촉매 및 반응기 설계 TGA 결과

목차

1. 요약

2. 실험목적

3. 이론
1) TGA 작동 원리
2) Furnace 안에서 일어나는 효과
3) Purge Gas
4) TGA의 응용

4. 실험장치 및 실험방법
1) 실험장치
2) 실험방법

5. 실험결과 및 토의
1) 실험결과
2) 토의

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

1. 요약
프로판 탈수소화를 해서 coking이 된 촉매를 TGA 즉, 열 중량 분석기로 coking이 된 양을 측정하는 실험이다. TGA로 분석을 할 때 순수한 촉매일 때도 질량 손실이 일어나기 때문에 순수한 촉매와 Coking된 촉매의 질량 손실 분율의 차가 커지는 지점인 400℃에서 540℃를 coking된 모든 탄소가 날아가는 온도 범위라고 가정한다면 날아간 탄소의 총 무게는 0.1259mg이며 촉매에서 coking된 탄소가 차지한 분율은 2.33%이다.

2. 실험목적
프로판 탈수소화를 한 촉매를 TGA로 분석하여 coking된 양을 측정하고 알아본다.

3. 이론
1) TGA 작동 원리
TGA는 열로 인한 시료의 물리화학적 변화로 생기는 무게 변동을 시간과 온도에 따라 관찰하는 분석기기이다. 보통은 무게 감소를 주로 측정하지만 무게 증가도 측정할 수 있다. TGA에는 Micro Balance가 장착되어 있으며, 이것이 시료의 무게 변화를 감지한다. Balance에는 위치를 일정하게 유지하는 Flag가 있는데 만약 시료의 무게 증감이 발생하면 이 Flag의 위치가 변하게 된다. 이때 TGA는 그 원래의 위치를 유지하기 위해 Metermovement라는 곳에 전류를 증가 또는 감소시키게 된다.[1] 이 전류 값이 매우 감도 있는 전자저울에 무게로 연속적으로 측정되고 환산되어 표시되는 것이다. 위치를 유지하는 곳에는 적외선 센서가 사용된다. TGA에 장착되어 있는 Furnace에 따라 수직형 또는 수평형으로 나누기도 한다. 그러나 무게 감지 Mechanism의 성능과 그 일차적 신호를 무게로 환산하는 Hard Ware의 성능에 따라 감도의 차이가 존재한다. 수직형 로와 수평형 로 사이에는 큰 차이가 없는데 만약 큰 차이가 난다면 그 기기는 좋은 기기라고 할 수 없다. 로 안에서 열로 인해 발생되는 현상을 잘 고찰하면 기기 및 자료를 이해하는데 많은 도움을 얻을 수 있다.

2) Furnace 안에서 일어나는 효과
➀굴뚝 효과(chimney effect)
수직형 Furnace에서 크게 나타나는 현상으로 시료의 무게를 가볍게 만들려는 현상이다. 이것은 TGA의 Balance Purge Gas로 상쇄시킨다.

참고 자료

http://faas.apro.re.kr/sub02_04_03.htm.
http://www.kumnong.co.kr/wwwboard-3.0.1/data/kumnote/ksh_dta.pdf, p10.
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=heartdone219&logNo=130042321043&redirect=Dlog&widgetTypeCall=true.
디젤엔진시험팀, “Catalyst Deactivation Mechanisms”, p1-4 (August 2000)
촉매 특성 매뉴얼