슬러리 기포탑 반응기에서 침강성 탄산칼슘의 모폴로지에 대한 조업변수들의 영향 (Effect of Operating Variables on the Morphology of Precipitated Calcium Carbonate in a Slurry Bubble Reactor)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 16권 / 2호 / 124 ~ 131페이지
· 저자명 : 이동현, 황정우, 이융

초록

슬러리 기포탑을 이용하여 수산화칼슘 농도(0.16~0.64 wt%), 계면활성제 농도(2~16 wt%), 총 부피유량(3~6 L/min) 및 CO2 유량의 부피분율(0.3~0.6)이 탄산칼슘의 morphology, 결정구조, 입자의 크기, 입자간의 응집화, 비표면적에 미치는 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 반응기는 높이가 1.0 m이고 직경이 0.11 m, 그리고 중앙에는 직경 4 cm인 튜브가 들어있는 슬러리 기포탑이다. 실험에 사용한 음이온 계면활성제 Dispex N40은 탄산칼슘 합성에 있어 반응 속도에 영향을 주어 반응 종결 시간을 감소시켰다. Dispex N40의 농도가 2 wt%일 때 수산화칼슘의 포화농도인 0.16 wt%에서 이산화탄소의 유량에 따른 침강성 탄산칼슘의 morphology를 살펴보면 반응 속도가 증가할수록 결정의 형태는 단일 결정으로 존재하는 입자들이 많아졌다. Dispex N40은 탄산칼슘의 crystal의 성장과 입자와 입자간의 응집 현상에 영향을 주어 탄산칼슘의 평균 입도를 변화시켰다. 또한 0.9 L/min CO2 유량에서 수산화칼슘의 농도가 0.64 wt%일 때 2 wt%의 계면활성제 첨가로 인해 비표면적을 35 m2/g에서 44 m2/g로 크게 증가시켰다.

영어초록

Effects of Ca(OH)2 concentration (0.16~0.64 wt%), surfactant concentration (2~16 wt%), total volumetric flow rate (3~6 L/min) and CO2 volume fraction (0.3~0.6) on morphology, crystal structure, mean particle diameter, aggregation and specific surface area of the precipitated CaCO3 were investigated in the slurry bubble column reactor. Experiments were carried out in acrylic reactor (0.11 m-ID×1.0 m-high) with a internal tube (0.04 m-ID×1.0 m-high). The reaction time of CaCO3 synthesis decreased with adding Dispex N40 of the anionic surfactant. The reaction rate of Ca(OH)2 increased with increasing the volumetric flow rate of CO2. From SEM images, the single crystal of CaCO3 increased with increasing the reaction rate in the saturated concentration of Ca(OH)2 (0.16 wt %) and the concentration of Dispex N40 (2 wt%). The mean particle size of CaCO3 varied with adding Dispex N40. In addition, the specific surface area of CaCO3 increased with adding of surfactant (2 wt%) from 35 m2/g to 44 m2/g at the volumetric flow rate of CO2 (0.9 L/min) and the concentration of Ca(OH)2 (0.64 wt %).

참고자료

· 없음