초록 ▼

본 연구에서는 휘발성유기화합물 제거방법 중 가장 에너지 소비가 적은 방법인 로터식 흡착농축 및 촉매연소시스템을 개발하여 휘발성유기화합물 배출업체에 설치 실증운전을 실시하였으며 개발한 연구결과는 다음과 같다. 세라믹 파이버를 주성분으로하는 세라믹 종이 제조 장치를 개발하여 폭 50 cm, 두께 0.25 mm, 길이 80 m의 세라믹 종이의 연속생산공정을 개발하였으며, 700 m 길이의 세라믹 종이를 이용하여 지름 60 cm, 폭 40 cm의 허니컴 소재의 성형에 성공하였다. 흡착성능을 부여하기 위한 무기질 흡착제로서 제올라이트 (UO

본 연구에서는 휘발성유기화합물 제거방법 중 가장 에너지 소비가 적은 방법인 로터식 흡착농축 및 촉매연소시스템을 개발하여 휘발성유기화합물 배출업체에 설치 실증운전을 실시하였으며 개발한 연구결과는 다음과 같다. 세라믹 파이버를 주성분으로하는 세라믹 종이 제조 장치를 개발하여 폭 50 cm, 두께 0.25 mm, 길이 80 m의 세라믹 종이의 연속생산공정을 개발하였으며, 700 m 길이의 세라믹 종이를 이용하여 지름 60 cm, 폭 40 cm의 허니컴 소재의 성형에 성공하였다. 흡착성능을 부여하기 위한 무기질 흡착제로서 제올라이트 (UOP사의 HISIV 1000과 HISIV 3000)를 사용하였다. 소형 흡착로터를 제작한 후 정적흡탈착측정장치에서 측정한 흡탈착특성 결과를 바탕으로 흡착농축장치에 사용할 흡착농축로터에 HISIV 1000과 HISIV 3000을 7:3 으로 혼합하여 함침시켰으며, 흡착제 함침 비율이 27.7%인 무게 19.5kg의 흡착로터를 제조하였다. 이 흡착로터를 장착한 흡착농축장치를 설계 제작하였으며 톨루엔, MEK 및 혼합 가스를 공급하여 흡착제거 특성, 농축특성을 분석하였다. 농축된 휘발성유기화합물을 산화시킬 수 있는 촉매연소 장치를 설계 제작하여 흡착농축장치와 연계운전을 실시하였다. 톨루엔의 경우 350 ppm으로 오염된 공기를 100 $Nm^3$/hr의 유속으로 공급할 때 회전주기별로 운전특성을 분석한 결과, 3 rph일 때 제거율 94.5%, 농축비 6.1배를 나타내었으며, 350 ppm의 MEK로 오염된 공기의 제거실험에서는 4 rph로 운전했을 때, 제거율 97.5%, 농축비 7.2배를 나타내었다. 또한 톨루엔과 MEK를 1 : 1로 혼합하여 주입한 경우 4 rph로 운전했을때, 제거율 96.2%, 농축비 8.9배를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 장치는 그대로 충남 천안 소재 인쇄업체인 H사에 옮겨 설치하여 실증운전을 실시 중이다.

Abstract ▼

In this study, the capacity of the system was increased from 500 $Nm^3$/hr to 1000 $Nm^3$/hr, in order to install and operate it at the VOC emission site. The followings were scopes of this research:
1) The ceramic paper casting machine, which was used in the first stage of

In this study, the capacity of the system was increased from 500 $Nm^3$/hr to 1000 $Nm^3$/hr, in order to install and operate it at the VOC emission site. The followings were scopes of this research:
1) The ceramic paper casting machine, which was used in the first stage of this research, was found to be unsuitable for making adsorptive rotor due to shallow width of the sheet from the machine. Therefore, a new ceramic paper casting machine was designed and fabricated to make the width of ceramic sheet 50 cm instead of 30 cm in the first stage.
2) The diameter and width of adsorptive rotor were 60 cm and 40 cm, respectively, in order to be installed in a concentrating system, the capacity of which is 1,000 $Nm^3$/hr.
3) New adsorbents, which were less expensive than adsorbent used in the first stage, was purchased and their binding property and steady state loading amount were evaluated to determine best impregnation condition.
4) The adsorptive concentrator, the capacity of which was 1,000 $Nm^3$/hr, was designed and constructed and its adsorption-desorption characteristics was evaluated.
5) Catalytic combustion system, the capacity of which was 200 $Nm^3$/hr, was designed and constructed and its catalytic combustion characteristics were evaluated.
6) Adsorptive concentrator and catalytic combustion system were operated synchronously, during which VOC removal efficiency, concentrating ratio, catalytic combustion temperature and desorption temperature were measured. Through the experiment optimum operation condition was established, and the operation cost was analyzed economically.
7) The developed system was installed at VOC emission company, and its operation characteristics was analyzed.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...9
• CONTENTS...14
• 목차...17
• 그림목차...19
• 표목차...23
• 제1장 연구개발과제의 개요...24
• 제2장 국내외 기술개발 현황...27
• 1. KPR system (미국 Met-Pro Corp.)...29
• 2. Munters Zeol...30
• 제3장 흡착농축장치의 개발...34
• 제1절 세라믹 종이 제조 장치의 개발...34
• 1. 원료혼합장치...34
• 2. 슬러리의 이송 및 공급장치...34
• 3. 강제탈수장치...35
• 1) 흡입탈수장치...35
• 2) 압축탈수장치...35
• 4. 건조장치...35
• 5. 회수장치...35
• 6. 세척장치...36
• 제2절 세라믹 종이의 생산...37
• 1. 실험방법...37
• 2. 중점제 및 pH 변화에 따른 세라믹 파이버의 침강 특성...38
• 제3절 세라믹 종이의 성형 및 제올라이트 함침...43
• 1. 세라믹 종이의 성형...43
• 2. 제올라이트의 함침 및 흡탈착 특성...45
• 가. 제올라이트 원료...45
• 나. 세라믹 종이에 제올라이트 담지 및 툴루엔 흡착 특성...46
• 1) 실험 방법...46
• 2) 세라믹 종이의 제올라이트 담지 및 툴루엔 흡착특성...48
• 다. 허니컴 흡착소자의 휘발생유기화합물 흡착 및 농축 특성...52
• 1) 실험 방법...52
• 2) 허니컴 흡착소자의 휘발생유기화합물 흡착 및 농축 특성...55
• 가) HISIV 1000 함침 허니컴 로터의 흡탈착 특성...55
• 나) HISIV 3000 함침 허니컴 로터의 흡탈착 특성...58
• 다) HISIV 1000과 HISIV 3000을 혼합 함침한 허니컴 로터의 흡탈착 특성...62
• 3) 개발된 흡착소자의 휘발생유기화합물 흡착 및 농축 특성...66
• 제4절 흡착농축장치의 제조 및 특성 실험...70
• 1. 세라믹 허니컴의 제조...70
• 2. 로터식 흡착농축장치의 제조...74
• 3. 로터식 흡착농축장치의 성능측정...74
• 제4장 VOC 촉매연소 시스템 개발...78
• 제1절 서론...78
• 제2절 장치구성을 위한 특성 고찰...83
• 1. 연소촉매의 활성성분에 따른 반응특성...83
• 2. VOC 촉매연소 특성...85
• 3. VOC 촉매연소 시스템 구조해석 연구...92
• 4. 촉매 층의 균일 유속분포를 위한 장치 구조...109
• 제3절 촉매연소장치의 설계 및 제작...113
• 1. 장치 설계 및 제작...113
• 2. 장치 개선...116
• 제4절 실험결과...116
• 제5장 흡착농축장치의 및 촉매연소 시스템 연계운전...118
• 제1절 연계운전 방법...118
• 제2절 실험 결과...119
• 제6장 휘발성유기화합물 배출현장 실증실험...126
• 제1절 회전식 VOC 흡착 농축 및 연소 설비의 현장 실증 운전…...126
• 1. 회전식 흡착농축 및 촉매연소장치의 설명...126
• 2. 운전조건...128
• 3. 전사지 건조기에서 배출되는 오염공기...128
• 4. 연속 운전 결과 및 분석...130
• 제2절 실증업체에서의 실증운전 결과...138
• 제3절 경제성 분석...139
• 제7장 연구개발결과의 활용계획...145
• 제8장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...146
• 제9장 참고문헌...147