KR102319682B1 - Measurement system of adsorption and desorption characteristics and measurement method of adsorption and desorption characteristics - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흡착 또는 탈착 특성 측정방법에 관한 것으로, 흡착 및 탈찰 시 소재의 부피 변화를 측정 결과를 반영할 수 있도록 보정방법을 포함하고, 넓은 압력 조건에서 흡착 또는 탈착 소재의 부피 변화가 있어도 정확한 흡착 또는 탈착 특성 파악을 가능하게 하는 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for measuring adsorption or desorption characteristics, including a correction method to reflect the measurement result of the volume change of the material during adsorption and desorption, and accurate adsorption even if there is a change in the volume of the material for adsorption or desorption under wide pressure conditions Or it relates to a method for measuring adsorption or desorption characteristics that enables identification of desorption characteristics.
흡착제의 여러 가지 기체에 대한 흡착량을 측정하는 방법으로는 흡착시 압력, 온도, 부피 등을 측정하여 흡착량을 구하는 부피법과, 흡착제의 가스흡착 전후 무게의 변화를 정밀한 저울로 측정하는 중량법, 흡착제를 충진한 반응기에 어떤 농도의 혼합가스를 통과시킨 후 출구에서의 농도 변화를 측정하여 파괴곡선을 적분함에 의해 흡착량을 구하는 유동칼럼법 등이 있다. Methods for measuring the amount of adsorption of an adsorbent for various gases include the volume method, which measures the pressure, temperature, and volume during adsorption to determine the amount of adsorption; There is a flow column method, etc., in which a mixed gas of a certain concentration is passed through a reactor filled with
종래 흡착 또는 탈착 측정을 위해 널리 사용되고 있는 부피법의 경우 흡착 소재가 담긴 반응기의 절대 압력을 측정하여 흡착 또는 탈착 특성을 측정하는데, 넓은 압력 조건에 대응하기 위해 측정 가능한 최대 압력이 높은 압력 센서를 사용하게 되면 측정 분해능이 낮아져서 미세한 흡착 또는 탈착을 조사하기 어렵게 된다. 즉, 압력 조건 범위와 측정 분해능을 동시에 개선하기 어렵다. 또한, 흡착 또는 탈착 시 눈에 띄게 팽창/수축하는 소재들이 많아 이들의 특성을 파악할 때에는 측정 결과에 대한 보정이 필요하다. In the case of the volume method, which is widely used for measuring adsorption or desorption in the prior art, the absolute pressure of the reactor containing the adsorption material is measured to measure the adsorption or desorption characteristics. This lowers the measurement resolution, making it difficult to investigate fine adsorption or desorption. That is, it is difficult to simultaneously improve the pressure condition range and the measurement resolution. In addition, there are many materials that noticeably expand/contract during adsorption or desorption, so it is necessary to correct the measurement results when understanding their characteristics.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 미세한 흡착 또는 탈착 진행 파악이 가능한 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for measuring adsorption or desorption characteristics capable of detecting fine adsorption or desorption progress.
또한, 본 발명의 목적은 소재의 부피 변화를 보정할 수 있는 보정 계수를 구하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of obtaining a correction coefficient capable of correcting a change in the volume of a material.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able
본 발명에 따른 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템은,Adsorption or desorption characteristics measuring system according to the present invention,
흡착 소재가 담겨 흡착 또는 탈착 반응이 수행되는 흡착반응기(10);an
상기 흡착반응기(10)에 가스를 공급하는 가스공급관(20);a
상기 흡착반응기(10)에 가스 충진 시 같은 압력으로 가스를 충진하는 기준챔버(30);a
상기 흡착반응기(10)의 절대 압력을 측정하는 압력계(40); 및a
상기 가스공급관(20)과 기준챔버(30) 간 차압을 측정하는 차압계(50);로 구성하되,A
상기 흡착반응기(10)에서 상기 흡착 소재의 부피 변화를 보정할 수 있는 부피보정계수(a)를 이용하여 흡착 또는 탈착 질량 변화를 측정하는 것을 특징으로 한다. It is characterized in that the adsorption or desorption mass change is measured using a volume correction coefficient (a) capable of correcting the volume change of the adsorption material in the adsorption reactor (10).
또한, 본 발명에 따른 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법은,In addition, the method for measuring adsorption or desorption characteristics according to the present invention,
흡/탈착 실험을 원하는 온도(T) 및 압력(ρ1)에서 진행하여 흡/탈착에 따른 압력 변화량 △ρⅠ 및 △ρⅡ를 측정하는 제1단계;A first step of measuring the amount of pressure change Δρ I and Δρ Ⅱ according to the adsorption/desorption by performing an adsorption/desorption experiment at a desired temperature (T) and pressure (ρ 1 );
상기 측정된 압력 변화량 △ρⅠ 및 △ρⅡ를 이용하여 부피보정계수(a)를 계산하는 제2단계; 및a second step of calculating a volume correction coefficient (a) using the measured pressure change amount Δρ I and Δρ II; and
상기 제1단계 및 제2단계에서 구한 값을 이용하여 흡착 대상 기체의 흡/탈착에 따른 질량 변화를 계산하는 제3단계;에 의해 측정되는 것을 특징으로 한다. It is characterized in that it is measured by; the third step of calculating the mass change according to the adsorption/desorption of the gas to be adsorbed using the values obtained in the first and second steps.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 미세한 흡착 또는 탈착 진행 파악이 가능한 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법을 제공할 수 있다. By means of solving the above problems, the present invention can provide a method for measuring adsorption or desorption characteristics capable of detecting minute adsorption or desorption progress.
또한, 본 발명은 소재의 부피 변화를 보정할 수 있는 보정 계수를 구하는 방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention may provide a method of obtaining a correction coefficient capable of correcting the volume change of the material.
도 1은 본 발명의 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명인 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템을 보여주는 구성도이다.
도 3은 종래의 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템을 보여주는 구성도이다. 1 is a flowchart showing a method for measuring adsorption or desorption characteristics of the present invention.
2 is a block diagram showing a system for measuring adsorption or desorption characteristics according to the present invention.
3 is a configuration diagram showing a conventional adsorption or desorption characteristic measurement system.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the entire specification, when a part “includes” a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the embodiments of the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific details including the problem to be solved for the present invention, the means for solving the problem, and the effect of the invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명인 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템은 흡착반응기(10), 가스공급관(20), 기준챔버(30), 압력계(40) 및 차압계(50)로 구성된다. As shown in FIG. 2 , the system for measuring adsorption or desorption characteristics according to the present invention includes an
상기 흡착반응기(10)는 흡착 소재가 담겨 흡착 또는 탈착 반응이 수행된다. The
상기 가스공급관(20)은 상기 흡착반응기(10)에 가스를 공급한다. The
상기 기준챔버(30)는 상기 흡착반응기(10)에 가스 충진 시 같은 압력으로 가스를 충진한다. The
상기 압력계(40)는 상기 흡착반응기(10)의 절대 압력을 측정한다. The
상기 차압계(50)는 상기 가스공급관(20)과 기준챔버(30) 간 차압을 측정한다. The
본 발명인 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템은 상기 흡착반응기(10)에서 상기 흡착 소재의 부피 변화를 보정할 수 있는 부피보정계수(a)를 이용하여 흡착 또는 탈착 질량 변화를 측정한다. The system for measuring adsorption or desorption characteristics according to the present invention measures a change in adsorption or desorption mass using a volume correction coefficient (a) capable of correcting a change in volume of the adsorption material in the
상기 부피보정계수(a)는 아래 [수학식 7]에 의해 계산된다. The volume correction coefficient (a) is calculated by the following [Equation 7].
(여기서, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρⅠ는 첫 번째 흡/탈착 후의 압력변화, △ρⅡ는 두 번째 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, b는 투입된 흡착 소재 질량 비율(mⅠ/mⅡ))(here, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ I is the pressure change after the first adsorption/desorption, Δρ Ⅱ is the pressure change after the second adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, and b is the input Adsorption material mass ratio (m Ⅰ /m Ⅱ ))
상기 흡착 또는 탈착 질량 변화 측정은 상기 흡착 소재가 소량인 경우와 상기 흡착 소재가 다량인 경우를 구분하여 측정한다. The measurement of the change in adsorption or desorption mass is separately measured when the amount of the adsorption material is small and the case where the amount of the adsorption material is large.
먼저, 상기 흡착 소재가 소량인 경우는 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량 이하인 경우로 정의한다. 상기 흡착 소재 및 상기 흡착 대상 기체는 한정될 필요는 없으나 본 발명에서는 상기 흡착 대상 기체는 암모니아 기체로 하고, 상기 흡착 소재는 염화암묘늄(NH4Cl)을 사용하였다. First, when the amount of the adsorption material is small, it is defined as a case in which the adsorption material is less than or equal to the mass of the gas to be adsorbed. The adsorption material and the adsorption target gas need not be limited, but in the present invention, the adsorption target gas is ammonia gas, and ammonium chloride (NH 4 Cl) is used as the adsorption material.
상기 흡착 또는 탈착 질량 변화 측정은 아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호라고 할 때, 아래 [수학식 5]에 의해 계산된다. The adsorption or desorption mass change measurement is calculated by the following [Equation 5] when subscripts I and II are symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorbed material.
(여기서, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 상기 기준챔버(30) 부피, a는 부피보정계수)(where ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ is the pressure change after adsorption/desorption, R is a gas constant, T is a temperature, V is the volume of the
다음으로, 상기 흡착 소재가 다량인 경우는 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량을 초과하는 경우이다. 상기 흡착 또는 탈착 질량 변화 측정은 아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호라고 할 때, 아래 [수학식 4]에 의해 계산된다.Next, when the amount of the adsorption material is large, the adsorption material exceeds the mass of the adsorption target gas. The adsorption or desorption mass change measurement is calculated by the following [Equation 4], when subscripts I and II are symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorption material.
(여기서, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 상기 기준챔버(30) 부피, a는 부피보정계수)(where ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ is the pressure change after adsorption/desorption, R is a gas constant, T is a temperature, V is the volume of the
아래는 앞서 기재된 흡/탈착 시 흡착 소재의 부피 변화를 보정하는 부피보정계수(a)를 구하는 식을 보다 자세하게 설명하고자 한다. Below, the formula for obtaining the volume correction coefficient (a) for correcting the volume change of the adsorption material during adsorption/desorption described above will be described in more detail.
흡착 소재의 부피 변화가 없다면, 이상기체 상태방정식을 이용하여 흡/탈착에 따른 흡착 대상 기체의 양은 아래 [수학식 1]과 같이 구할 수 있다. If there is no change in the volume of the adsorbed material, the amount of the adsorbed gas according to adsorption/desorption can be obtained as shown in [Equation 1] below using the ideal gas state equation.
(여기서, △m는 각각 흡착 대상 기체의 흡/탈착에 따른 질량 변화, △p는 압력 변화, V는 상기 기준챔버(30) 부피, R은 기체 상수, T는 온도)(Where Δm is the mass change according to the adsorption/desorption of the gas to be adsorbed, Δp is the pressure change, V is the volume of the
하지만 실제로는 흡/탈착 과정에서 흡착 소재의 부피 변화가 있으며, 이는 상기의 흡/탈착에 따른 흡착 대상 기체의 질량 변화에 비례할 것이다. 따라서 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다. However, in reality, there is a change in the volume of the adsorption material during the adsorption/desorption process, which will be proportional to the mass change of the adsorption target gas according to the adsorption/desorption process. Therefore, it can be expressed as [Equation 2].
(여기서, △Vad는 각각 흡/탈착에 따른 흡착 소재의 부피 변화, a는 부피보정계수, △m는 각각 흡착 대상 기체의 흡/탈착에 따른 질량 변화)(Where ΔV ad is the volume change of the adsorption material according to adsorption/desorption, a is the volume correction coefficient, and Δm is the mass change according to the adsorption/desorption of the gas to be adsorbed, respectively)
따라서 흡/탈착 전과 후의 상태 방정식을 세우고 여기에 상기 [수학식 2]에 대입하면 아래 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다. Therefore, if a state equation before and after adsorption/desorption is established and substituted in [Equation 2] above, it can be expressed as in [Equation 3] below.
(여기서, 아래첨자 1, 2는 각각 흡/탈착 전과 후를 나타냄)(Here, subscripts 1 and 2 indicate before and after adsorption/desorption, respectively)
상기 [수학식 3]의 두 식을 연립하여 정리하면 [수학식 4]와 같은 새로운 관계식을 가지고 측정된 차압으로부터 흡착 대상 기체의 흡착량을 구할 수 있다. If the two equations of [Equation 3] are combined and arranged, the adsorption amount of the adsorption target gas can be obtained from the measured differential pressure with a new relational expression such as [Equation 4].
[수학식 4][Equation 4]
다만, 상기 [수학식 4]에 들어갈 부피보정계수(a)가 미지수이므로 상기 흡착 소재의 양을 두 가지로 달리하여 측정을 진행하는 것이 바람직하고, 상기 흡착 소재의 양을 흡/탈착 측정 시 투입되는 흡착 대상 기체를 일부만 흡착할 정도의 소량을 투입하는 경우 아래 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.However, since the volume correction coefficient (a) to be entered in [Equation 4] is unknown, it is preferable to proceed with the measurement by varying the amount of the adsorption material in two, and the amount of the adsorption material is input when measuring the adsorption/desorption When a small amount enough to adsorb only a portion of the adsorbed gas to be adsorbed is added, it can be expressed as in [Equation 5] below.
[수학식 5][Equation 5]
(여기서, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 상기 기준챔버(30) 부피, a는 부피보정계수, 아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호임)(where ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ is the pressure change after adsorption/desorption, R is a gas constant, T is a temperature, V is the volume of the
상기 [수학식 5]의 왼쪽 식을 오른쪽의 식으로 나누면 아래 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다. If the left expression of [Equation 5] is divided by the right expression, it can be expressed as [Equation 6] below.
[수학식 6][Equation 6]
[수학식 6]의 b는 두 번의 측정(Ⅰ,Ⅱ)에서 나타나게 될 흡착 대상 기체의 흡/탈착에 따른 질량 변화 값들의 비율을 나타내며, 이 값은 두 측정 시 투입된 상기 흡착 소재 양들의 비율과 같다고 가정할 수 있어 실험자가 알고 있는 값이 된다. b in [Equation 6] represents the ratio of the mass change values according to the adsorption/desorption of the adsorption target gas to be shown in the two measurements (I, II), and this value is the ratio of the amount of the adsorption material input during the two measurements and It can be assumed to be the same, so it becomes a value known to the experimenter.
따라서 상기 [수학식 6]을 정리하면 아래 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다. Therefore, if [Equation 6] is summarized, it can be expressed as [Equation 7] below.
[수학식 7][Equation 7]
(여기서, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρⅠ는 첫 번째 흡/탈착 후의 압력변화, △ρⅡ는 두 번째 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, b는 투입된 흡착 소재 질량 비율(mⅠ/mⅡ))(here, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ I is the pressure change after the first adsorption/desorption, Δρ Ⅱ is the pressure change after the second adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, and b is the input Adsorption material mass ratio (m Ⅰ /m Ⅱ ))
아래는, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명인 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템을 이용한 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법을 설명하고자 한다. Hereinafter, as shown in FIG. 1 , a method for measuring adsorption or desorption characteristics using the system for measuring adsorption or desorption characteristics according to the present invention will be described.
제1단계(S10)는 흡/탈착에 따른 압력 변화량을 상기 압력기를 이용하여 측정한다. In the first step (S10), the amount of pressure change according to adsorption/desorption is measured using the pressure device.
보다 구체적으로, 상기 제1단계(S10)는 흡/탈착 실험을 원하는 온도(T) 및 압력(ρ1)에서 진행하여 흡/탈착에 따른 압력 변화량 △ρⅠ 및 △ρⅡ를 측정한다. 상기 아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호를 나타낸다. More specifically, in the first step (S10), an adsorption/desorption experiment is performed at a desired temperature (T) and pressure (ρ 1 ) to measure the amount of pressure change Δρ I and Δρ II according to the adsorption/desorption. The subscripts I and II represent symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorbent material.
다음으로, 제2단계(S20)는 부피보정계수(a)를 계산한다. Next, the second step (S20) calculates the volume correction coefficient (a).
보다 구체적으로, 제2단계(S20)는 상기 측정된 압력 변화량 △ρⅠ 및 △ρⅡ를 이용하여 부피보정계수(a)를 계산한다. More specifically, in the second step (S20), the volume correction coefficient (a) is calculated using the measured pressure change amounts Δρ I and Δρ II.
상기 부피보정계수(a)는 상기 [수학식 7]에 의해 구할 수 있다. The volume correction coefficient (a) can be obtained by the above [Equation 7].
다음으로, 제3단계(S30)는 상기 부피보정계수(a)를 이용하여 질량변화를 계산한다. Next, in the third step (S30), the mass change is calculated using the volume correction coefficient (a).
상기 제3단계(S30)는 상기 제1단계(S10) 및 제2단계(S20)에서 구한 값인 상기 부피보정계수(a)을 이용하여 흡착 대상 기체의 흡/탈착에 따른 질량 변화를 계산한다. In the third step (S30), the mass change according to the adsorption/desorption of the adsorption target gas is calculated using the volume correction coefficient (a), which is the value obtained in the first step (S10) and the second step (S20).
이 때, 상기 흡착 소재가 측정 시 투입되는 흡착 대상 기체의 일부만 흡착할 정도의 소량인 경우, 즉 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량 이하인 경우 상기 [수학식 5]를 이용하여 상기 흡착 대상 기체의 흡/탈착에 따른 질량 변화를 계산한다. At this time, when the amount of the adsorption material is small enough to adsorb only a portion of the adsorption target gas input during measurement, that is, when the adsorption material is less than or equal to the mass of the adsorption target gas, the amount of the adsorption target gas is obtained using Equation 5 above. Calculate the change in mass due to adsorption/desorption.
또한, 상기 흡착 소재가 측정 시 투입되는 흡착 대상 기체의 일부만 흡착할 정도의 소량이 아닌 과량의 흡착 소재가 투입되는 실제 흡착 반응기 내의 흡/탈착 상황을 모니터하기 위한 것이면, 상기 제1단계(S10) 및 제2단계(S20)의 과정을 진행한 뒤 상기 흡착반응기(10) 내의 흡/탈착 반응에 따른 △ρ를 측정하여 상기 [수학식 4]를 이용하여 상기 흡착 대상 기체의 흡/탈착 양을 구해낼 수 있다. In addition, if the adsorption material is to monitor the adsorption/desorption situation in the actual adsorption reactor in which an excess amount of adsorption material is added, rather than a small amount enough to adsorb only a part of the adsorption target gas, the first step (S10) And after proceeding with the process of the second step (S20), Δρ according to the adsorption/desorption reaction in the
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 미세한 흡착 또는 탈착 진행 파악이 가능한 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법을 제공할 수 있다. By means of solving the above problems, the present invention can provide a method for measuring adsorption or desorption characteristics capable of detecting minute adsorption or desorption progress.
또한, 본 발명은 소재의 부피 변화를 보정할 수 있는 보정 계수를 구하는 방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention may provide a method of obtaining a correction coefficient capable of correcting the volume change of the material.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described technical configuration of the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from the concept of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
10. 흡착반응기
20. 가스공급관
30. 기준챔버
40. 압력계
50. 차압계10. Adsorption reactor
20. Gas supply pipe
30. Reference chamber
40. Manometer
50. Differential pressure gauge
Claims (8)
상기 흡착반응기(10)에 가스를 공급하는 가스공급관(20);
상기 흡착반응기(10)에 가스 충진 시 같은 압력으로 가스를 충진하는 기준챔버(30);
상기 흡착반응기(10)의 절대 압력을 측정하는 압력계(40); 및
상기 가스공급관(20)과 기준챔버(30) 간 차압을 측정하는 차압계(50);로 구성되고,
제어부를 추가로 마련하여 상기 제어부가 상기 흡착 소재의 부피 변화를 보정할 수 있는 부피보정계수(a)를 이용하여 흡착 또는 탈착 질량 변화를 측정하되,
상기 부피보정계수(a)는,
(여기서, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρⅠ는 첫 번째 흡/탈착 후의 압력변화, △ρⅡ는 두 번째 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, b는 투입된 흡착 소재 질량 비율(mⅠ/mⅡ))이고,
상기 흡착 또는 탈착 질량 변화 측정은 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량 이하인 경우(ⅰ)와 흡착 대상 기체의 질량을 초과하는 경우(ⅱ)로 분리하여 측정하는 것을 특징으로 하는 흡착 또는 탈착 특성 측정 시스템 :
(ⅰ) 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량 이하인 경우
(아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호라고 할 때, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 상기 기준챔버(30) 부피, a는 상기 부피보정계수)
(ⅱ) 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량을 초과하는 경우
(아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호라고 할 때, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 상기 기준챔버(30) 부피, a는 상기 부피보정계수).
an adsorption reactor 10 in which an adsorption material is contained and an adsorption or desorption reaction is performed;
a gas supply pipe 20 for supplying gas to the adsorption reactor 10;
a reference chamber 30 for filling the adsorption reactor 10 with gas at the same pressure when filling the gas;
a pressure gauge 40 for measuring the absolute pressure of the adsorption reactor 10; and
and a differential pressure gauge 50 for measuring the differential pressure between the gas supply pipe 20 and the reference chamber 30;
A control unit is additionally provided to measure a change in adsorption or desorption mass using a volume correction coefficient (a) that allows the control unit to correct a change in volume of the adsorption material,
The volume correction coefficient (a) is,
(here, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ I is the pressure change after the first adsorption/desorption, Δρ Ⅱ is the pressure change after the second adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, and b is the input adsorption material mass ratio (m Ⅰ /m Ⅱ )),
The adsorption or desorption mass change measurement system for measuring adsorption or desorption characteristics, characterized in that the adsorption material is measured separately when the mass of the adsorption target gas is less than (i) and when it exceeds the mass of the adsorption target gas (ii) :
(i) When the adsorption material is less than or equal to the mass of the gas to be adsorbed
(When subscripts I and II are symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorbed material, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ is the change in pressure after adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, V is the volume of the reference chamber 30, a is the volume correction coefficient)
(ii) When the adsorption material exceeds the mass of the adsorbed gas
(Subscripts I and II are symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorbed material, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, △ ρ is the change in pressure after adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, V is the volume of the reference chamber 30, a is the volume correction coefficient).
상기 흡착 소재의 측정된 압력 변화량 △ρⅠ 및 △ρⅡ를 이용하여 제어부가 부피보정계수(a)를 계산하는 제2단계; 및
상기 제1단계 및 제2단계에서 구한 값을 이용하여 흡착 대상 기체의 흡착 또는 탈착에 따른 질량 변화를 계산하는 제3단계;에 의해 측정하되,
상기 부피보정계수(a)는,
(여기서, ρ1 은 흡/탈착 전의 압력, △ρⅠ는 첫 번째 흡/탈착 후의 압력변 화, △ρⅡ는 두 번째 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, b는 투입된 흡착 소재 질량 비율(mⅠ/mⅡ))이고,
상기 제3단계에서 흡착 또는 탈착에 따른 질량 변화 측정은 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량 이하인 경우(ⅰ)와 흡착 대상 기체의 질량을 초과하는 경우(ⅱ)로 분리하여 측정하는 것을 특징으로 하는 흡착 또는 탈착 특성 측정 방법 :
(ⅰ) 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량 이하인 경우
(아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호라고 할 때, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 기준챔버(30) 부피, a는 상기 부피보정계수)
(ⅱ) 상기 흡착 소재가 흡착 대상 기체의 질량을 초과하는 경우
(아래첨자 I, II는 흡착 소재의 양을 달리한 두 가지 측정을 구분하는 기호라고 할 때, ρ1은 흡/탈착 전의 압력, △ ρ는 흡/탈착 후의 압력변화, R은 기체상수, T는 온도, V는 기준챔버(30) 부피, a는 상기 부피보정계수).
The first step of measuring the amount of pressure change ΔρI and ΔρⅡ by the differential pressure gauge 50 according to the adsorption/desorption at the desired temperature (T) and pressure (ρ1) for the adsorption/desorption experiment in the adsorption reactor 10 containing the adsorption material ;
a second step in which the control unit calculates the volume correction coefficient (a) using the measured pressure change ΔρI and ΔρII of the adsorption material; and
A third step of calculating the mass change according to the adsorption or desorption of the gas to be adsorbed using the values obtained in the first and second steps;
The volume correction coefficient (a) is,
(where ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ I is the pressure change after the first adsorption/desorption, Δρ Ⅱ is the pressure change after the second adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, and b is is the mass ratio of the input adsorbed material (m Ⅰ /m Ⅱ )),
In the third step, the measurement of mass change due to adsorption or desorption is measured separately when the adsorption material is less than or equal to the mass of the gas to be adsorbed (i) and when it exceeds the mass of the gas to be adsorbed (ii). Methods for measuring adsorption or desorption properties:
(i) When the adsorption material is less than or equal to the mass of the gas to be adsorbed
(When subscripts I and II are symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorbed material, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, Δρ is the change in pressure after adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, V is the volume of the reference chamber 30, a is the volume correction coefficient)
(ii) When the adsorption material exceeds the mass of the gas to be adsorbed
(Subscripts I and II are symbols that distinguish two measurements with different amounts of adsorbed material, ρ 1 is the pressure before adsorption/desorption, △ ρ is the change in pressure after adsorption/desorption, R is the gas constant, T is the temperature, V is the volume of the reference chamber 30, a is the volume correction coefficient).
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| KR20230068819A (en) * | 2021-11-11 | 2023-05-18 | 한국전력 국제원자력대학원대학교 산학협력단 | A adsorption performance evaluation method of radioactive material adsorbent based on biomaterial |
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