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아세트알데히드 제거를 위한 Mn-Cu 금속촉매 실용화에 관한 연구
Practical Application of Mn-Cu Metal Catalyst for the Removal of Acetaldehyde 원문보기

디지털정책연구 = The Journal of digital policy & management, v.10 no.8, 2012년, pp.201 - 210  

정성철 (삼성전자(주) 환경안전그룹) ,  이승환 (금오공과대학교 환경공학과)

초록
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악취는 사람마다 느끼는 정도가 다르므로 법적 배출허용농도 이내로 배출된다고 하더라도 민원 발생 시 사회적으로 이슈화가 되는 특징이 있다. 본 연구는 산업공정에서 발생된 악취중의 아세트알데히드를 경제적으로 제거하기 위해 Mn-Cu 금속산화물 촉매의 실용화 가능성에 관한 연구이며, 실험실에서 성능평가를 통해 아세트알데히드 제거를 위한 최적 운전인자를 도출하였고, 파일럿 규모의 Scale-up을 통한 현장 실험으로 실제규모 시설에 적용하여 성능을 검증하였다. 지금까지 연구되어진 금속산화물 촉매의 운전온도는 최소 $220^{\circ}C$ 근방에서 아세트알데히드 제거효율이 50% 이하였다. 그러나 본 연구에서 Mn-Cu 금속산화물 촉매를 사용하여 실험한 결과 공간속도(GHSV)가 6,000 $hr^{-1}$ 이하일 때 최적의 제거효율을 보였으며, 촉매제어 온도가 $120^{\circ}C$일 때 평균 제거효율은 61.2%, $160^{\circ}C$에서는 93.3%, $180^{\circ}C$에서는 94.9%로 높은 제거효율을 보였다. 촉매의 비표면적은 사용 전 $200m^2/g$이었으나 24개월 경과 시 $47.162m^2/g$으로 나타나 비표면적은 시간이 지남에 따라 줄어들지만 성능에는 큰 영향이 없었고, 황화합물과 산성가스 등과 같은 피독물질이 유입되지 않는 현장에서 Mn-Cu 금속산화물 촉매장치를 2년 이상 운전한 결과 90% 이상의 제거효율이 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Because sensing odor varies depending on each person, even if the odor is released in line with the legal emission permission concentration levels, it can still become a social issue if a civil complaint is made. The purpose of this research is to study the possibility of putting Mn-Cu metallic oxid...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 국내 산업단지 및 악취발생 현장의 공기 질 개선을 위해 악취의 주원인 중 하나인 아세트알데 히드 물질을 제거하기 위해 Mn-Cu 금속산화물 촉매의 반응온도 및 공간속도 등에 따른 제거효율 등을 분석하여 파일럿 규모의 Scale-up을 통한 현장 실험으로 국내 최초로 실제규모 시설에 적용하여 성능을 검증, 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 실험에 사용한 아세트알데히드 가스는 1,000ppm/N2 balance 로 RIGAS社에서 제조한 표준가스를 사용하였으며, MFC(Mass Flow Controller, Celerity社, Model TN280)로 일정한 농도와 유속을 조절하여 고정층 반응기로 주입하였다. Mn-Cu 금속산화물 촉매 1.0g을 고정층 촉매반응기에 충전한 후 초기 유입가스의 촉매흡착에 의한 영향을 없애고자 실험대상 가스를 수 분 동안 충분히 흘려주었고, 초기 유입 가스농도와 촉매를 거쳐 나오는 최종출구의 농도가 동일한 값에 도달했을 경우를 평형상태로 가정하고 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 실험 전 후 촉매의 표면변화를 관찰하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 X-선 분광기(EDS, Bruker社, Model Quantax200)를 이용하여 촉매를 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라의 대기환경보전법의 8대 악취물질은? 아세트알데히드(Acetaldehyde)는 우리나라의 대기환경보전법의 8대 악취물질(암모니아, 트리메틸아민, 황화수소, 메틸메르캅탄, 황화메틸, 이황화메틸, 아세트알데히드, 스티렌)에 속하는 규제대상 물질이다[2][14].
불완전 연소에 의해 발생되는 대기 오염의 종류는? 인간의 활동에 있어서 연소는 필수적이나 대기오염의 주요 원인이 된다. 불완전 연소에 의해 발생되는 대기 오염의 종류를 크게 나누면, 산성비와 스모그의 원인이 되는 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx), 오존층 파괴와 관련된 CFC 문제, 지구 온난화 현상과 관련된 이산화탄소(CO2)와 휘발성 유기화합물(VOCs)로 나눌 수 있다[14].
악취물질 제거를 위해 많이 사용하는 활성탄 흡착식 방법의 단점은? 악취물질 제거를 위해 많이 이용하고 있는 방법은 활성탄 흡착식 또는 흡착 후 연소 및 촉매산화법이다[3]. 그러나 활성탄 흡착식은 처리효율은 좋으나 짧은 파과점(break-through point)으로 인해 활성탄을 자주 교환해야 하는 문제점이 있기 때문에 운영비가 많이 들고, 활성탄 교체주기를 넘길 경우에는 제거 효율이 급속히 떨어지게 된다[4].
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