인하였다. 1 μm 이하 입자크기 영역...

TAG Absorption, Alkaline solvent, Biohydrogen, Carbon dioxide, Palm oil mill effluent

CFD모사기법을 이용한 가스 여과기 성능 해석

전락영 ( Rakyoung Jeon ) , 권기현 ( Kihyun Kwon ) , 윤순민 ( Soonmin Yoon ) , 박명규 ( Myungkyu Park ) , 이창하 ( Changha Lee ) , 오민 ( Min Oh )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 475~483페이지(총9페이지)

화학적 무기 중 혈액작용제는 전자전달계 내 효소의 철 이온과 반응하고 세포호흡을 정지시켜 사망을 초래한다. 혈액작용제는 활성탄의 미세공보다 분자크기가 작아 화학적 흡착이 유일한 제독방법이다. 본 연구는 SG 생활안전에서 개발한 SG-1 가스 여과기를 이용하여 혈액작용제 시아노겐 클로라이드(CK) 가스의 유입에 따른 유동해석을 수행하였다. 구리, 은, 아연 및 몰리브데늄 이온이 첨착된 ASZM TEDA 활성탄을 적용하여 가스 여과기 제작 시험 규정에 따라 화학적 흡착 모사를 수행하였으며 흡착 Kinetic을 적용하기 위해 선 수행된 흡착 베드에서 CK 가스 흡착 실험 결과를 분석하였다. 화학적 흡착을 통해 발생되는 가스 여과기 내부 압력강하 및 가스 흡착 질량 등 주요 변수의 동적 거동을 예측하였다. CFD에서 다공성 물질을 적용할 때 사용하는 Erg...

TAG CFD simulation, Gas mask, Chemisorption

최적의 프로필렌/프로판 흡착 분리 성능을 가지는 흡착제의 개발 전략들

김태훈 ( Tea-hoon Kim ) , 이승준 ( Seung-joon Lee ) , 김서율 ( Seo-yul Kim ) , 김아름 ( Ah-reum Kim ) , 배윤상 ( Youn-sang Bae )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 484~491페이지(총8페이지)

산업적으로 중요한 가치를 지니는 폴리프로필렌 합성의 원료인 프로필렌을 고순도로 얻기 위해서는 효율적인 프로필렌/프로판 분리 기술이 필요하다. 기존 증류 공정은 프로필렌과 프로판의 유사한 물리화학적 성질로 인해 매우 높은 에너지가 소모되기 때문에, 흡착 분리 기술이 큰 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 Grand Canonical Monte Carlo (GCMC)분자 모사를 활용하여 기공의 형태가 다른 두 종류의 유무기복합다공체(Metal-Organic Frameworks)의 빈금속배위자리(open metal sites) 흡착 강도를 임의로 조절하며 프로필렌/프로판 흡착 분리 성능의 변화를 조사하였다. 흡착 분리 성능은 작업 용량, 선택도, Adsorption Figure of Merit (AFM) 등으로 평가하였고, 이를 통해 흡착제가 최적의 프로필렌/...

TAG Olefin/paraffin separation, Propylene/propane separation, Grand canonical Monte Carlo (GCMC), Metal-organicframework (MOF), Adsorption

순환 유동층 보일러에서 석탄 연소 시 Borax Solution이 연소 배가스중 미세먼지 저감에 미치는 영향

박재혁 ( Jae Hyeok Park ) , 이동호 ( Dong-ho Lee ) , 배달희 ( Dal-hee Bae ) , 최유진 ( Yu Jin Choi ) , 류환우 ( Hwan-woo Ryu ) , 김지봉 ( Ji-bong Kim ) , 한근희 ( Keun Hee Han ) , 선도원 ( Dowon Shun )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제4호, 492~500페이지(총9페이지)

본 연구에서는 9.2 MWe의 상용규모 순환유동층 보일러에서 화학첨가제 사용에 따른 미세입자 저감에 대한 영향을 확인하였다. 또한 화력 발전소에서 화석연료의 연소 중 발생하는 미세입자를 포집하기 위하여 간단하고 효과적인 포집설비를 개발하였다. 연소 배가스 중 PM 10이하의 입자를 감소시키기 위하여 화학첨가제를 사용하였으며, 사용한 화학첨가제는 borax solution을 사용하였다. 포집된 미세입자 중 PM 10이하의 입자 거동을 확인하기 위하여 입도분석기와 SEM 분석을 통해 확인하였다. Borax solution은 배가스중에 용융된 미네랄을 흡수하여 미세입자를 성장시키는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 borax solution을 사용함으로써 10 μm 이하의 미세입자가 감소되었음을 확인할 수 있었다.

TAG Circulating fluidized bed combustion, Borax Solution, Fine particles, Particle size distribution

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