본 연구에서는 산화된 피복관으로부터 염소화 공정을 통해 Zr을 선택적으로 회수하기 위한 연구의 일환으로, 단면이 개방 된 ZIRLO 피복관의 염소화 반응 속도식을 열중량분석기를 이용하여 분석하였다. 실험을 통해 산화된 ZIRLO 피복관은 400 도 염소화 조건에서 염소 기체와 반응하지 않는 것으로 확인되었다. 하지만 피복관 한쪽 혹은 양쪽 끝의 새로운 단면이 개방 될 경우 ZIRLO의 염소화 반응이 가능함을 확인하였고 반응을 완료하기까지 8 시간이 소요되었다. 이는 반응 완료까지 7 시 간이 소요된 산화되지 않은 피복관에 비하여 반응시간이 14% 증가한 것이다. Sharp-Hancock 식을 이용하여 단면이 개방된 ZIRLO 피복관과 염소 기체의 반응을 모사하기 위한 구조함수를 도출하였으며, 부피축소 모델이 본 연구 조건에서 가장 적 합한 구조 함수로 확인되었다. 또한, 본 연구를 통해 ZIRLO 피복관의 표면이 산화되어 있는 조건에서도 단면노출을 통해 염 소화 공정에 적용이 가능함을 확인하였다.

Carbonization using chicken manure was used to obtain an energy source. In order to estimate the reaction rate at theoptimal conditions for chicken manure in carbonization process it is estimated the reaction kinetics for the process. Thecarbonization process for chicken manure was optimized at carbonization temperature 300oC to 400oC in 20minutes. Fromthe examination of conversion characteristics of chicken manure, carbonization reaction can be described by the 1st orderkinetic reaction. Frequency factor(A) of reaction rate for chicken manure was evaluated to be 0.55×10−2min−1 and theactivation energy was estimated to be 3,815.0kcal/kmol. As increased carbonization temperature from 250oC to 400oC,reaction rate constant of chicken in the 1st order kinetic reaction is also increased from 0.0604min−1 to 0.1383min−1.In this study, carbonization degree of chicken manure in carbonization process was estimated by kinetic reaction deduction.The result of kinetic reaction in carbonization of chicken manure was evaluated to be 1st order kinetic reaction.

IEA(국제에너지기구)에 따르면 2035년까지 글로벌 발전 산업에 투입되는 투자금은 60% 이상이 신재생 에너지 부문에 집중될 것으로 예상하였다. 또한, 2011년부터 2035년까지 글로벌 에너지 수요는 1/3 증가할 것으로 전망되지만, 에너지 자원 구성비에서 화석 연료가 차지하는 비중은 2011년 82%에서 2035년 35%까지 축소 될것으로 판단하였다. 국내에서는 RPS(Renewable Portfolio Standard) 제도 및 RFS(Renewable Fuel Standard) 제도를 시행하여 2022년까지 의무율 10% 및 360억 갤론의 바이오연료사용을 목표로 하였다. 이에 인해 2013년 기준으로 국내 발전사들은 정부의 RPS 공급의무를 이행하지 못하여 417억 2000만원에 이르는 과징금을 납부해야 할 실정이다. 국내에서 발생하는 가축분뇨는 2011년 기준으로 127,984톤/일이 발생하였으며 그 중 닭, 오리의 분뇨는 20,561톤/일로 전체 가축분뇨의 약 16%로 나타났다. 가축분뇨는 퇴비화, 해양배출을 통해 처리되었으나, 해양 배출금지와 항생제 등의 독성물질 사용으로 처리에 어려움이 나타나고 있다. 또한 조류독감 등 질병 발병으로 인한 조류와 분뇨의 매장으로 2차오염까지 나타나고 있다. 계분반응속도 실험에서는 계분시료를 이용하여 무산소 조건에서 탄화 장치를 통해 탄화시간과 탄화온도에 따른 전화율과 반응속도를 검토하였다. 계분시료는 경기도 H시에서 채취하여 전처리 후 105℃에서 24시간 건조하여 사용하였다. 탄화도(C/H mole ratio)는 원소분석결과를 이용하여 나타내었으며, 반응속도는 Arrhenius 식을 이용하여 도출하였다. 유기성 폐기물을 탄화할 때의 반응속도는 대부분 1차 반응을 통해 해석되어지며 본 연구에서도 1차 반응식을 통해 반응속도를 검토하였다. 실험조건으로 탄화온도는 250℃~400℃범위로 설정하였으며, 탄화시간은 5분, 15분, 30분으로 설정하였다. 탄화의 정도를 나타내는 계분의 탄화도는 250℃일 때 0.95, 400℃ 일 때 1.01로 나타나 탄화온도가 증가할수록 탄화도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 계분 탄화물의 빈도인자는 0.55×10-2 min-1로 나타났으며 반응속도는 탄화 온도가 250℃일 때 0.060 min-1로 나타났으며 400℃일 때 0.138 min-1로 나타났다. 탄화온도 차이로 도출되는 계분의 활성화 에너지(Ea)는 3,532.3 kcal/kmole로 나타났다.

Carbonization process with pig manure is carried out to estimate the reaction kinetics with increasing carbonizationtime and temperature in the process. From the examination of conversion characteristics of pig manure, carbonizationreaction can be described by the 1st order kinetic reaction. Degree of carbonization, which can be expressed by C/H moleratio, is increased with increasing carbonization temperature. As increased carbonization temperature from 250oC to 400oC,reaction rate constant in the 1st order kinetic reaction is also increased from 0.0622min−1 to 0.1999min−1. Frequency factorand activation energy in Arrhenius equation for pig manure in the carbonization process can be decided by 1.06×10−3min−1 and 5441.8kcal/kmole, respectively. From the results of the reaction kinetics including TGA and SEM analysis,it is desirable that pig manure should be carbonized below carbonization temperature 400oC.

본 연구에서는 산화 공정이 Zircaloy-4 (Zry-4) 피복관의 염소화 반응 속도에 미치는 영향을 연구하기 위하여 Zry-4 피복관의 염소화 반응 실험을 수행하였다. 2시간 마다 반응 생성물을 회수하며 총 6 시간 동안 염소화 반응 실험을 수행하였고, 이를 통해 500도에서 10 시간 동안 산화된 Zry-4의 경우 초기 0-2 시간 구간에서 반응 속도가 현저히 저하되는 것을 확인하였다. 반응 잔류물은 fresh Zry-4와 산화된 Zry-4에서 각각 초기무게의 0.95, 1.65wt%로 확인되었다. 회수된 Zr의 순도는 두 경우 모두 99.61wt%로 동일하였다. 반응 속도의 정량적 분석을 위해 피복관의 반응 시간을 0.5, 1, 2, 4 시간인 경우에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과 분석을 통해 fresh Zry-4의 경우 전 영역에 걸쳐 23.35wt%/h의 단위 시간당 무게감소를 확인할 수 있었고, 산화된 Zry-4의 경우 반응 속도가 두 영역으로 나뉘는 것을 확인하였다. 산화된 Zry-4의 무게 감소 속도는 0-20wt% 영역에서는 17.12wt%/h, 20-100wt% 영역에서는 27.16wt%/h으로 나타났다.

In this research, equilibrium of adsorption and kinetics of As(V) removal were investigated. The coal mine drainage sludge(CMDS) was used as adsorbent. To find out the physical and chemical properties of CMDS, XRD (X-ray diffraction), XRF (X-ray fluorescence spectrometer) analysis were carried out. The CMDS was consist of 70% of goethite and 30% of calcite. From the results, an adsorption mechanism of As(V) with CMDS was dominated by iron oxides. Langmuir adsorption isotherm model was fitted well more than Freundlich isotherm adsorption model. Adsorption capacities of CMDS 1 was not different with CMDS 2 on aspect of amounts of arsenic adsorbed. The maximum adsorption amount of two CMDS were respectively 40.816, 39.682 mg/g. However, the kinetic of two CMDS was different. The kinetic was followed pseudo second order model than pseudo first order model. Concentrations of arsenic in all segments of the polymer in CMDS 2 does not have a constant value, but the rate was greater than the value of CMDS 1. Therefore, CMDS 2, which is containing polymer, is more effective for adsorbent to remove As(V).

A magenta azomethine dye(D) was synthesized from the reaction of 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazoline-5-one with N,N-diethyl-1,4-phenylenediamine. The magenta azomethine dye was identified on the basis of elemental analysis, 13C-NMR, infrared, and GC/MS studies. The magenta azomethine dye was decomposed in a basic solution. Rate constants of the fading reaction of magenta azomethine dye in ethanol-water solvent were measured spectrophotometrically at 540 nm. Reaction rate was increased with the increase of [OH-] and [H2O] in the region of [H2O]= 11～40 M. The reaction was governed by the following rate law. -d[D]/dt = {ko + kOH[OH-][H2O]}[D] A possible mechanism consistent with the empirical rate law has been proposed.

층간 양이은종이 다른 두 종류의 몬모릴로나이트에 대한 계면활성제의 흡착을 통해 몬모릴로나이트 표면에서 흡착거동하는 계면활성제의 시간적인 변화를 관찰하였다. 계면활성제의 미셀 농도를 다르게 하여 시간이 경과(0.1분～11일)함에 따라 몬모릴로나이트에 대한 계면활성제의 비평형 활동성을 관찰하였다. N몬모릴로나이트(SWy)는 Ca-몬모릴로나이트(Shz)와 비교했을 때 계면활성제가 몬모릴로나이트 충간에 보다 활동적으로 침투 및 흡착하였다. SWy의 층간간격은 반응초기부터 시간이 경과함에 따라 급격히 팽창하였지만, SAz의 경우에서는 반응 후반기에만 층간간격이 현저히 팽창되었다. 이상의 결과로부터 두 몬모릴로나이트의 서로 다른 평창특성은 부분적으로 자신들의 본질, 즉 몬모릴로나이트 내에 존재하는 무기양 이온들의 영향 때문인 것으로 보인다. 또한, 계면활성제의 미셀 농도는 유기-몬모릴로나이트의 발달, 즉 비평형 상태에서의 유기점토복합체 형성과 안정에 큰 영향을 끼치는 것으로 보인다.

A kinetic study for nitrate removal by anion exchange resin was performed using continuous column reactors. Kinetic approach from the packed bed showed the reaction rate constant k1 was 0.07∼0.17 ℓ/㎎·hr and maximum exchange quantity q0 was 27.75∼31.81 ㎎/g. The results from the continuous column well agreed with that from the batch reactor. An economic analysis of the water treatment plant by anion exchange resin with a regenerating system was performed to design plant and process. Based on the treatment of 20 ㎎/ℓ nitrate-contained wastewater of 10,000 gallons per day to 2 ㎎/ℓ , total capital cost and total annual cost are estimated to be 836 million wons and 211 million wons, respectively.

Sorbents of calcined limestone and oyster particles having a diameter of about 0.63㎜ were exposed to simulated fuel gases containing 5000ppm H2S for temperatures ranging from 600 to 800℃ in a TGA (Thermalgravimetric analyzer). The reaction between CaO and H2S proceeds via an unreacted shrinking core mechanism. The sulfidation rate is likely to be controlled primarily by countercurrent diffusion through the product layer of calcium sulfde(CaS) formed. The kinetics of the sorption of H2S by CaO is sensitive to the reaction temperature and particle size, and the reaction rate of oyster was faster than the calcined limestone.