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제안 방법
- 유리재질의 흡착실험용 반응기는 직경 10㎜, 길이 450㎜이며, 반응기 중간에 glass fritz를 두어 충전된 흡착제를 고정할 수 있게 하였다. 반응기 주위로 흡착실험시 흡착층의 온도 유지와 탈착 실험시 흡착층 가열을 위해 IR 히터를 장착하였으며, 흡착층 하부에 K형 열전대을 장착하여 IR 히터를 조절하였다.
- 이러한 문제점을 해결하고자 넓은 표면적과 큰 기 공부피를 가지며 활성탄보다 작은 기공크기와 단순한 기공구조를 가지는 활성탄소 섬유를 흡착공정에 이용하고자하는 연구가 활발히 진행되고 있다[2]. 본 연구에서는 공정조건에 따른 활성탄소섬유의 흡착특성을 조사하였으며, 흡착실험결과를 흡착등온식에 적용하여 주요 매개변수를 측정하였다.
- 분석부에서는 4방 밸브를 사용하여 휘발성 유기화합물의 흡착전과 후의 농도를 on-line으로 측정할 수 있도록 구성하였으며, 분석은 GC(Gas Chromatography) 기기의 FID(Flame Ionization Detector)를 사용하여 분석하였다.
- 실험장치는 크게 유량조절부, 증기발생 부, 흡착제 충진층, 분석부로 구성되어 있다. 실험장치 시스템은 전체적으로 1/4 inch 테프론 재질의 튜브를 이용하여 주요 장치들을 연결하였다. 유량조절부에서는 휘발성 유기화합물 제조에 사용된 공기를 일정한 유량으로 주입할 수 있도록 MFC(Mass Flow Controller)를 사용하였다.
- 증기발생부에서는 MFC로 조절된 공기를 톨루엔 또는 MEK가 담긴 용기에 주입하여 다양한 농도의 휘발성 유기화합물이 제조되도록 하였으며 또한 농도의 교란을 최소화하기 위해 mixing chamber를 두었다. 유리재질의 흡착실험용 반응기는 직경 10㎜, 길이 450㎜이며, 반응기 중간에 glass fritz를 두어 충전된 흡착제를 고정할 수 있게 하였다. 반응기 주위로 흡착실험시 흡착층의 온도 유지와 탈착 실험시 흡착층 가열을 위해 IR 히터를 장착하였으며, 흡착층 하부에 K형 열전대을 장착하여 IR 히터를 조절하였다.
- 유량조절부에서는 휘발성 유기화합물 제조에 사용된 공기를 일정한 유량으로 주입할 수 있도록 MFC(Mass Flow Controller)를 사용하였다. 증기발생부에서는 MFC로 조절된 공기를 톨루엔 또는 MEK가 담긴 용기에 주입하여 다양한 농도의 휘발성 유기화합물이 제조되도록 하였으며 또한 농도의 교란을 최소화하기 위해 mixing chamber를 두었다. 유리재질의 흡착실험용 반응기는 직경 10㎜, 길이 450㎜이며, 반응기 중간에 glass fritz를 두어 충전된 흡착제를 고정할 수 있게 하였다.
- 활성탄소섬유를 이용하여 톨루엔과 MEK를 대상으로 흡착실험을 수행하였으며 각 공정조건에서의 흡착특성을 파악하였다.
- 휘발성 유기화합물 농도측정 곡선으로부터 흡착된 양을 Simpson rule을 이용하여 계산하였으며, 흡착이 완료된 후 AFC의 무게를 측정하여 계산 값과 실제 측정값을 비교하였다.
- 흡착온도에 도달하면 3방 밸브를 사용하여 일정농도의 휘발성 유기화합물이 흡착반응기에 유입되도록 하였다. 흡착반응기에서 배출되는 휘발성 유기화합물의 농도는 연속적으로 실시간 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 실험장치의 개략도는 그림 1과 같다. 실험장치는 크게 유량조절부, 증기발생 부, 흡착제 충진층, 분석부로 구성되어 있다. 실험장치 시스템은 전체적으로 1/4 inch 테프론 재질의 튜브를 이용하여 주요 장치들을 연결하였다.
이론/모형
- 휘발성유기화합물의 주입농도 변화에 따라 흡착되는 양이 크게 달라짐을 알 수 있으며 본 실험에서는 약 100ppm을 기점으로 상당히 달라졌다. 실험에 사용한 활성탄소섬유는 Brunauer분류의 유형 I을 따름을 확인할 수 있었다.
- 전체적으로 등온흡착형태는 Langmuir 등온흡착형태이었으며, Langmuir식을 이용하여 주요 흡착매개 변수를 측정하였다.
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