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문제 정의
- 7 이 되고 있다. 경험적으로 NG를 제거하기 어려운 재료는 NO 제거 시에 NG가 많이 생성되는 경향이 있으므로 방법을 간략화하기 위하여 NO만으로 평가하는 것으로 한다.
- 따라서, 본 연구에서는 대기오염물질인 NOx 저감 특성 평가 방법을 고찰하고, 그 방법으로 제반 실험을 통하여 광촉매 시멘트의 배기가스 저감 특성을 살펴보고자 하였다.
제안 방법
- 조도(또는 광량)는 대상 시편과 램프와의 거리에서도 영향을 받는데, 자외선 조도계(UV-A 영역용)는 현재 관련 규격이 없기 때문에 시험 시 조도계의 회사. 기종을 기록하여 두었다.
- 또한, 원부 재료로는 백시멘트 및 규사 둥을 사용하여 제조하였으며 성능개선을 위하여 고성능감수 제 등의 혼화제를 첨가하였다.
- 본 실험에서는 우선, 분말에 대하여 충분히 건 믹싱을 실시한 후, 사용 수가 계량된 플라스틱 비이커 에건 믹싱한 분말을 투입하여 기계 믹서를 사용하여 믹싱하였다. 믹싱 된 것을 소정의 플렉시블 판을 사용하여 시편을 제작한 후 제반 실험을 실시하였으며, 시편은 유기물의 접촉을 고려, 보관 시 주의하였으며 시험 전에도 충분하게 광조사 하여 표면에 존재할 가능성이 있는 유기물을 가능한 한 제거하였다.
- 반응기(Reaction Chamber)는 시편에 시험 가스를 접촉하기 위한 장비로서 가스의 흐름 유무에 따라 배치 식과 연속식으로 크게 나눌 수 있는데 본 연구에서는 실제 오염환경과 유사한 연속식을 채택하였다. 내부에는 파장 약 400nm 부근의 자외선을 방출하는 UV-A 램프와 시험 가스의 입.
- 본 실험에서는 우선, 분말에 대하여 충분히 건 믹싱을 실시한 후, 사용 수가 계량된 플라스틱 비이커 에건 믹싱한 분말을 투입하여 기계 믹서를 사용하여 믹싱하였다. 믹싱 된 것을 소정의 플렉시블 판을 사용하여 시편을 제작한 후 제반 실험을 실시하였으며, 시편은 유기물의 접촉을 고려, 보관 시 주의하였으며 시험 전에도 충분하게 광조사 하여 표면에 존재할 가능성이 있는 유기물을 가능한 한 제거하였다.
- 질소산화물 농도 측정을 위하여 본 연구에서는 측정의 정확함, 신속성을 가진 화학발광식의 질소산화물 측정기 (Chemiluminescent NOx Analyzer, Model 200A, API)를 이용하였다.
- 본 시험에 사용된 시편은 50x100mm에 광촉매시멘트를 도포하여 제작하였으며 가스투입량은 3 2/min로 하였다. 특히 상대습도를 50%를 계속 공급하는 조건으로 하여 그 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 다음의 그림 5에서 보는바와 같이 경과시간 30분내에 양호한 NOx저감 특성을 나타내고 있다.
대상 데이터
- 본 시험에 사용된 시편은 50x100mm에 광촉매시멘트를 도포하여 제작하였으며 가스투입량은 3 2/min로 하였다. 특히 상대습도를 50%를 계속 공급하는 조건으로 하여 그 영향을 살펴보았다.
- 시험편은 50X 100mm 형상으로 제작하였으며, 광촉매가 적용된 면 이외에 가스흡착을 방지하기 위하여 두께는 5mm 이내가 적당하며, 시험편은 가스가 흐르는 방향으로 길게 장착하였다.
- 평가 방법에서 고려할 대상으로는 평가대상 오염물질, 반응기, 가스투입량 조건, 광조사 방법, 질소 산화물 농도 측정 방법 및 시험편 등이 있다.
데이터처리
- 평가된 성능의 표시 방법은 Light On 직전의 NO 초기값과 시간이 경과하여 NO가 안정 시의 값을 나타내고, 이것을 근거로 대상 시편의 제거율(%)로 나타내었다.
성능/효과
- 2) 가스투입량 변화에 의한 저감특성은 유량이 많은 경우가 흡착속도, 제거속도 및 안정화가 비교적 빠른 양상을 나타내었으며, 높은 농도값으로 인하여 제거율은 상대적으로 작은값을 나타내었다. 3) 상대습도 50%로 증가에 의한 NOx 저감특성은 상대습도 0%일 경우와의 비교시, 광조사 초기값에 영향을 미치나 궁극적인 제거율에 대한 영향은 미미한 것으로 판단된다.
- 2) 가스투입량 변화에 의한 저감특성은 유량이 많은 경우가 흡착속도, 제거속도 및 안정화가 비교적 빠른 양상을 나타내었으며, 높은 농도값으로 인하여 제거율은 상대적으로 작은값을 나타내었다. 3) 상대습도 50%로 증가에 의한 NOx 저감특성은 상대습도 0%일 경우와의 비교시, 광조사 초기값에 영향을 미치나 궁극적인 제거율에 대한 영향은 미미한 것으로 판단된다.
- 4) 여러 가지 변수 요인에 의한 NOx 저감 특성을 살펴본 결과, 제거율은 약 20~35% 범위의 우수한 결과를 나타내었다.
- 그리고, 동일한 배합 및 슬레이트판에서 공법 변화에 의한 결과는 비표면적이 높은 공법1에서 우수 한 NOx저감 특성을 나타내었으며, 배합이 같은 조건에서 공극형성에 유리한 슬레이트판(공법1)에서 유리판(배합2)보다 양호한 결과를 나타내었다.
- 0 2/min을 기준으로 하였다. 또한, 습 도는 질소산화물 제거와 반비례하는 경향이 나타났으므로 평가 시 재현성을 위하여 상대습도 50%가 되는 조건을 선택하였다.
- 우선, 초기 N。값이 기준값보다 약간 상향된 것은 시스템의 교정시 실험오차 범위 안에 드는 NO slope값을 기준으로 실시하였기 때문이나 이로 인한 실험값의 신뢰성에는 변함이 없을 것으로 생각된 다. 바탕판이 동일한 유리판에서 배합조건에 의한 NOx값을 비교하여 보면, 광촉매가 표면에 많이 존 재할 가능성이 있는 배합1의 NOx저감특성이 더 우수한 결과를 나타내고 있다.
- 상대습도 50%에서 제거율은 32%를 나타내었으며, 동일조건에서 상대습도 0%인 앞의 실험결과(그림 4)인 29%와 상당히 유사한 값을 도출하였다. 이러한 결과로 보아, 습도에 의한 영향은 미미한 것으 로 판단되며, 향후 실제적인 값을 구하기 위해서는 실제 대기조건에 유사한 습도 50% 조건을 기준으 로 함이 바람직한 것으로 생각된다.
- 상대습도 50%에서 제거율은 32%를 나타내었으며, 동일조건에서 상대습도 0%인 앞의 실험결과(그림 4)인 29%와 상당히 유사한 값을 도출하였다. 이러한 결과로 보아, 습도에 의한 영향은 미미한 것으 로 판단되며, 향후 실제적인 값을 구하기 위해서는 실제 대기조건에 유사한 습도 50% 조건을 기준으 로 함이 바람직한 것으로 생각된다.
- 표에서는 충분히 안정화된 90분 후의 NO 농도값을 가지고 제거율을 나타내었으며 그림에서 보는 바와 같이 이러한 제거율은 상당히 빠른 시간내에 얻을 수 있었다. 즉 유량이 3 2/min일 때는 약 15 분만에 약 30%의 제거율을 나타내었고, 0.7 2/min일 때 30분 이내에 약 60%의 제거율에 도달하는 것으로 보아 비교적 반응이 빠르게 나타나는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 따라서, 광촉매에 의한 배기가스 저감 특성을 비교할 때 이러한 가스투입량이 같은 조건하에서만 비교하는 것이 바람직하므로 이에 대한 충분한 검토가 필요할 것으로 판단된다.
- 1) 가스상 오염물질(NOx 등)의 분해 . 제거 효과를 가진 광촉매 적용 재료(건축자재, 도료 관련 자재 등)에 대한 객관적이고 재현성 있는 평가방법을 위하여 NOx 저감 특성평가 시스템을 검토하였으 며 이에 대한 표준화가 필요하리라 판단된다.
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