초록 ▼

- 도장시설에서 배출되는 VOC는 유기용제의 사용으로 인한 것이고, 불규칙적으로 저농도이면서 연속적으로 배출됨.
- 선정된 VOC에 대하여 1wt%-PA/AC가 흡착력이 가장 우수하였고, 마이크로파를 이용하여 흡착제를 재생할 경우 전기로를 이용하는 방법보다 훨씬 효율적인 것으로 나타남.
- 금속산화물에 의한 메탄올의 산화반응에서 ZnO[4wt%]/$Al_{2}O_{3}$ 촉매가 여러 금속산화물 중에서 가장 우수한 활성을 가지는 것으로 나타났다. ZnO[4wt%]/$Al_{2}O_{3}$

- 도장시설에서 배출되는 VOC는 유기용제의 사용으로 인한 것이고, 불규칙적으로 저농도이면서 연속적으로 배출됨.
- 선정된 VOC에 대하여 1wt%-PA/AC가 흡착력이 가장 우수하였고, 마이크로파를 이용하여 흡착제를 재생할 경우 전기로를 이용하는 방법보다 훨씬 효율적인 것으로 나타남.
- 금속산화물에 의한 메탄올의 산화반응에서 ZnO[4wt%]/$Al_{2}O_{3}$ 촉매가 여러 금속산화물 중에서 가장 우수한 활성을 가지는 것으로 나타났다. ZnO[4wt%]/$Al_{2}O_{3}$에 금입자를 첨가한 결과, 최대의 활성을 보인 금촉매는 Au[2wt%]/ZnO/$Al_2O_3$임을 알 수 있었고, 나노크기의 금입자를 가진 금촉매는 VOC를 제거하는 촉매로서 기대됨.
- 다양한 합금촉매 중에 가장 활성이 우수한 촉매는 Pt와 Au를 함침법을 이용하여 ZnO/$Al_{2]O_{3}$에 담지한 촉매로 나타남.
- 3단으로 제작된 전기로를 이용하여 PID 제어에 의한 탈착농도를 일정하게 유지할 수 있었고, 흡착층에서 탈착된 VOC가 완전산화를 일으켜야 하는 촉매층에 균일한 농도로 유입되므로, 촉매층의 산화조건 선정이 훨씬 용이할 뿐만 아니라 일정한 반응속도를 요구하므로 VOC의 완전산화 제거에 매우 효과적일 것으로 기대됨.

Abstract ▼

This study has been performed during three years and them, some of the subjects are summarized in the following.
- First you: The experimental setup was continuous flow type under atmospheric pressure. Model gases were BTX (benzene, toluene and o-, m-, p-xylene), alcohols (methanol, ethanol, i-pr

This study has been performed during three years and them, some of the subjects are summarized in the following.
- First you: The experimental setup was continuous flow type under atmospheric pressure. Model gases were BTX (benzene, toluene and o-, m-, p-xylene), alcohols (methanol, ethanol, i-propanol), and methylethylketone (MEK). The adsorbents used as adsorbent were inorganic oxides (such as $SiO_2$, $Al_{2}O_{3}$, $TiO_2$), zeolites, purified activated carbon and impregnated activated carbon. The effects of various parameters such VOC concentration, aspect ratio, flow rate, and impregnated contents were investigated. Also, repetitions of adsorption and desorption with reproducibility was investigated. Furthermore, VOC adsorption and desorption experiments were carried out to determine the relationship between the adsorption capacity and chemical properties of the adsorbents.
- Second year : Alumina-supported metal oxide ($M_{x}O_{y}/Al_{2}O_{3}$, M=Co, Ni, Fe, V, Mo, Mn, Zn, Cr, Cu, and W) catalysts and noble metal (Pt, Au, Pd, Rb, Ag) catalysts were prepared by the conventional impregnation method. Also, for pelletizer, binder was addition to power type catalyst. Characteristics of catalytic oxidation by electric furnace and microwave irradiation and physical characteristics were investigated.
- Third year : With the consideration that efficiency of adsorbent and various parameters (flow rate, VOC component, concentration of VOC, heating method, temperature measurement, electric controller), adsorption/desorption catalytic of oxidation hybrid system of lab-scale were designed and manufactured. Optimum operating condition of adsorption/desorption catalytic oxidation hybrid system for VOC complete oxidation were investigated.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• I. 제 목...4
• II. 연구개발의 목적 및 필요성...4
• III. 연구개발의 내용 및 범위...5
• IV. 연구개발결과...5
• V. 연구개발결과의 활용계획...8
• SUMMARY...9
• CONTENTS...15
• 목차...21
• List of Tables...27
• List of Figures...29
• 제1장 서론...34
• 제1절 연구개발의 필요성...34
• 1. 휘발성 유기화합물...34
• 2. VOC특성과 오존오염도...43
• 가. VOC 분류...43
• 나. VOC의 특성 및 영향...43
• (1) 급성장애...44
• (2) 만성장애...44
• 다. VOC의 배출오염원...44
• 라. 오존의 특성...45
• (1) 국내 오존 오염도...45
• (2) 오존 형성의 특성...45
• 3. VOC 배출실태 및 규제.관리동향...45
• 가. 국내...46
• 나. 미국...46
• 다. 유럽...47
• 라. 일본...47
• 4. 국내 배출원별 VOC 관리방향...47
• 가. 자동차부문...48
• 나. 도장산업...48
• 다. 유류 관련 시설...48
• 라. 세탁과 인쇄시설...49
• 5. VOC 배출 저감시설...50
• 가. 연소기술...50
• (1) 고온산화(열소각)법(Thermal Oxidation : TO)...50
• (2) 촉매산화(촉매연소)법(Catalytic Oxidation : CO)...51
• (3) 축열식 열소각기술(Regenerative Thermal Oxidation : RTO)...52
• (4) 축열식 촉매산화기술(Regenerative Catalytic Oxidation : RCO)...52
• (5) 무화염 열산화법(Flameless Thermal Oxidation : FTO)...53
• (6) 흡.탈착 촉매산화법(Concentration Catalytic Oxidation : CCO)...54
• 나. 흡착, 농축기술...54
• (1) 흡착법...54
• (2) 농축법...56
• 다. 흡수, 응축기술...56
• (1) 흡수법...56
• (2) 응축법...57
• 라. 생물학적 처리법...58
• 마. 그 외 신기술...58
• (1) 증기 재생법...59
• (2) 막 분리법...59
• (3) Flares...60
• (4) 코로나 방전법...60
• (5) 비열 플라즈마 기술...60
• 6. VOC 배출억제 대책...63
• 제2절 연구개발 목적...64
• 제2장 국내.외 기술개발 현황...66
• 제1절 국외 기술개발현황...66
• 제2절 국내 기술개발 현황...67
• 제3절 국내외 기술과의 차별성...68
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...70
• 제1절 VOC 배출현황 및 저감설비...70
• 1. 페인트부스...70
• 2. 석유화학공장...70
• 3. 결론...70
• 제2절 흡착 및 탈착...75
• 1. 실험재료 및 방법...75
• 가. 실험재료...75
• 나. 물성조사...75
• 다. 흡착...77
• 라. 승온탈착(TPD)...81
• 마. 이성분계 흡착...81
• 2. 결과 및 고찰...83
• 가. 물리적 특성...83
• 나. 흡착량 조사...87
• (1) 활성탄 계열...87
• (2) 제올라이트 계열...87
• (3) 무기산화물과 타 흡착제...94
• (4) 가압처리 첨착활성탄...98
• 다. VOC의 파과곡선...102
• 라. 흡착제 평가 및 선정...112
• (1) 흡착량과 bulk density와의 관계...112
• (2) 흡착량과 BET 표면적과의 관계...112
• (3) 인산첨착활성탄의 첨착량 변화...119
• (4) 탈착특성...125
• (5) 흡착제 선정...129
• 마. 인산 첨착활성탄(H3PO4/AC)...132
• (1) 흡착등온선...132
• (2) 농도변화...137
• (3) 유량변화...137
• (4) 형상비 변화...137
• (5) 재흡착 실험...147
• (6) 포화 흡착시간예측...147
• 바. 이성분계 흡착...150
• (1) 흡착강도...150
• (2) 혼합가스의 파과특성...150
• (3) 탈착특성...153
• 3. 결론...154
• 제3절 마이크로파에 의한 탈착...155
• 1. 이론...155
• 2. 실험...163
• 가. 실험재료 및 방법...163
• 나. 물리적 특성...163
• 3. 결과 및 고찰...167
• 가. 물리적 특성과 흡착량...167
• 나. VOC의 탈착특성...167
• 4. 결론...168
• 제4절 촉매산화...175
• 1. 실험...175
• 가. 재료 및 방법...175
• (1) 촉매제조...175
• (가) 전이금속촉매...175
• (나) 귀금속촉매...175
• (다) 금촉매...177
• (라) 합금촉매...179
• (마) Honeycomb 촉매...179
• (바) 조립화촉매...180
• (2) 실험 장치 및 방법...184
• 나. 촉매 물성조사...189
• (1) BET 표면적 및 세공크기분포 측정...189
• (2) TEM (Transmission Electron Microscope)...189
• (3) XRD (X-ray Diffraction)...189
• (4) TPR (Temperature Programmed Reduction)...189
• (5) TPO (Temperature Programmed Oxidation)...189
• (6) TPD (Temperature Programmed Desorption)...191
• 다. Microwave에 의한 촉매산화...191
• 3. 연구결과 및 고찰...192
• 가. 촉매 특성분석...192
• (1) BET 표면적 및 세공크기분포...192
• (2) TPR와 TPO...192
• (3) TPD (Temperature Programmed Desorption)...192
• 나. 전이금속산화물...197
• 다. 귀금속 촉매...202
• 라. 금촉매...202
• 마. 합금촉매...214
• (1) 물리적 특성...214
• (가) BET 표면적...214
• (나) XRD patterns...214
• (다) TEM images...217
• (2) 합금촉매 활성...221
• (3) Pt/Al2O3와 Pt-Au/ZnO/Al2O3 촉매...225
• 바. Honeycomb 촉매...228
• 사. 조립화 촉매...228
• 아. 조립화 촉매의 Microwave에 의한 촉매활성...231
• 4. 결론...236
• 제5절 하이브리스 시스템...238
• 1. 실험장치...238
• 2. 장치사양...238
• 3. 실험방법...238
• 가. 흡착...238
• 나. 탈착 및 촉매산화...238
• 4. 결과 및 고찰...244
• 가. 흡착...244
• 나. 3단 온도프로그램에 의한 탈착농도 제어...244
• 다. 탈착 및 촉매산화...261
• (1) 유입유량의 영향...261
• (2) 촉매층 온도의 영향...263
• (3) 재현성...266
• (4) VOC 완전산화 조건...267
• 라. 최적 운전조건에서 성능 및 제거율...268
• 5. 결론...268
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...272
• 제1절 연구개발 목표 달성도...272
• 제2절 대외기여도...274
• 1. 관련분야 기술발전의 기여도...274
• 2. 활용실적...274
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...278
• 제6장 참고문헌...280
• 부록...293