초록 ▼

1-1. 흡.탈착 공정을 이용한 휘발성 유기화합물의 농축에 관한 기초연구를 수행하기 위하여 VOC발생장치, 흡.탈착장치, 분석장치로 구성된 반응기를 제작하였다. 흡착조건에 따라 파과특성을 조사하였다.
1-2. 흡착 bed에서 물질전달영역의 이동에 따른 활성적영역의 변화를 계량적으로 측정하기 위하여 흡착제인 ACF위치에 따라 각각의 흡착제 무게변화를 측정하였다. 출구방향에 위치한 흡착제 무게증가비가 약 20%에 달하였을 때 MTZ가 흡착층 외부로 배출 보고서 초록 되면서 ACF에 흡착되지 못한 톨루엔이 검출되기 시작하였다.

1-1. 흡.탈착 공정을 이용한 휘발성 유기화합물의 농축에 관한 기초연구를 수행하기 위하여 VOC발생장치, 흡.탈착장치, 분석장치로 구성된 반응기를 제작하였다. 흡착조건에 따라 파과특성을 조사하였다.
1-2. 흡착 bed에서 물질전달영역의 이동에 따른 활성적영역의 변화를 계량적으로 측정하기 위하여 흡착제인 ACF위치에 따라 각각의 흡착제 무게변화를 측정하였다. 출구방향에 위치한 흡착제 무게증가비가 약 20%에 달하였을 때 MTZ가 흡착층 외부로 배출 보고서 초록 되면서 ACF에 흡착되지 못한 톨루엔이 검출되기 시작하였다.
1-3. 농축특성을 조사하기 위하여 VOC로 포화된 활성탄소섬유를 대상으로 탈착온도, 탈착가스 유량, bed 길이에 따른 농축특성을 조사하였다.
2-1. 활성탄소섬유 표면에 유전가열물질(카본블랙)을 코팅하여 마이크로파에 의하여 탈착할 수 있는 새로운 유전-흡착제를 개발 하였다. 유전가열물질을 활성탄소섬유 표면에 코팅하기 위한 바인더로 솔-젤 합성법에 의하여 제조한 하이브리드 바인더를 합성하여 사용하였다.
2-2. 진공코팅조에 활성탄소섬유를 넣고 하이브리드바인더, 용제, 카본블랙 혼합액을 활성탄소섬유에 분사한 다음 건조하여 유전-흡착제를 제조하였다. 제조한 유전-흡착제의 비표면적(BET)을 측정한 결과 918-1,456$m^2$/g로 바인더에 의하여 활성탄소섬유표면에 발달한 미세공이 막히는 현상을 최소화하였다.
2-3. 톨루엔 가스를 사용하여 파과특성을 조사한 결과 흡착제의 이용효과를 나타내는 LUB(Length of Unused Bed)가 ACF에 비하여 약간 낮았으나 주목할 만 한 차이를 나타내지 않았다.
2-4. 유전-흡착제의 마이크로파 인가에 따른 승온특성 및 탈착특성을 조사하였다. 직경이 2.3cm이며 톨루엔으로 포화된 유전-흡착제 각각 2장을 탈착반응기에 넣고 질소유량 100[cc/min], 실인가출력 53.4W 조건에서 탈착된 톨루엔 최고농도는 1,311-1,684ppm이었으며 출력 94.9W 조건에서는 탈착된 톨루엔 최고농도는 2,341-3,619ppm이었다.
3-1. 고도농축이 가능하도록 고안된 무빙베드식 연속농축기를 개발하였다. 연속농축기는 흡착베드와 탈착, 냉각베드로 구성되며 각 베드에는 이동수단을 구비한 모쥴이 있다. 모쥴은 모쥴후레임과 내부의 흡착제로 구성된다.
3-2. 흡착베드에는 다수의 모쥴이 존재하며 입구에 있는 모쥴의 흡착제가 흡착질에 의하여 포화상태에 도달하면 모쥴의 이동이 시작된다. 흡착베드 입구에 있는 모쥴이 탈착베드로 이동하고 탈착 베드에 있던 모쥴은 냉각모드로 이동하고 냉각모드에 있는 모쥴은 흡착베드 출구지점에 위치한 장소로 순차적으로 이동하며 이동하는 순간에도 유기성휘발물질은 연속적으로 흡착베드에 들어가서 처리되어 청정가스로 배출된다.
3-3. 본 농축기의 특징은 모쥴단위로 이동하고 유입되는 유기성 휘발물질 풍량에 비하여 소량의 탈착공기를 사용하므로 고도 농축이 가능하다는 특징이 있다.
3-4. 톨루엔 농도 350ppm, 유량 5리터/분, 모쥴이동시간 간격 20분, 탈착유량 100[cc/분], 탈착온도는 $150^{\circ}C$인 조건에서 농축 실험을 하였다. 모쥴에는 직경이 2.3cm인 ACF 5장이 장입되어 있으며 흡착베드에 모쥴 4개, 탈착 및 냉각베드에 모쥴 3개가 존재한다. 6회 싸이클을 반복하는 동안 흡착베드라인 출구로부터 톨루엔이 전혀 검출되지 않았다.
3-5. 탈착공정에서 탈착량은 매 탈착시 0.14-0.15g으로 흡착공정에서의 흡착량 0.14-0.15g과 일치한다. 탈착량은 농도로 환산하면 싸이클 2까지의 탈착 평균농도는 약 9,740ppm이었으며 싸이클 3-6에서 탈착 평균농도는 17,020 - 18,250ppm이었다. 농축기에 들어온 톨루엔 농도가 350ppm이었으므로 농축비는 농축기가 정상운전시 18,250/350 = 52이었다. 농축기에 들어오는 톨루엔가스 유량이 5[리터/분] 이었으며 탈착시 질소가스 유량이 100[cc/분] 이므로 유량비가 50:1이었다. 농축비는 유량비에 반비례함을 알 수 있다.
3-6. 농축기에 주입되는 VOC농도 500ppm, 유량 5[리터/분]인조건하에서 싸이클 9회 까지 농축실험을 하였다. 농축기에 유입되는 VOC 농도가 증가됨에 따라 활성적영역이 이동 속도가 증가하였다. 결과적으로 활성적영역이 흡착베드 출구지점까지 도달하였으며 활성적영역이 다시 흡착베드 입구방향으로 이동하기까지 톨루엔이 검출되었다.