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문제 정의
- 기존 연구에서 악취 물질 중 황화합물과 아민계열에 대한 악취 처리 효과가 입증됐지만 휘발성유기화합물질에 대한 연 구가 부족하고, 정유물질별 정량적인 효율연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 휘발성유기화합물질 제거에 효과적일 것으로 예상되는 식물정유 물질들을 대상으로 최적 휘발성유기화합물질 제거 및 탈취제 제조를 위한 기초 실험을 수행하였다.
- 기존 연구에서 악취 물질 중 황화합물과 아민계열에 대한 악취 처리 효과가 입증됐지만 휘발성유기화합물질에 대한 연 구가 부족하고, 정유물질별 정량적인 효율연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 휘발성유기화합물질 제거에 효과적일 것으로 예상되는 식물정유 물질들을 대상으로 최적 휘발성유기화합물질 제거 및 탈취제 제조를 위한 기초 실험을 수행하였다.
- 식물정유물질의 경우 고유의 향을 가지고 있기 때문에 농도 가 높을 경우 인체에 또 다른 악취로 작용할 수 있으므로, 이 를 고려하여 희석배수 범위를 결정해야 한다. 따라서 본 절에 서는 인체가 감지하기 어려운 수준인 100배 이상으로 탈취제 를 희석함으로써 최적 희석배수 조건을 찾고자 하였다.
- 식물정유물질의 경우 고유의 향을 가지고 있기 때문에 농도 가 높을 경우 인체에 또 다른 악취로 작용할 수 있으므로, 이 를 고려하여 희석배수 범위를 결정해야 한다. 따라서 본 절에 서는 인체가 감지하기 어려운 수준인 100배 이상으로 탈취제 를 희석함으로써 최적 희석배수 조건을 찾고자 하였다.
- 본 연구에서 개발한 탈취제의 성능을 정량적으로 평가하기 위해 반응속도 및 활성화 에너지를 산정하고 기존 문헌과 비 교하고자 하였다. 이를 위해 시간에 따른 반응기 내 농도 변 화를 이용하여 악취가스의 반응 속도 상수를 계산하였다.
- 본 연구에서 개발한 탈취제의 성능을 정량적으로 평가하기 위해 반응속도 및 활성화 에너지를 산정하고 기존 문헌과 비 교하고자 하였다. 이를 위해 시간에 따른 반응기 내 농도 변 화를 이용하여 악취가스의 반응 속도 상수를 계산하였다.
- 이와 함께 탈취제 희석배수에 따른 개별 휘발성유기화합물 질 물질에 대한 제거 효율을 파악하였다. Figure 5에서와 같이 희석배수별 아세트알데히드, 에틸벤젠, 자일렌, 뷰틸 아세테 이트, 톨루엔의 제거 효율을 측정한 결과 희석배수 200배를 기준으로 아세트알데히드 39.
- 탈취제 분사량은 악취가스 제거 효율을 결정하는 중요한 요 소 중 하나로서, 분사량에 휘발성유기화합물질 제거 영향을 알 아보기 위한 실험을 수행하였다. 분사 유량은 반응조 25 L를 기준으로 탈취제를 2 ~ 8 mL를 분사하였고, 시간에 따른 휘 발성유기화합물질 농도를 측정한 결과를 Figure 6에 나타냈 다.
- 탈취제 분사량은 악취가스 제거 효율을 결정하는 중요한 요 소 중 하나로서, 분사량에 휘발성유기화합물질 제거 영향을 알 아보기 위한 실험을 수행하였다. 분사 유량은 반응조 25 L를 기준으로 탈취제를 2 ~ 8 mL를 분사하였고, 시간에 따른 휘 발성유기화합물질 농도를 측정한 결과를 Figure 6에 나타냈 다.
제안 방법
- 3) 혼합 탈취제를 대상으로 변수에 따른 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하여 반응속도 상수를 계산하였고, Arrhenius plot을 이용하여 반응속도식을 도출하였다. 이와 함께 휘발성 유기화합물질의 반응속도 식으로부터 활성화 에너지를 산정 한 결과 27.
- 3) 혼합 탈취제를 대상으로 변수에 따른 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하여 반응속도 상수를 계산하였고, Arrhenius plot을 이용하여 반응속도식을 도출하였다. 이와 함께 휘발성 유기화합물질의 반응속도 식으로부터 활성화 에너지를 산정 한 결과 27.
- DNPH 카트리지에 포집된 시료를 아세토나이트릴을 이용 하여 용출한 뒤 가스크로마토그래피/질량분석기를 이용하여 분석을 수행하였다. 분석조건은 Table 2에 정리하여 나타내 었다.
- DNPH 카트리지에 포집된 시료를 아세토나이트릴을 이용 하여 용출한 뒤 가스크로마토그래피/질량분석기를 이용하여 분석을 수행하였다. 분석조건은 Table 2에 정리하여 나타내 었다.
- 이를 위해 본 연구에서는 자동차 도장 공정을 대상으로 배 가스를 포집하여 악취물질의 종류 및 발생농도를 측정하여 탈 취제 제조를 위한 주요 악취 대상물질을 선정하였다. 그리고 다양한 종류의 식물성 정유 중 우수한 성능의 정유를 정성적으 로 분석하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나 몬, 전나무를 문헌조사를 통해 후보물질로 선정하여 선별 실 험을 수행하였고[13-18] 탈취 효율을 증가시키기 위한 목적 으로 첨가제를 선정하여 식물 정유 물질 종류 및 첨가제의 혼 합 비율을 결정하였다. 또한 혼합된 탈취제의 최적 분사 및 탈 취조건을 파악하기 위해 희석배수, 분사량, 온도에 따른 회분 식 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하였으며, 온도에 따 른 실험을 통해 반응속도상수 및 활성화에너지를 예측하였다.
- 이를 위해 본 연구에서는 자동차 도장 공정을 대상으로 배 가스를 포집하여 악취물질의 종류 및 발생농도를 측정하여 탈 취제 제조를 위한 주요 악취 대상물질을 선정하였다. 그리고 다양한 종류의 식물성 정유 중 우수한 성능의 정유를 정성적으 로 분석하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나 몬, 전나무를 문헌조사를 통해 후보물질로 선정하여 선별 실 험을 수행하였고[13-18] 탈취 효율을 증가시키기 위한 목적 으로 첨가제를 선정하여 식물 정유 물질 종류 및 첨가제의 혼 합 비율을 결정하였다. 또한 혼합된 탈취제의 최적 분사 및 탈 취조건을 파악하기 위해 희석배수, 분사량, 온도에 따른 회분 식 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하였으며, 온도에 따 른 실험을 통해 반응속도상수 및 활성화에너지를 예측하였다.
- 반응조 내에는 순환팬이 설치되어 있으며, 열선을 이용하여 온도 조절을 하였다. 대상 가스의 경우 질량 유량조절계(Brookfield 5850, USA)를 이용하여 휘발성유기화 합물질과 질소의 유량을 조절하였으며, 일정한 양의 흡수제 를 분사하기 위해 액체 자동 노즐 분사기(GK, Korea)를 반응 조 상단에 설치하였다. 반응 후 가스 시료를 포집하기 위해 반응조 후단에 실리카겔과 응축기를 설치하였다.
- 반응조 내에는 순환팬이 설치되어 있으며, 열선을 이용하여 온도 조절을 하였다. 대상 가스의 경우 질량 유량조절계(Brookfield 5850, USA)를 이용하여 휘발성유기화 합물질과 질소의 유량을 조절하였으며, 일정한 양의 흡수제 를 분사하기 위해 액체 자동 노즐 분사기(GK, Korea)를 반응 조 상단에 설치하였다. 반응 후 가스 시료를 포집하기 위해 반응조 후단에 실리카겔과 응축기를 설치하였다.
- 2절의 선별실험을 통 해 결정하였다. 동일한 조건 하에서 휘발성유기화합물질과 반 응하여 높은 효율로 탈취작용을 하는 성분을 선정하고 동일한 양으로 혼합 비율을 결정하여 탈취제를 제조하였다. 에틸벤젠 에서 가장 높은 효율을 보이는 편백나무 정유와, 뷰틸 아세테 이트와 자일렌, 톨루엔에서 가장 높은 효율을 나타내는 라벤 더 정유를 선정하였다.
- 2절의 선별실험을 통 해 결정하였다. 동일한 조건 하에서 휘발성유기화합물질과 반 응하여 높은 효율로 탈취작용을 하는 성분을 선정하고 동일한 양으로 혼합 비율을 결정하여 탈취제를 제조하였다. 에틸벤젠 에서 가장 높은 효율을 보이는 편백나무 정유와, 뷰틸 아세테 이트와 자일렌, 톨루엔에서 가장 높은 효율을 나타내는 라벤 더 정유를 선정하였다.
- 에틸벤젠 에서 가장 높은 효율을 보이는 편백나무 정유와, 뷰틸 아세테 이트와 자일렌, 톨루엔에서 가장 높은 효율을 나타내는 라벤 더 정유를 선정하였다. 또한 금속산화물의 선별 실험을 통해 휘발성유기화합물질, 아세트알데히드 두 실험 모두에서 가장 높은 효율을 나타낸 TiO2를 탈취제의 첨가제로 선정하였다. 최 종적으로 라벤더 정유 45%, 편백나무 정유 45%, 첨가제 TiO2 10%의 비율로 하여 0.
- 그리고 다양한 종류의 식물성 정유 중 우수한 성능의 정유를 정성적으 로 분석하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나 몬, 전나무를 문헌조사를 통해 후보물질로 선정하여 선별 실 험을 수행하였고[13-18] 탈취 효율을 증가시키기 위한 목적 으로 첨가제를 선정하여 식물 정유 물질 종류 및 첨가제의 혼 합 비율을 결정하였다. 또한 혼합된 탈취제의 최적 분사 및 탈 취조건을 파악하기 위해 희석배수, 분사량, 온도에 따른 회분 식 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하였으며, 온도에 따 른 실험을 통해 반응속도상수 및 활성화에너지를 예측하였다.
- 그리고 다양한 종류의 식물성 정유 중 우수한 성능의 정유를 정성적으 로 분석하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나 몬, 전나무를 문헌조사를 통해 후보물질로 선정하여 선별 실 험을 수행하였고[13-18] 탈취 효율을 증가시키기 위한 목적 으로 첨가제를 선정하여 식물 정유 물질 종류 및 첨가제의 혼 합 비율을 결정하였다. 또한 혼합된 탈취제의 최적 분사 및 탈 취조건을 파악하기 위해 희석배수, 분사량, 온도에 따른 회분 식 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하였으며, 온도에 따 른 실험을 통해 반응속도상수 및 활성화에너지를 예측하였다.
- 분사 유량이 높을수록 기체 와 액체 계면에서 더욱 많은 양의 악취 물질이 탈취제와 반응하여 무취 물질로 바뀌는 것으로 판단된다. 또한 휘발성유기 화합물질 제거 실험 결과와 동일하게 8 mL를 분사하였을 때 가장 높은 제거 효율을 보였으나 6 mL 분사량과의 차이가 매 우 미미하여 최적 탈취제 분사량을 6 mL로 결정하였다. 최적 조건에서 물질별 제거 효율을 분석한 결과 아세트알데히드의 경우 61.
- 분사 유량이 높을수록 기체 와 액체 계면에서 더욱 많은 양의 악취 물질이 탈취제와 반응하여 무취 물질로 바뀌는 것으로 판단된다. 또한 휘발성유기 화합물질 제거 실험 결과와 동일하게 8 mL를 분사하였을 때 가장 높은 제거 효율을 보였으나 6 mL 분사량과의 차이가 매 우 미미하여 최적 탈취제 분사량을 6 mL로 결정하였다. 최적 조건에서 물질별 제거 효율을 분석한 결과 아세트알데히드의 경우 61.
- 휘발성유기화합물질의 제거 효율 및 경향을 파악하기 위해 TVOC(총휘발성유기화합물; Total Volatile Organic Compounds) 분석기(2020 COMBO Photoionization Air Moniter, INFICON) 를 이용하여 실시간으로 분석하였으며, 휘발성유기화합물질 의 개별농도를 파악하기 위해 테드라백에 포집된 시료를 GC/ MS를 이용하여 분석하였다. 반응 전․후의 농도를 비교함으 로써 각각 식물정유에 대한 악취 탈취효율을 산정하였다. 첨 가제 선별 실험은 제올라이트, V2O5, TiO2, ZnO를 후보로 하여 0.
- 휘발성유기화합물질의 제거 효율 및 경향을 파악하기 위해 TVOC(총휘발성유기화합물; Total Volatile Organic Compounds) 분석기(2020 COMBO Photoionization Air Moniter, INFICON) 를 이용하여 실시간으로 분석하였으며, 휘발성유기화합물질 의 개별농도를 파악하기 위해 테드라백에 포집된 시료를 GC/ MS를 이용하여 분석하였다. 반응 전․후의 농도를 비교함으 로써 각각 식물정유에 대한 악취 탈취효율을 산정하였다. 첨 가제 선별 실험은 제올라이트, V2O5, TiO2, ZnO를 후보로 하여 0.
- 대상 가스의 경우 질량 유량조절계(Brookfield 5850, USA)를 이용하여 휘발성유기화 합물질과 질소의 유량을 조절하였으며, 일정한 양의 흡수제 를 분사하기 위해 액체 자동 노즐 분사기(GK, Korea)를 반응 조 상단에 설치하였다. 반응 후 가스 시료를 포집하기 위해 반응조 후단에 실리카겔과 응축기를 설치하였다. 포집된 시 료는 TVOC 분석기를 이용하여 실시간으로 농도를 측정하였 으며, 개별 물질 농도를 파악하기 위해 흡입펌프를 이용하여 테드라백에 시료를 포집하여 GC/MS를 이용하여 분석하였다.
- 본 실험에서는 기존 문헌을 바탕으로 6가지의 0.5 vol%의 식물정유(라벤더, 레몬그라스, 편백나무, 전나무, 시나몬, 소나무) 탈취제를 제조한 후 이를 용매로 10배 희석하였다[13-18]. 이후 아세트알데히드, 휘발성유기화합물질 가스를 대상으로 제거 효율을 파악함으로써 최적 탈취제 제조를 위한 식물정유를 선별하였다.
- 식물정유 선별실험을 통해 상대적으로 낮은 아세트알데히드의 제거효율을 증가시키기 위해 증류수에 각각의 첨가제 (제올라이트, V2O5, TiO2, ZnO)를 혼합하여 선별실험을 수행하였다.
- 탈취제 분사 시 반응 온도에 따른 휘발성유기화합물질 제거 영향을 파악하기 위해 선정된 혼합 탈취제를 이용하여 휘발성유기화합물질 및 개별 휘발성유기화합물질에 대해 온도에 따른 제거 영향을 살펴보았다. 온도는 20 ℃, 25 ℃, 30 ℃, 35 ℃ 변화시켰으며, 분사유량과 희석배수는 2 mL, 200배로 고정하였다. Figure 8에서 볼 수 있듯이 휘발성유기화합물질 의 제거효율은 온도가 증가함에 따라 높아져, 20, 25, 30, 35 ℃에서 각각 43.
- 이 에 반해 레몬그라스 정유의 경우 제거 효율이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 혼합 탈취제 제조 시 탈취제의 제거 효율과, 종류를 고려하여 혼합 할 항목을 선정하였다.
- 이 에 반해 레몬그라스 정유의 경우 제거 효율이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 혼합 탈취제 제조 시 탈취제의 제거 효율과, 종류를 고려하여 혼합 할 항목을 선정하였다.
- 이를 위해 본 연구에서는 자동차 도장 공정을 대상으로 배 가스를 포집하여 악취물질의 종류 및 발생농도를 측정하여 탈 취제 제조를 위한 주요 악취 대상물질을 선정하였다. 그리고 다양한 종류의 식물성 정유 중 우수한 성능의 정유를 정성적으 로 분석하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나 몬, 전나무를 문헌조사를 통해 후보물질로 선정하여 선별 실 험을 수행하였고[13-18] 탈취 효율을 증가시키기 위한 목적 으로 첨가제를 선정하여 식물 정유 물질 종류 및 첨가제의 혼 합 비율을 결정하였다.
- 이를 위해 본 연구에서는 자동차 도장 공정을 대상으로 배 가스를 포집하여 악취물질의 종류 및 발생농도를 측정하여 탈 취제 제조를 위한 주요 악취 대상물질을 선정하였다. 그리고 다양한 종류의 식물성 정유 중 우수한 성능의 정유를 정성적으 로 분석하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나 몬, 전나무를 문헌조사를 통해 후보물질로 선정하여 선별 실 험을 수행하였고[13-18] 탈취 효율을 증가시키기 위한 목적 으로 첨가제를 선정하여 식물 정유 물질 종류 및 첨가제의 혼 합 비율을 결정하였다.
- 본 연구에서 개발한 탈취제의 성능을 정량적으로 평가하기 위해 반응속도 및 활성화 에너지를 산정하고 기존 문헌과 비 교하고자 하였다. 이를 위해 시간에 따른 반응기 내 농도 변 화를 이용하여 악취가스의 반응 속도 상수를 계산하였다. 시 간에 따라 반응속도식을 나타내면 1차 반응식은 다음과 같이 나타난다.
- 본 연구에서 개발한 탈취제의 성능을 정량적으로 평가하기 위해 반응속도 및 활성화 에너지를 산정하고 기존 문헌과 비 교하고자 하였다. 이를 위해 시간에 따른 반응기 내 농도 변 화를 이용하여 악취가스의 반응 속도 상수를 계산하였다. 시 간에 따라 반응속도식을 나타내면 1차 반응식은 다음과 같이 나타난다.
- 이와 함께 탈취제 희석배수에 따른 개별 휘발성유기화합물 질 물질에 대한 제거 효율을 파악하였다. Figure 5에서와 같이 희석배수별 아세트알데히드, 에틸벤젠, 자일렌, 뷰틸 아세테 이트, 톨루엔의 제거 효율을 측정한 결과 희석배수 200배를 기준으로 아세트알데히드 39.
- 자동차 도장공정내 악취 원인물질을 파악하기 위하여 A회 사 자동차 도장 도장공정내 발생하는 가스를 배출구에서 포 집하여 GC/MS로 농도분석을 실시하였다. 이때, 샘플 가스의 경우 도장공정 내 상도와 중도로 구분하여 포집하였다.
- 자동차 도장공정내 악취 원인물질을 파악하기 위하여 A회 사 자동차 도장 도장공정내 발생하는 가스를 배출구에서 포 집하여 GC/MS로 농도분석을 실시하였다. 이때, 샘플 가스의 경우 도장공정 내 상도와 중도로 구분하여 포집하였다.
- 1 ppm보다 낮아서 악취 원인물질로 분류하지 않았다. 전반적으로 상도, 중도에서 비 슷한 결과를 나타내고 있었으며, 이를 바탕으로 도장공정내 악취원인물질로 아세트알데히드, 뷰틸 아세테이트, 자일렌, 톨 루엔, 에틸벤젠 5가지 항목을 선정하였다.
- 1 ppm보다 낮아서 악취 원인물질로 분류하지 않았다. 전반적으로 상도, 중도에서 비 슷한 결과를 나타내고 있었으며, 이를 바탕으로 도장공정내 악취원인물질로 아세트알데히드, 뷰틸 아세테이트, 자일렌, 톨 루엔, 에틸벤젠 5가지 항목을 선정하였다.
- 5 mL를 주입하였다. 주입한 아세토나이트릴 용매로 약 1 분 동안 DNPH 유도체를 추출하였다. 추출된 용액에 아 세토나이트릴을 이용하여 정확히 5 mL로 표선하였다.
- 반응 전․후의 농도를 비교함으 로써 각각 식물정유에 대한 악취 탈취효율을 산정하였다. 첨 가제 선별 실험은 제올라이트, V2O5, TiO2, ZnO를 후보로 하여 0.1% 탈취제 제조후 위와 동일한 조건으로 실험을 진행하였다. 실험은 총 3회 반복 실험하였으며 평균값을 적용하였다.
- 반응 전․후의 농도를 비교함으 로써 각각 식물정유에 대한 악취 탈취효율을 산정하였다. 첨 가제 선별 실험은 제올라이트, V2O5, TiO2, ZnO를 후보로 하여 0.1% 탈취제 제조후 위와 동일한 조건으로 실험을 진행하였다. 실험은 총 3회 반복 실험하였으며 평균값을 적용하였다.
- 또한 금속산화물의 선별 실험을 통해 휘발성유기화합물질, 아세트알데히드 두 실험 모두에서 가장 높은 효율을 나타낸 TiO2를 탈취제의 첨가제로 선정하였다. 최 종적으로 라벤더 정유 45%, 편백나무 정유 45%, 첨가제 TiO2 10%의 비율로 하여 0.5 vol% 혼합 탈취제를 제조하였다.
- 추출된 용액에 아 세토나이트릴을 이용하여 정확히 5 mL로 표선하였다. 최종 적으로 갈색시험관 용출액에서 1 mL를 피펫을 이용해 갈색 주사용 유리병에 옮겨 분석용 시료로 하였다.
- 또한 금속산화물의 선별 실험을 통해 휘발성유기화합물질, 아세트알데히드 두 실험 모두에서 가장 높은 효율을 나타낸 TiO2를 탈취제의 첨가제로 선정하였다. 최 종적으로 라벤더 정유 45%, 편백나무 정유 45%, 첨가제 TiO2 10%의 비율로 하여 0.5 vol% 혼합 탈취제를 제조하였다.
- 탈취제 분사 시 반응 온도에 따른 휘발성유기화합물질 제거 영향을 파악하기 위해 선정된 혼합 탈취제를 이용하여 휘발성유기화합물질 및 개별 휘발성유기화합물질에 대해 온도에 따른 제거 영향을 살펴보았다. 온도는 20 ℃, 25 ℃, 30 ℃, 35 ℃ 변화시켰으며, 분사유량과 희석배수는 2 mL, 200배로 고정하였다.
- 탈취제 분사 시 반응 온도에 따른 휘발성유기화합물질 제거 영향을 파악하기 위해 선정된 혼합 탈취제를 이용하여 휘발성유기화합물질 및 개별 휘발성유기화합물질에 대해 온도에 따른 제거 영향을 살펴보았다. 온도는 20 ℃, 25 ℃, 30 ℃, 35 ℃ 변화시켰으며, 분사유량과 희석배수는 2 mL, 200배로 고정하였다.
- 반응 후 가스 시료를 포집하기 위해 반응조 후단에 실리카겔과 응축기를 설치하였다. 포집된 시 료는 TVOC 분석기를 이용하여 실시간으로 농도를 측정하였 으며, 개별 물질 농도를 파악하기 위해 흡입펌프를 이용하여 테드라백에 시료를 포집하여 GC/MS를 이용하여 분석하였다.
- 반응 후 가스 시료를 포집하기 위해 반응조 후단에 실리카겔과 응축기를 설치하였다. 포집된 시 료는 TVOC 분석기를 이용하여 실시간으로 농도를 측정하였 으며, 개별 물질 농도를 파악하기 위해 흡입펌프를 이용하여 테드라백에 시료를 포집하여 GC/MS를 이용하여 분석하였다.
- 또한 첨가제의 경우 아세트 알데히드에 대한 제거 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되는 TiO2를 첨가제로 선정하였다. 혼합 비율은 기존 문헌을 참고하 여 라벤더 45%, 편백나무 45%, TiO2를 10%로 결정하였으며, 탈취제 농도는 증류수와 알콜을 1 : 1로 혼합한 용매를 이용하 여 0.5 vol%로 제조하였다.
- 또한 첨가제의 경우 아세트 알데히드에 대한 제거 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되는 TiO2를 첨가제로 선정하였다. 혼합 비율은 기존 문헌을 참고하 여 라벤더 45%, 편백나무 45%, TiO2를 10%로 결정하였으며, 탈취제 농도는 증류수와 알콜을 1 : 1로 혼합한 용매를 이용하 여 0.5 vol%로 제조하였다.
- 휘발성유기화합물질분석의 경우 2단 열탈착시스템 및 가스 크로마토그래피/질량분석기(Gas chromatography/mass spectrometry)를 이용하여 분석을 수행하였다. 열탈착시스템 및 가스크 로마토그래피/질량분석기의 분석조건을 Table 1에 나타내었다.
- 휘발성유기화합물질분석의 경우 2단 열탈착시스템 및 가스 크로마토그래피/질량분석기(Gas chromatography/mass spectrometry)를 이용하여 분석을 수행하였다. 열탈착시스템 및 가스크 로마토그래피/질량분석기의 분석조건을 Table 1에 나타내었다.
- 흡수병 후단에 연결 된 감압장치를 통해 전단의 테드라백의 압력을 강하시키게 되면 휘발성유기화합물질이 흡수병으로 유입되어 식물정유와 반응하고, 실리카겔과 응축기를 통과한 이후 휘발성유기화합 물질은 감압장치 전단에 연결된 테드라백에 포집되도록 하였 다. 휘발성유기화합물질의 제거 효율 및 경향을 파악하기 위해 TVOC(총휘발성유기화합물; Total Volatile Organic Compounds) 분석기(2020 COMBO Photoionization Air Moniter, INFICON) 를 이용하여 실시간으로 분석하였으며, 휘발성유기화합물질 의 개별농도를 파악하기 위해 테드라백에 포집된 시료를 GC/ MS를 이용하여 분석하였다. 반응 전․후의 농도를 비교함으 로써 각각 식물정유에 대한 악취 탈취효율을 산정하였다.
- 흡수병 후단에 연결 된 감압장치를 통해 전단의 테드라백의 압력을 강하시키게 되면 휘발성유기화합물질이 흡수병으로 유입되어 식물정유와 반응하고, 실리카겔과 응축기를 통과한 이후 휘발성유기화합 물질은 감압장치 전단에 연결된 테드라백에 포집되도록 하였 다. 휘발성유기화합물질의 제거 효율 및 경향을 파악하기 위해 TVOC(총휘발성유기화합물; Total Volatile Organic Compounds) 분석기(2020 COMBO Photoionization Air Moniter, INFICON) 를 이용하여 실시간으로 분석하였으며, 휘발성유기화합물질 의 개별농도를 파악하기 위해 테드라백에 포집된 시료를 GC/ MS를 이용하여 분석하였다. 반응 전․후의 농도를 비교함으 로써 각각 식물정유에 대한 악취 탈취효율을 산정하였다.
- 정유를 20 mL씩 200 mL 흡수병에 주입한 후 항온조 내에서 약 30분 간 방치하였고, 휘발성유기화합물질을 테드라백에 일정한 농 도로 주입 후 흡수병 전단에 연결하였다. 흡수병 후단에 연결 된 감압장치를 통해 전단의 테드라백의 압력을 강하시키게 되면 휘발성유기화합물질이 흡수병으로 유입되어 식물정유와 반응하고, 실리카겔과 응축기를 통과한 이후 휘발성유기화합 물질은 감압장치 전단에 연결된 테드라백에 포집되도록 하였 다. 휘발성유기화합물질의 제거 효율 및 경향을 파악하기 위해 TVOC(총휘발성유기화합물; Total Volatile Organic Compounds) 분석기(2020 COMBO Photoionization Air Moniter, INFICON) 를 이용하여 실시간으로 분석하였으며, 휘발성유기화합물질 의 개별농도를 파악하기 위해 테드라백에 포집된 시료를 GC/ MS를 이용하여 분석하였다.
- 정유를 20 mL씩 200 mL 흡수병에 주입한 후 항온조 내에서 약 30분 간 방치하였고, 휘발성유기화합물질을 테드라백에 일정한 농 도로 주입 후 흡수병 전단에 연결하였다. 흡수병 후단에 연결 된 감압장치를 통해 전단의 테드라백의 압력을 강하시키게 되면 휘발성유기화합물질이 흡수병으로 유입되어 식물정유와 반응하고, 실리카겔과 응축기를 통과한 이후 휘발성유기화합 물질은 감압장치 전단에 연결된 테드라백에 포집되도록 하였 다. 휘발성유기화합물질의 제거 효율 및 경향을 파악하기 위해 TVOC(총휘발성유기화합물; Total Volatile Organic Compounds) 분석기(2020 COMBO Photoionization Air Moniter, INFICON) 를 이용하여 실시간으로 분석하였으며, 휘발성유기화합물질 의 개별농도를 파악하기 위해 테드라백에 포집된 시료를 GC/ MS를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
- 기존 문헌을 참고하여 최적의 식물정유 물질을 선정하기 위 해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나몬, 전나무를 후보물질로 선정하였다[13-18]. 추출법은 모두 수증기 증류법 을 통해 추출된 순도 100% 식물정유를 사용하였고 소나무 (아로마비즈, Korea), 전나무(Lazurin Ltd 151a, Russia), 시나 몬(Herbskin, Australia)의 경우 잎을 추출, 편백나무(이노하이, Korea)의 경우 잎과 가지, 라벤더(Agarbatti, India)의 경우 꽃을 레몬그라스(Agarbatti, India)는 풀을 추출한 정유물질을 사용 하였다.
- 기존 문헌을 참고하여 최적의 식물정유 물질을 선정하기 위 해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나몬, 전나무를 후보물질로 선정하였다[13-18]. 추출법은 모두 수증기 증류법 을 통해 추출된 순도 100% 식물정유를 사용하였고 소나무 (아로마비즈, Korea), 전나무(Lazurin Ltd 151a, Russia), 시나 몬(Herbskin, Australia)의 경우 잎을 추출, 편백나무(이노하이, Korea)의 경우 잎과 가지, 라벤더(Agarbatti, India)의 경우 꽃을 레몬그라스(Agarbatti, India)는 풀을 추출한 정유물질을 사용 하였다.
- 25 mm (60 ~ 80 mesh)인 흡착제를 사용하였다, 각각의 흡착제는 충진 후 비활성기체를 채워주며, 300 ℃ 정도 의 온도에서 4시간 정도 가열하여 세척한 후 사용하였다. 넓은 범위의 휘발성유기화합물을 효율적으로 포집할 수 있는 3단 흡 착트랩(Carbotrap, Carbopack B, Carbosieve S III)을 사용하였다.
- 넓은 범위의 휘발성유기화합물을 효율적으로 포집할 수 있는 3단 흡착트랩(Carbotrap, Carbopack B, Carbosieve S Ⅲ)을 사용하였다.
- 에틸벤젠 에서 가장 높은 효율을 보이는 편백나무 정유와, 뷰틸 아세테 이트와 자일렌, 톨루엔에서 가장 높은 효율을 나타내는 라벤 더 정유를 선정하였다. 또한 금속산화물의 선별 실험을 통해 휘발성유기화합물질, 아세트알데히드 두 실험 모두에서 가장 높은 효율을 나타낸 TiO2를 탈취제의 첨가제로 선정하였다. 최 종적으로 라벤더 정유 45%, 편백나무 정유 45%, 첨가제 TiO2 10%의 비율로 하여 0.
- 1) 산업시설의 주요 악취 원인물질인 휘발성유기화합물질 을 제거하기 위해 탈취제 최적 제조 조건을 파악한 결과, 휘발 성유기화합물질 제거효율이 높은 라벤더 정유, 편백나무 정유 를 탈취제 성분으로 선정하였다. 또한 첨가제의 경우 아세트 알데히드에 대한 제거 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되는 TiO2를 첨가제로 선정하였다. 혼합 비율은 기존 문헌을 참고하 여 라벤더 45%, 편백나무 45%, TiO2를 10%로 결정하였으며, 탈취제 농도는 증류수와 알콜을 1 : 1로 혼합한 용매를 이용하 여 0.
- 1) 산업시설의 주요 악취 원인물질인 휘발성유기화합물질 을 제거하기 위해 탈취제 최적 제조 조건을 파악한 결과, 휘발 성유기화합물질 제거효율이 높은 라벤더 정유, 편백나무 정유 를 탈취제 성분으로 선정하였다. 또한 첨가제의 경우 아세트 알데히드에 대한 제거 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되는 TiO2를 첨가제로 선정하였다. 혼합 비율은 기존 문헌을 참고하 여 라벤더 45%, 편백나무 45%, TiO2를 10%로 결정하였으며, 탈취제 농도는 증류수와 알콜을 1 : 1로 혼합한 용매를 이용하 여 0.
- 본 실험은 반응 시간, 분사량, 탈취제 희석배수, 온도 변화 에 따른 탈취 효율을 분석하기 위한 실험으로 Figure 2에 회분식 반응조를 나타냈다. 반응조의 규격은 400 mm (L) × 250 mm (W) × 250 mm (H), 두께는 10 mm의 아크릴 소재를 사용하여 제작하였다. 반응조 내에는 순환팬이 설치되어 있으며, 열선을 이용하여 온도 조절을 하였다.
- 본 실험은 반응 시간, 분사량, 탈취제 희석배수, 온도 변화 에 따른 탈취 효율을 분석하기 위한 실험으로 Figure 2에 회분식 반응조를 나타냈다. 반응조의 규격은 400 mm (L) × 250 mm (W) × 250 mm (H), 두께는 10 mm의 아크릴 소재를 사용하여 제작하였다. 반응조 내에는 순환팬이 설치되어 있으며, 열선을 이용하여 온도 조절을 하였다.
- 본 실험에서 사용한 선별 실험 장치는 Figure 1과 같이 구성 되어 있으며 성능이 우수한 식물정유를 선별하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나몬, 전나무를 후보물질로 선정하였다. 후보로 선정된 식물정유는 각각 0.
- 본 실험에서 사용한 선별 실험 장치는 Figure 1과 같이 구성 되어 있으며 성능이 우수한 식물정유를 선별하기 위해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나몬, 전나무를 후보물질로 선정하였다. 후보로 선정된 식물정유는 각각 0.
- 첨가제의 경우, 제올라이트(Zeolite, 200 mesh, Wako, Japan), 오산화바나듐(V2O5, 99%, 대정화금, Korea), 이산화티 타늄(TiO2, 대정화금, Korea), 산화아연(ZnO, 99%, 대정화금, Korea) 4종류를 선정하여 선별실험을 수행하였다[19-24]. 본 연구에서는 도장공정 내 악취 원인물질 분석을 통해 휘발성 유기화합물질 중 아세트알데히드와 자일렌, 톨루엔, 뷰틸 아세 테이트, 에틸벤젠(50 ppm, Rigas, Korea)을 선정하였고, 농도는 99.99% 질소(경동가스, Korea)를 사용하여 조절하였다.
- 첨가제의 경우, 제올라이트(Zeolite, 200 mesh, Wako, Japan), 오산화바나듐(V2O5, 99%, 대정화금, Korea), 이산화티 타늄(TiO2, 대정화금, Korea), 산화아연(ZnO, 99%, 대정화금, Korea) 4종류를 선정하여 선별실험을 수행하였다[19-24]. 본 연구에서는 도장공정 내 악취 원인물질 분석을 통해 휘발성 유기화합물질 중 아세트알데히드와 자일렌, 톨루엔, 뷰틸 아세 테이트, 에틸벤젠(50 ppm, Rigas, Korea)을 선정하였고, 농도는 99.99% 질소(경동가스, Korea)를 사용하여 조절하였다.
- 시료채취 시 시료 중 오존에 의한 방해를 제거하기 위해 폴 리프로필렌 튜브에 요오드화칼륨 결정을 채운 오존 세정기를 연결하여 시료를 채취하였다.
- 시료채취 시 시료 중 오존에 의한 방해를 제거하기 위해 폴 리프로필렌 튜브에 요오드화칼륨 결정을 채운 오존 세정기를 연결하여 시료를 채취하였다.
- 동일한 조건 하에서 휘발성유기화합물질과 반 응하여 높은 효율로 탈취작용을 하는 성분을 선정하고 동일한 양으로 혼합 비율을 결정하여 탈취제를 제조하였다. 에틸벤젠 에서 가장 높은 효율을 보이는 편백나무 정유와, 뷰틸 아세테 이트와 자일렌, 톨루엔에서 가장 높은 효율을 나타내는 라벤 더 정유를 선정하였다. 또한 금속산화물의 선별 실험을 통해 휘발성유기화합물질, 아세트알데히드 두 실험 모두에서 가장 높은 효율을 나타낸 TiO2를 탈취제의 첨가제로 선정하였다.
- 동일한 조건 하에서 휘발성유기화합물질과 반 응하여 높은 효율로 탈취작용을 하는 성분을 선정하고 동일한 양으로 혼합 비율을 결정하여 탈취제를 제조하였다. 에틸벤젠 에서 가장 높은 효율을 보이는 편백나무 정유와, 뷰틸 아세테 이트와 자일렌, 톨루엔에서 가장 높은 효율을 나타내는 라벤 더 정유를 선정하였다. 또한 금속산화물의 선별 실험을 통해 휘발성유기화합물질, 아세트알데히드 두 실험 모두에서 가장 높은 효율을 나타낸 TiO2를 탈취제의 첨가제로 선정하였다.
- 5 vol%의 식물정유(라벤더, 레몬그라스, 편백나무, 전나무, 시나몬, 소나무) 탈취제를 제조한 후 이를 용매로 10배 희석하였다[13-18]. 이후 아세트알데히드, 휘발성유기화합물질 가스를 대상으로 제거 효율을 파악함으로써 최적 탈취제 제조를 위한 식물정유를 선별하였다.
- 또한 에탄올과 증류수를 1:1로 혼합하여 용매로 사용 하였다. 첨가제의 경우, 제올라이트(Zeolite, 200 mesh, Wako, Japan), 오산화바나듐(V2O5, 99%, 대정화금, Korea), 이산화티 타늄(TiO2, 대정화금, Korea), 산화아연(ZnO, 99%, 대정화금, Korea) 4종류를 선정하여 선별실험을 수행하였다[19-24]. 본 연구에서는 도장공정 내 악취 원인물질 분석을 통해 휘발성 유기화합물질 중 아세트알데히드와 자일렌, 톨루엔, 뷰틸 아세 테이트, 에틸벤젠(50 ppm, Rigas, Korea)을 선정하였고, 농도는 99.
- 또한 에탄올과 증류수를 1:1로 혼합하여 용매로 사용 하였다. 첨가제의 경우, 제올라이트(Zeolite, 200 mesh, Wako, Japan), 오산화바나듐(V2O5, 99%, 대정화금, Korea), 이산화티 타늄(TiO2, 대정화금, Korea), 산화아연(ZnO, 99%, 대정화금, Korea) 4종류를 선정하여 선별실험을 수행하였다[19-24]. 본 연구에서는 도장공정 내 악취 원인물질 분석을 통해 휘발성 유기화합물질 중 아세트알데히드와 자일렌, 톨루엔, 뷰틸 아세 테이트, 에틸벤젠(50 ppm, Rigas, Korea)을 선정하였고, 농도는 99.
- 기존 문헌을 참고하여 최적의 식물정유 물질을 선정하기 위 해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나몬, 전나무를 후보물질로 선정하였다[13-18]. 추출법은 모두 수증기 증류법 을 통해 추출된 순도 100% 식물정유를 사용하였고 소나무 (아로마비즈, Korea), 전나무(Lazurin Ltd 151a, Russia), 시나 몬(Herbskin, Australia)의 경우 잎을 추출, 편백나무(이노하이, Korea)의 경우 잎과 가지, 라벤더(Agarbatti, India)의 경우 꽃을 레몬그라스(Agarbatti, India)는 풀을 추출한 정유물질을 사용 하였다. 또한 에탄올과 증류수를 1:1로 혼합하여 용매로 사용 하였다.
- 기존 문헌을 참고하여 최적의 식물정유 물질을 선정하기 위 해 라벤더, 레몬그라스, 소나무, 편백나무, 시나몬, 전나무를 후보물질로 선정하였다[13-18]. 추출법은 모두 수증기 증류법 을 통해 추출된 순도 100% 식물정유를 사용하였고 소나무 (아로마비즈, Korea), 전나무(Lazurin Ltd 151a, Russia), 시나 몬(Herbskin, Australia)의 경우 잎을 추출, 편백나무(이노하이, Korea)의 경우 잎과 가지, 라벤더(Agarbatti, India)의 경우 꽃을 레몬그라스(Agarbatti, India)는 풀을 추출한 정유물질을 사용 하였다. 또한 에탄올과 증류수를 1:1로 혼합하여 용매로 사용 하였다.
- 알데하이드류의 시료 채취는 Dinitrophenylhydrazine (DNPH) 카트리지를 이용한 유도체화 포집 방법을 사용하였다. 현장 에서 DNPH카트리지로 채취할 때에는 시료공기를 유속 약 1 L min-1으로 5분 동안 총 5 L의 시료를 채취하였다.
- 알데하이드류의 시료 채취는 Dinitrophenylhydrazine (DNPH) 카트리지를 이용한 유도체화 포집 방법을 사용하였다. 현장 에서 DNPH카트리지로 채취할 때에는 시료공기를 유속 약 1 L min-1으로 5분 동안 총 5 L의 시료를 채취하였다.
데이터처리
- 1% 탈취제 제조후 위와 동일한 조건으로 실험을 진행하였다. 실험은 총 3회 반복 실험하였으며 평균값을 적용하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 휘발성유기화합물질을 채취하기 위해 흡착 제를 이용한 흡착관법을 사용하였다. 흡착제는 시료 포집시 유 속에 저항을 주지 않고 원활하게 시료를 포집하기 위하여 입자 크기가 0.
- 본 연구에서는 휘발성유기화합물질을 채취하기 위해 흡착 제를 이용한 흡착관법을 사용하였다. 흡착제는 시료 포집시 유 속에 저항을 주지 않고 원활하게 시료를 포집하기 위하여 입자 크기가 0.
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2. 아세트 알데히드
알데하이드류의 시료 채취는 Dinitrophenylhydrazine (DNPH) 카트리지를 이용한 유도체화 포집 방법을 사용하였다
. 현장 에서 DNPH카트리지로 채취할 때에는 시료공기를 유속 약 1 L min-1으로 5분 동안 총 5 L의 시료를 채취하였다.
성능/효과
- 1) 산업시설의 주요 악취 원인물질인 휘발성유기화합물질 을 제거하기 위해 탈취제 최적 제조 조건을 파악한 결과, 휘발 성유기화합물질 제거효율이 높은 라벤더 정유, 편백나무 정유 를 탈취제 성분으로 선정하였다. 또한 첨가제의 경우 아세트 알데히드에 대한 제거 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되는 TiO2를 첨가제로 선정하였다.
- 1) 산업시설의 주요 악취 원인물질인 휘발성유기화합물질 을 제거하기 위해 탈취제 최적 제조 조건을 파악한 결과, 휘발 성유기화합물질 제거효율이 높은 라벤더 정유, 편백나무 정유 를 탈취제 성분으로 선정하였다. 또한 첨가제의 경우 아세트 알데히드에 대한 제거 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되는 TiO2를 첨가제로 선정하였다.
- 100, 200, 300, 400배 희석배수별 VOC 제거 효율은 각각 44%, 43.2%, 39.8%, 31.8%로 나타나, 희석배수가 낮을수록 제 거효율이 높은 것을 알 수 있었다. 이는 희석배수가 낮아질수 록 탈취제의 농도가 증가하게 되고, 식물정유물질 내의 모노 테르핀(monoterpene)의 작용기들과 휘발성유기화합물질이 반 응하여 새로운 화합물과 양이온으로 전환됨으로써 무취반응 이 일어나기 때문인 것으로 판단된다.
- 100, 200, 300, 400배 희석배수별 VOC 제거 효율은 각각 44%, 43.2%, 39.8%, 31.8%로 나타나, 희석배수가 낮을수록 제 거효율이 높은 것을 알 수 있었다. 이는 희석배수가 낮아질수 록 탈취제의 농도가 증가하게 되고, 식물정유물질 내의 모노 테르핀(monoterpene)의 작용기들과 휘발성유기화합물질이 반 응하여 새로운 화합물과 양이온으로 전환됨으로써 무취반응 이 일어나기 때문인 것으로 판단된다.
- 2) 휘발성유기화합물질 제거를 위한 최적 조건실험을 수행 한 결과 희석배수가 낮을수록, 탈취제 분사량이 높을수록 제 거 효율이 증가하였다. 그러나 실험 조건에 따른 제거 효율의 증가폭과 경제성을 고려한 결과 탈취제의 최적 희석배수는 200 배, 분사량은 가스 25 L당 6 mL로 결정되었다.
- 2) 휘발성유기화합물질 제거를 위한 최적 조건실험을 수행 한 결과 희석배수가 낮을수록, 탈취제 분사량이 높을수록 제 거 효율이 증가하였다. 그러나 실험 조건에 따른 제거 효율의 증가폭과 경제성을 고려한 결과 탈취제의 최적 희석배수는 200 배, 분사량은 가스 25 L당 6 mL로 결정되었다.
- Table 5에서 나타난 바와 같이 휘발성유기화합물질 제거 효율은 제올라이트 60.11%, V2O5 77.70%, TiO2 80.32%, ZnO 73.24%로 나타났으며, 이를 통해 TiO2가 첨가제로서 휘발성 유기화합물질 제거 효율이 가장 높은 것으로 분석되었다.
- Table 5에서 나타난 바와 같이 휘발성유기화합물질 제거 효율은 제올라이트 60.11%, V2O5 77.70%, TiO2 80.32%, ZnO 73.24%로 나타났으며, 이를 통해 TiO2가 첨가제로서 휘발성 유기화합물질 제거 효율이 가장 높은 것으로 분석되었다.
- 2) 휘발성유기화합물질 제거를 위한 최적 조건실험을 수행 한 결과 희석배수가 낮을수록, 탈취제 분사량이 높을수록 제 거 효율이 증가하였다. 그러나 실험 조건에 따른 제거 효율의 증가폭과 경제성을 고려한 결과 탈취제의 최적 희석배수는 200 배, 분사량은 가스 25 L당 6 mL로 결정되었다. 반응온도의 경우 높을수록 휘발성유기화합물질 제거 효율이 증가하였으 며, 온도가 높은 여름철 탈취제의 휘발성유기화합물질 제거 효과가 더욱 뛰어날 것으로 판단된다.
- Figure 3은 Table 4의 결과값을 이용하여 각각의 단일 물질 들의 악취 물질에 대한 효율을 비교하여 나타낸 것으로, 라벤 더 정유와 편백나무 정유가 모든 VOCs에 대해 높은 제거 효 율을 나타냈다. 다음으로 악취 효과가 큰 식물정유물질은 시 나몬 정유, 소나무 정유, 전나무 정유인 것으로 나타났다. 이 에 반해 레몬그라스 정유의 경우 제거 효율이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
- Figure 3은 Table 4의 결과값을 이용하여 각각의 단일 물질 들의 악취 물질에 대한 효율을 비교하여 나타낸 것으로, 라벤 더 정유와 편백나무 정유가 모든 VOCs에 대해 높은 제거 효 율을 나타냈다. 다음으로 악취 효과가 큰 식물정유물질은 시 나몬 정유, 소나무 정유, 전나무 정유인 것으로 나타났다. 이 에 반해 레몬그라스 정유의 경우 제거 효율이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
- 1%의 제거효율 을 나타냈다. 또한 자일렌은 44.4%, 뷰틸 아세테이트 49.6%, 톨루엔의 경우 49%의 제거 효율을 나타냈다. 위의 실험 결과 와 같이 모든 희석배수 조건에서 제거효율은 뷰틸아세테이트 가 가장 높았으며, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 아세트알데히드 순으로 나타났다.
- 04% 로 탈취 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 모든 단일 식물정 유의 경우 자일렌에 대한 효율이 90% 이상으로 높았으며, 라벤더 정유의 경우 99.96%로 제거 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 아세트알데히드의 경우 60 ~ 75%의 효율로 다른 휘발 성유기화합물질에 비해 제거 효율이 다소 낮았다.
- 04% 로 탈취 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 모든 단일 식물정 유의 경우 자일렌에 대한 효율이 90% 이상으로 높았으며, 라벤더 정유의 경우 99.96%로 제거 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 아세트알데히드의 경우 60 ~ 75%의 효율로 다른 휘발 성유기화합물질에 비해 제거 효율이 다소 낮았다.
- 02 kJ mol-1로 나타났다. 본 연구에서 개발한 탈취 제의 경우 기존 문헌에서 제시하고 있는 탈취제보다 높은 반 응속도를 나타내고 있으며, 이는 기존 탈취제와 악취물질 사 이의 활성화에너지보다 3~4배 가량 낮은 활성화에너지에 기인하는 것으로 판단된다.
- 02 kJ mol-1로 나타났다. 본 연구에서 개발한 탈취 제의 경우 기존 문헌에서 제시하고 있는 탈취제보다 높은 반 응속도를 나타내고 있으며, 이는 기존 탈취제와 악취물질 사 이의 활성화에너지보다 3~4배 가량 낮은 활성화에너지에 기인하는 것으로 판단된다.
- 52 kJ mol -1였으며[23], 광촉매 흡착기술을 이용한 포름알데히드 제 거 시 활성화 에너지가 107 kJ mol -1로 조사되었다[24]. 본 연 구에서 제조한 혼합탈취제의 경우 20 ~ 30 kJ mol -1로 기존 탈 취제와 비교하여 활성화 에너지가 낮으므로 휘발성유기화합 물질과의 반응이 상대적으로 빠르게 일어나는 것으로 판단 된다.
- 008 ppm보다 높으므로 악취 원인물질로 작용하는 것으로 판단되었다. 에틸벤젠의 경우 정해진 배출허용기준은 없지만 상도, 중도 모두 최소감지농도보다 높은 것으로 나타났다. 자일렌과 톨루엔, 아세트알데히드 농도의 경우 배출허용기준보다 낮았으나, 최 소감지농도보다 높아 악취 원인물질로 작용할 것으로 판단하 였다.
- 6%, 톨루엔의 경우 49%의 제거 효율을 나타냈다. 위의 실험 결과 와 같이 모든 희석배수 조건에서 제거효율은 뷰틸아세테이트 가 가장 높았으며, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 아세트알데히드 순으로 나타났다. 이와 같이 아세트알데히드를 포함한 휘발 성유기화합물질 물질의 경우 중성성분의 악취로써, 산화 및 중화 반응이 일어나기 어려움으로 인해 제거효율이 낮게 나 타나는 것으로 사료된다[25].
- 6%, 톨루엔의 경우 49%의 제거 효율을 나타냈다. 위의 실험 결과 와 같이 모든 희석배수 조건에서 제거효율은 뷰틸아세테이트 가 가장 높았으며, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 아세트알데히드 순으로 나타났다. 이와 같이 아세트알데히드를 포함한 휘발 성유기화합물질 물질의 경우 중성성분의 악취로써, 산화 및 중화 반응이 일어나기 어려움으로 인해 제거효율이 낮게 나 타나는 것으로 사료된다[25].
- 38%의 제거효율을 나타냈다. 이를 통 해 휘발성유기화합물질 실험과 동일하게 TiO2의 알데히드 제 거 효율이 가장 높았으며, 이는 TiO2의 광촉매 역할로 인한 OH 라디칼 발생 및 산화작용에 의한 영향인 것으로 판단된 다. 최종적으로 식물정유의 탈취 효율을 증진시키기 위한 최 적의 첨가제는 TiO2로 결정하였다.
- 38%의 제거효율을 나타냈다. 이를 통 해 휘발성유기화합물질 실험과 동일하게 TiO2의 알데히드 제 거 효율이 가장 높았으며, 이는 TiO2의 광촉매 역할로 인한 OH 라디칼 발생 및 산화작용에 의한 영향인 것으로 판단된 다. 최종적으로 식물정유의 탈취 효율을 증진시키기 위한 최 적의 첨가제는 TiO2로 결정하였다.
- 3) 혼합 탈취제를 대상으로 변수에 따른 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하여 반응속도 상수를 계산하였고, Arrhenius plot을 이용하여 반응속도식을 도출하였다. 이와 함께 휘발성 유기화합물질의 반응속도 식으로부터 활성화 에너지를 산정 한 결과 27.02 kJ mol-1로 나타났다. 본 연구에서 개발한 탈취 제의 경우 기존 문헌에서 제시하고 있는 탈취제보다 높은 반 응속도를 나타내고 있으며, 이는 기존 탈취제와 악취물질 사 이의 활성화에너지보다 3~4배 가량 낮은 활성화에너지에 기인하는 것으로 판단된다.
- 3) 혼합 탈취제를 대상으로 변수에 따른 휘발성유기화합물질 제거 실험을 수행하여 반응속도 상수를 계산하였고, Arrhenius plot을 이용하여 반응속도식을 도출하였다. 이와 함께 휘발성 유기화합물질의 반응속도 식으로부터 활성화 에너지를 산정 한 결과 27.02 kJ mol-1로 나타났다. 본 연구에서 개발한 탈취 제의 경우 기존 문헌에서 제시하고 있는 탈취제보다 높은 반 응속도를 나타내고 있으며, 이는 기존 탈취제와 악취물질 사 이의 활성화에너지보다 3~4배 가량 낮은 활성화에너지에 기인하는 것으로 판단된다.
- 에틸벤젠의 경우 정해진 배출허용기준은 없지만 상도, 중도 모두 최소감지농도보다 높은 것으로 나타났다. 자일렌과 톨루엔, 아세트알데히드 농도의 경우 배출허용기준보다 낮았으나, 최 소감지농도보다 높아 악취 원인물질로 작용할 것으로 판단하 였다. 이외에 암모니아 물질도 기기분석 결과 0.
- 에틸벤젠의 경우 정해진 배출허용기준은 없지만 상도, 중도 모두 최소감지농도보다 높은 것으로 나타났다. 자일렌과 톨루엔, 아세트알데히드 농도의 경우 배출허용기준보다 낮았으나, 최 소감지농도보다 높아 악취 원인물질로 작용할 것으로 판단하 였다. 이외에 암모니아 물질도 기기분석 결과 0.
- Table 6은 식물정유를 이용한 탈취 실험 시 효율이 낮았던 아세트알데히드를 단일 물질로 하여 첨가제 선별실험을 수행 한 결과이다. 제올라이트 63.83%, V2O5 85.25%, TiO2 89.05%, 그리고 ZnO의 경우 72.38%의 제거효율을 나타냈다. 이를 통 해 휘발성유기화합물질 실험과 동일하게 TiO2의 알데히드 제 거 효율이 가장 높았으며, 이는 TiO2의 광촉매 역할로 인한 OH 라디칼 발생 및 산화작용에 의한 영향인 것으로 판단된 다.
- 또한 휘발성유기 화합물질 제거 실험 결과와 동일하게 8 mL를 분사하였을 때 가장 높은 제거 효율을 보였으나 6 mL 분사량과의 차이가 매 우 미미하여 최적 탈취제 분사량을 6 mL로 결정하였다. 최적 조건에서 물질별 제거 효율을 분석한 결과 아세트알데히드의 경우 61.1%, 에틸벤젠 65.7%, 자일렌 63.2%, 톨루엔 68.2%, 뷰틸 아세테이트의 경우 68.8%의 제거 효율을 보였다. 이때 제거효율은 뷰틸 아세테이트, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 아세 트알데히드 순으로 높은 것으로 나타났다.
- 또한 휘발성유기 화합물질 제거 실험 결과와 동일하게 8 mL를 분사하였을 때 가장 높은 제거 효율을 보였으나 6 mL 분사량과의 차이가 매 우 미미하여 최적 탈취제 분사량을 6 mL로 결정하였다. 최적 조건에서 물질별 제거 효율을 분석한 결과 아세트알데히드의 경우 61.1%, 에틸벤젠 65.7%, 자일렌 63.2%, 톨루엔 68.2%, 뷰틸 아세테이트의 경우 68.8%의 제거 효율을 보였다. 이때 제거효율은 뷰틸 아세테이트, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 아세 트알데히드 순으로 높은 것으로 나타났다.
- 탈취제와 악취가스와의 반응은 Equation (3)과 같이 가역 유사 1차 반응으로 결정되었고, 반응속도상수는 반응온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.
- Table 4에서 볼 수 있듯이 뷰틸 아세테이트의 경우 모든 식물정유에 대해서 90%이상의 높은 효율을 보였고, 그 중 라벤더에 대한 제거 효율이 가장 높았다. 톨루엔에 대한 제거 효율은 라벤더, 편백나무 정유 분사 시 99.48%, 95.47%로 높은 효율을 나타냈다. 에틸벤젠의 경우에는 편백나무 정유가 99.
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