초록 ▼

본 연구는 VOC흡착 및 탈착이 용이한 활성탄소섬유에 미분말 형태로된 유전가열물질을 담지하여 흡착소자를 제조하고, 이를 이용하여 2탑식으로 설계된 VOC가스 처리장치를 설계, 제작, 운전하여 VOC처리장치를 개발하는데 연구의 목적이 있다. VOC처리장치는 활성탄 흡착탑을 대체할 수 있는 정도의 가격경쟁력을 갖춘 기술을 개발하고자 한다. 주용 연구내용은 다음과 같다 : 활성탄소섬유에 담지하기가 용이하며 마이크로파 인가에 의한 발열특성이 좋은 유전가열물질의 선정, 하이브리드 바인더선정, 유전가열물질이 담지된 VOC흡착재료(가열속도, 온

본 연구는 VOC흡착 및 탈착이 용이한 활성탄소섬유에 미분말 형태로된 유전가열물질을 담지하여 흡착소자를 제조하고, 이를 이용하여 2탑식으로 설계된 VOC가스 처리장치를 설계, 제작, 운전하여 VOC처리장치를 개발하는데 연구의 목적이 있다. VOC처리장치는 활성탄 흡착탑을 대체할 수 있는 정도의 가격경쟁력을 갖춘 기술을 개발하고자 한다. 주용 연구내용은 다음과 같다 : 활성탄소섬유에 담지하기가 용이하며 마이크로파 인가에 의한 발열특성이 좋은 유전가열물질의 선정, 하이브리드 바인더선정, 유전가열물질이 담지된 VOC흡착재료(가열속도, 온도편차, 흡착특성에 적합한 흡착제) 제조, 마이크로파 출력제어장치기술, 2탑식(흡착탑 및 탈착탑) VOC처리장치 설계 및 공정조건(농도, 유량, 탈착온도, 흡, 탈착cycle)에 따른 운전, 기존의 활성탄 흡착탑은 파과시간에 맞추어 활성탄을 교환해야하지만 본 VOC처리 장치는 흡, 탈착 싸이클이 짧아 장치의 소형화 및 간편화를 실현하였으며 탈착 시 농축된 VOC를 배출하여 발열량이 높고 부피가 감소되어 후단공정에서 연소처리 시 운영비를 대폭절감 할 수 있다.

Abstract ▼

Dielectric heating material has been selected by testing heat generation characteristics upon microwave irradiation. Adsorption element is prepared by impregnating dielectric heating material on the activated carbon fibre. Development on the hybrid binder and impregration equipment are essential for

Dielectric heating material has been selected by testing heat generation characteristics upon microwave irradiation. Adsorption element is prepared by impregnating dielectric heating material on the activated carbon fibre. Development on the hybrid binder and impregration equipment are essential for this work. Adsorption element should be stable at high temperature$(150^{\circ}C)$ and minimize temperature difference upon microwave irradiation. In order to develop adapted technology for practical application, pilot facility with $10[Nm^3/min]$ is designed, constructed and tested. Pilot facility consist of 2 towers with short adsorption and desorption cycle that results in compact size. Operation variables are VOC concentration, flow rate, desorption air flow rate, desorption temperature. In order to carry out experiment with diversified operation conditions, adsorption and desorption experimental apparatus with max. 1[l/min] is constructed and tested. Experiment has been carried out to investigate concentration ratio with desorption air flow rate, desorption temperature and extended to study any changes associated with a repeated test.

목차 Contents

• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...5
• CONTENTS...7
• 목 차...9
• 그림 목차...11
• 표 목차...14
• 부 록...15
• 제 1 장 서론...16
• 제 1 절 연구개발 목적...16
• 제 2 절 연구개발 필요성...17
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...18
• 제 1 절 국외 기술개발 현황...18
• 1. 국외 기술(발표문헌)...18
• 2. 국외 기술(상업화기술)...21
• 제 2 절 국내 기술개발 현황...27
• 제 3 절 국내외 기술과의 차별성...46
• 제 3 장 유전가열물질이 담지 된 VOC 흡착재료의 제조 및 특성 평가...48
• 제 1 절 유전가열물질 및 VOC 흡착재료...48
• 1. 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber) 특성...48
• 2. 유전가열물질...51
• 3. 바인더 및 계면활성제...52
• 가. 바인더...52
• 나. 계면활성제...53
• 제 2 절 흡착제 특성 평가...56
• 1. 활성탄소섬유에의 유전가열물질 담지 실험장치...56
• 2. 마이크로파에 의한 가열실험...58
• 3. 유기계 또는 무기계 바인더로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...59
• 가. 유기계바인더로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...59
• 나. 무기계바인더로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...60
• 4. 하이브리드 바인더로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...62
• 가. C-Type 바인더(binder)로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...62
• 나. B-Type 바인더(binder)로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...67
• 다. T-Type 바인더(binder)로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...71
• 라. M-Type 바인더(binder)로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...76
• 마. ST-Type 바인더(binder)로 유전가열물질을 담지한 활성탄소섬유...82
• 5. 흡착평형실험...84
• 가. 흡착평형 실험 장치...84
• 나. 흡착평형 실험방법 및 결과...86
• 제 3 절 실험실용 흡, 탈착 장치 및 운전특성...89
• 1. 흡, 탈착 실험 장치...89
• 2. 흡, 탈착 실험 결과...97
• 제 4 절 파일럿설비 및 운전 특성...106
• 1. 유전가열물질 담지에 따른 흡착 특성평가...106
• 가. 실험 장치...106
• 나. 활성탄소섬유의 흡착특성...109
• 다. 활성탄소섬유의 탈착특성...112
• 라. 유전가열물질이 담지된 흡착제를 이용한 흡착특성...113
• 마. 유전가열물질이 담지된 흡착제를 이용한 탈착특성...115
• 바. 유전가열물질이 담지된 발열체를 이용한 흡착특성...116
• 사. 유전가열물질이 담지된 발열체를 이용한 탈착특성...118
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...120
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도...120
• 제 2 절 대외기여도...122
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...126
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보...128
• 제 7 장 참고문헌...136
• 부록...138