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문제 정의
- 2000) 본 연구에서는 수리 조선소에서 드라이 도크 작업시 발생하는 TBT함유 페인트 폐기물의 성상과 열분해 반응 장치에서 안정적으로 유기주석화합물을 열분해하여 안정화된 상태로 만드는 방법을 제시하고 반응조 내부의 반응조건에 따른 TBT 함유 페인트 폐기물의 성상변화를 관찰하였다. 최종적으로 열분해 반응장치에서 폐기물을 안정화시켜 재이용할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 현재 우리나라에서는 이 폐기물을 처리하는 방법이 지정폐기물 매립장에 매립하는 방법뿐으로 외국에서는 응집, 흡착, 생물학적 처리공정 등을 이용한 세척 폐수내 TBT 제거를 위한 연구가 최근에 수행되고 있고, 폐기물을 처리하는 기술은 매립과 소각 등이 있으나, 국내에서는 처리기술에 대한 연구가 전무한 실정이다.(Abbott, et al. 2000) 본 연구에서는 수리 조선소에서 드라이 도크 작업시 발생하는 TBT함유 페인트 폐기물의 성상과 열분해 반응 장치에서 안정적으로 유기주석화합물을 열분해하여 안정화된 상태로 만드는 방법을 제시하고 반응조 내부의 반응조건에 따른 TBT 함유 페인트 폐기물의 성상변화를 관찰하였다. 최종적으로 열분해 반응장치에서 폐기물을 안정화시켜 재이용할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다.
- TBT 함유 페인트 폐기물을 열분해 반응조에 넣고 500℃에서 1시간 동안 열분해 한 후의 MBT(mono-butyl-tin), DBT(di-butyl-tin), TBT의 변화량을 측정하여 Fig. 5와 같이 나타내었다.
- 5kw의 칸탈선을 감아 KXXTC까지 가열시킬 수 있도록 하였으며 그 위로 열손실을 막기 위하여 세라믹보드로 단열하였다. 반응조의 운전은 회분식으로 운영하였으며, 반응조에 압력게이지와 온도센서를 부착하여 실시간으로 모니터링 할 수 있게 하였다. 또한 연소가스 측정 장치(기체 크로마토그래피)는 Fig.
- 본 연구에 사용된 폐기물은 부산에 있는 A수리조선소에서 채취된 TBT함유 페인트 폐기물을 사용하였으며, 이 폐기물이 갖는 입도, pH, 수분함량, 흙의 비중 등의 물리화학적 득성을 분석하였다. 폐기물 시료의 특성은 Table 1과 같으며, Fig.
- 수리 조선소에서 채취한 시료를 샌드블라스트 전후로 모래 입자의 크기를 비교분석하였다. 사용하기 전의 모래 입자의 크기가 Table 3에 나타난 것처럼 평균 입자의 크기가 2.
- 열분해 반응조란 일정한 규모의 반응조에 TBT 방오페인트폐기물을 넣고 열을 가하여 분해하는 장치로서 본 실험에서는 Fig. 1과 같이 직경 0.2m, 높이 0.9m의 원통형 스테인레스스틸을 사용하였으며, 반응조 둘레에는 5.5kw의 칸탈선을 감아 KXXTC까지 가열시킬 수 있도록 하였으며 그 위로 열손실을 막기 위하여 세라믹보드로 단열하였다. 반응조의 운전은 회분식으로 운영하였으며, 반응조에 압력게이지와 온도센서를 부착하여 실시간으로 모니터링 할 수 있게 하였다.
- 2에 나타나 있으며. 열분해 반응조의 연소가스 농도를 측정하기 위하여 반응조 내의 연소가스률 밸브를 통해 흡입시킨 후, 콘덴서에서 응축을 시켜 필터에서 다른' 이물질을 제거한 다음 실리카겔이 들어있는 제습기른 통과시켜 수분을 제거하고, 기체 크로마토그래피의 컬럼을 통과시켜 분석하였다.
- 온도와 반응시간에 따라 열분해하여 생성된 열분해물의 성상을 분석하였다. 열분해물의 분석은 GC-MS를 이용하여 분석하였고 GC-MS 의 기종은 Hewlett Packard 5890II Gas Chromatography eith 5970 series mass selective detector를 사용하였다. 칼럼은 fused silica capillary column(Ultra-l.
- 올리면서 열분해 실험을 하였다. 온도와 반응시간에 따라 열분해하여 생성된 열분해물의 성상을 분석하였다. 열분해물의 분석은 GC-MS를 이용하여 분석하였고 GC-MS 의 기종은 Hewlett Packard 5890II Gas Chromatography eith 5970 series mass selective detector를 사용하였다.
- 43g Cat为를 넣고 3분간 초음파 추출을 실시한다. 이 조작 후 진공-냉각 추출방법을 실시한다. 이 방법은 샘플 주입구를 막은 다음 -2001의 액체질소에 담가 얼린다.
- 교반 후 다시 원심분리를 시킨다. 이때 유기층의 용액을 분리한 다음 0.45㎛ 멸균필터(Millipore, USA)를 사용하여 필터 한 다음 GC/MS를 사용하여 정량 및 정성분석을 한다. (이 .
- 회분식실험으로 페인트 폐기물을 반응조에 투입한 후 온도를 i(wc까지 올리면서 열분해 실험을 하였다. 온도와 반응시간에 따라 열분해하여 생성된 열분해물의 성상을 분석하였다.
대상 데이터
- 11 ㎛)를 사용하였다. 그리고 연소가스 분석시 사용한 컬럼은 Porapak Q와 Molecular Sieve 5A 컬럼이었다.(이 ■ 이, 2000)
성능/효과
- 1) TBT함유 페인트가 함유된 샌드블라스트 폐기물을 이물질 제거외의 전처리공정 없이 열분해 반응조로 처리할 수 있었다.
- 2) 유기주석화합물이 열분해되어 유기물질은 산화가 되고 무기주석으로 변화되어 안정화되었다.
- 3) 500P에서 lhr 가열시는 58%처리되었고 1000P에서 Ihr 가열시 99.9% 처리되었다
- 9에서는 열분해 반응조를 10000까지 가열한 후 반응 시간별 처리효율을 나타낸 것으로 30분에서는 약 65% 정로이고 60분에서는 약 99% 제거되었다. 500E에 비해 유기주석화학물의 부틸기가 완전히 산화되어 반응물이 안정화되었고 뛰어난 처리성능을 나타내었다. 체류시간이 증가할수록 제거효율이 증가하는 경향을 보여주고 있다.
- 크기를 비교분석하였다. 사용하기 전의 모래 입자의 크기가 Table 3에 나타난 것처럼 평균 입자의 크기가 2.7mm 이상으로 샌드블라스에 적합한 모래크기를 나타내었다. 샌드블라스트 후 모래의 입자의 크기는 LOsm이하로 선박용 블라스트 연마재로는 다시 사용할 수 없었다.
- 샌드블라스트 후 모래의 입자의 크기는 LOsm이하로 선박용 블라스트 연마재로는 다시 사용할 수 없었다. 하지만 선박용 이외의 표면가공용 연마재로 사용이 가능하였고 열분해 반응로에서 모래와 페인트 폐기물이 혼합되어 있는 TBT함유 페인트 폐기물을 동시에 처리할 때 모래가 훌륭한 열전달 매질 역할을 하여 이물질 제거 이외의 전처리 공정 없이 처리할 수 있었다..
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