초록 ▼

1차년도에서는 Zeolite 흡착제 개발에 있어서 현재 공기 분리용 PSA 공정에 활용되는 5A형 Zeolite의 합성 실험을 통해 흡착제용 분말을 제조하였다. 이는 규산 소다, 알류민산 소다 그리고 가성 소다 등의 재료를 적절하게 반응시킴으로 가능하게 된다. 반응 공정에서의 주요 인자를 파악하였으며 이의 영향을 요약하였다. 또한 합성시킨 Zeolite 의 분말을 공정에 이용키 위해서는 입자 크기가 2-5mm 정도의 제립물이 필요하며 이에 압출 및 교반 제립법을 활용하여 제립공정의 변수에 따른 영향을 파악하였다. 이와같은 실험들을

1차년도에서는 Zeolite 흡착제 개발에 있어서 현재 공기 분리용 PSA 공정에 활용되는 5A형 Zeolite의 합성 실험을 통해 흡착제용 분말을 제조하였다. 이는 규산 소다, 알류민산 소다 그리고 가성 소다 등의 재료를 적절하게 반응시킴으로 가능하게 된다. 반응 공정에서의 주요 인자를 파악하였으며 이의 영향을 요약하였다. 또한 합성시킨 Zeolite 의 분말을 공정에 이용키 위해서는 입자 크기가 2-5mm 정도의 제립물이 필요하며 이에 압출 및 교반 제립법을 활용하여 제립공정의 변수에 따른 영향을 파악하였다. 이와같은 실험들을 통해 만들어진 시료를 흡착제로서의 사용 가능 유무를 파악키 위해서 ASAP 2000장치를 이용하여 흡착 성능 측정을 하였으며 흡착제로서 갗추어야할 세공 크기 분포도 및 비표면적을 현재 상용화 되고있는 타 회사의 제품과 비교 실험해 보았다. 그리고 실제 공정에 활용키 위해 산소 PSA 공정 Simulation 을 AdSIM/SU Package를 통해 시도하였다. 2차년에는 실제 활용할 수 있는 Zeolite 5A 흡착제의 분말을 제립화하고 실험실에서의 합성 공정을 Scal up 시키며 각 공정 단계를 상세 설계함으로서 Zeolite 5A 흡착제의 제품 생산화를 앞당기고자 한다.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...19
• 제 2 장 이론적 고찰...21
• 제 1 절 Zeolite 구조 및 분류...21
• 1. A형 Zeolite 구조...22
• 제 2 절 Zeolite 합성 이론...26
• 1. 주요 인자...27
• 2. 첨가제($Al_2O_3$)의 효과...32
• 3. 반응식...33
• 제 3 장 합성 실험...34
• 제 1 절 시료 및 장치...34
• 1. 시료...34
• 2. 실험장치...34
• 제 2 절 합성 공정도...35
• 제 3 절 합성 방법...36
• 제 4 절 합성 조건...36
• 제 5 절 Zeolite 5A의 분석 실험...38
• 1. 분석 방법 및 기기...38
• 2. 분석...39
• 제 6 절 흡착 성능 실험...47
• 1. 흡착 등온식 종류...47
• 2. 흡착제 물성 실험...49
• 제 7 절 합성 설비의 기본 설계...55
• 제 4 장 제립 공정...58
• 제 1 절 제립물의 특성...58
• 제 2 절 결합제 종류...59
• 제 3 절 실험 방법...60
• 1. 압출 제립법...60
• 2. 교반 제립법...60
• 3. 제립품 처리 공정...61
• 4. 제립 실험조건...61
• 제 5 장 PSA 분리 공정...66
• 제 1 절 산소 PSA 공정...66
• 제 2 절 PSA의 기본 Cycle...68
• 1. 축압 공정...68
• 2. 감압 공정...69
• 3. 저압, 세정 공정...70
• 제 3 절 산소 PSA 공정의 최적화 Simulation...70
• 1. Process Step...70
• 2. 흡착탑 model...72
• 3. 공정모사 순서...72
• 4. 산소 PSA Simulation 결과...73
• 5. 장치설계 유의사항...77
• 제 6 장 결 론...79
• 참고문헌...82
• 부 록...85