화학공학소재연구정보센터
Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.12, No.4, 428-433, June, 2001
ASC 첨착 활성탄 상에서의 DMMP, IMPF의 흡착 특성 및 파과 시간 예측
The Adsorption Characteristics of ASC Activated Carbon for DMMP, IMPF and the Prediction of Vapor Breakthrough Time
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초록
구리, 크롬, 은 등의 금송이 첨착된 ASC 첨착 활성탄층에서 유기인 화합물의 동적 흡착 특성 연구를 수행하여 흡착질 유속 및 활성탄층 중량변화에 대한 흡착 특성을 조사하였다. 흡착질로는 유사시 군사적으로 인명살상용으로 사용될수 있는 맹독성 가스인 Isopropyl methylphosphonofluoridate(IMPF)와 물리적으로 유사한 특성을 갖는 Dimethyl methylphosphonate(DMMP)를 선정하였다. 흡착실험은 일정한 농도의 흡착질이 활성탄층으로 유입되어 일정한 농도로 유출될 때까지의 시간으로 정의되는 파과 시간(t(b))을 다양한 흡착질 유속 및 활성탄층의 중량을 변화시키면서 측정하였다. 흡착실험결과를 wheeler의 흡착속도식에 적용하여 동적흡착용량(We)과 흡착속도상수(Ku)를 구해 본 결과, 동적흡착용량과 흡착속도상수 모두 기존의 연구결과와는 달리 유속이 변화할 때 변화하는 것으로 나타났다. 다양한 조건하에서 적용이 가능한, 첨착 활성탄에 대한 흡착질 가스의 파과 시간을 예측하기 위한 흡착실험식을 유도과정을 통하여 제시하였다. 유도된 흡착실험식의 타당성을 평가하기 위하여 흡착실험식을 이용한 파과 시간 계산값과 실험값을 비교한 결과 미소한 편차범위 내에서 일치하였다. 또한, 본 흡착식 유도시 적용했던 실험조건 이외의 다른 실험 조건하에서도 유도한 흡착식을 적용한 결과, 상이한 조건하에서도 유도된 흡착식이 잘 적용됨을 확인하였다.
The adsorption characteristics of ASC carbon for dimethyl methylphosphonate (DMMP) and isopropyl methylphosphonofluoridate (IMPF) were studied. The breakthrough time (t(b)) of ASC carbon for both DMMP and IMPF was determined at different bed weights and linear velocities while maintaining constant amounts of DMMP and IMPF. In addition, the kinetic saturation capaticy (We) and adsorption rate constant (Kv) of ASC carbon for DMMP and IMPF were also determined at different linear velocities by applying the Wheeler adsorption kinetic equation to the experimental plot of breakthrough time as a function of bed weight. The result showed that the We and Kv were dependent on the flow rates, and this observation was different from previous findings. To predict the vapor breakthrough time of ASC carbon bed for DMMP and IMPF at different adsorption conditions, an experimental kinetic equation was derived from the data of adsorption test. It was found that the calculated vapor breakthrough time correlated well not only within the experimental data bur also with the range outside of the present adsorption condition.
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