1. 최종목표 고속, 대용량 VOCs(유기성 위해 물질) 및 복합악취를 제거 하기 위한 기존 상용전원(네온트랜스)을 사용한 고밀도 플라즈마 반응기를 사용한 고효율 저온 플라즈마 시스템을 개발하였다. 기존 플라즈마 기술은 높은 소비전력, 대형화에 따른 고비용과 설치 및 유지보수의 어려움과 내구성 및 안정성에 문제점을 가지고 있어, 본 과제에서는 외부환경에도 플라즈마가 연속적으로 유지할 수 있는 안정적, 고효율 플라즈마 반응기를 개발하였으며, 기존 상용전원(네온트랜스)을 이용한 보급형 기술을 개발하였다. 그리고 소요되는 전력과 유
1. 최종목표 고속, 대용량 VOCs(유기성 위해 물질) 및 복합악취를 제거 하기 위한 기존 상용전원(네온트랜스)을 사용한 고밀도 플라즈마 반응기를 사용한 고효율 저온 플라즈마 시스템을 개발하였다. 기존 플라즈마 기술은 높은 소비전력, 대형화에 따른 고비용과 설치 및 유지보수의 어려움과 내구성 및 안정성에 문제점을 가지고 있어, 본 과제에서는 외부환경에도 플라즈마가 연속적으로 유지할 수 있는 안정적, 고효율 플라즈마 반응기를 개발하였으며, 기존 상용전원(네온트랜스)을 이용한 보급형 기술을 개발하였다. 그리고 소요되는 전력과 유해물질과 복합악취물질의 처리용량에 대한 수요자의 요구사항을 즉시 반영시킬 수 있는 플라즈마 반응기를 직병렬 다단 연결형으로 구성하였다. 2. 개발내용 및 결과 본 과제의 개발기술은 반응성이 큰 플라즈마 상태를 이용하여 악취물질 및 VOCs, 유해가스를 제거하는 기술로서, 고효율의 기성전원(네온트랜스)에 전기적으로 매칭된 고밀도 플라즈마 반응기의 방전극과 대향전극 사이에서 발생되는 스트리머 플라즈마 영역에 악취 및 VOCs 물질을 유입시켜, 스트리머 플라즈마 에너지와 높은 전기장에 의해 가속된 전자와의 충돌 등에 의해 무거운 분자형태의 VOCs 및 복합 악취물질의 연결고리를 끊어 오염분자를 처리하고, 다량 존재하는 라디칼(O, OH, HO2, O3, H+ 등) 및 전자, 이온 등에 의해 접촉 산화 처리하는 방식으로, 이를 위하여 안정적 고효율 저온 플라즈마 반응기의 특성을 분석하여 최적의 반응기를 개발하였으며. 고밀도 스트리머 플라즈마 특성을 분석하여 기존 플라즈마 방식의 VOCs 및 복합악취 제거 용량의 한계를 극복하였다. 개발된 고효율 저온 플라즈마 시스템의 VOCs 및 암모니아, 황화수소 등 복합악취물질을 반응시켜 92% 이상의 제거율과 시스템에서 복합악취 제거 처리시간 3초 이내, 처리용량은 3000[m3/시간]의 시험결과를 확보할 수 있었다. 3. 사업성과 1) 기술적 성과 본 과제에서는 고가의 장비를 지양하고 기존 상용전원인 네온트랜스와 네온트랜스의 사용만으로도 플라즈마를 효율적 발생시킬 수 있는 플라즈마 VOCs 및 악취제거 시스템을 개발함으로서 기존플라즈마 기술적 한계와 문제점을 해결할 수 있어 플라즈마 처리기술의 상용화가 가능하다. 본 과제를 통해 개발된 플라즈마 시스템은 수요자의 처리용량에 적합하도록 설계된 직병렬 구조로 개발된 분산처리 시스템이며 고밀도 플라즈마 발생기술은 플라즈마 반응기 전체에 고른 방전영역을 가지도록 비방전 영역을 최소화하여 처리효율을 증대 시켰으며, 높은 에너지 밀도의 스트리머 방전을 안정적으로 발생, 유지시킴으로써 고농도의 VOCs 및 복합악취물질들을 효율적으로 처리할 수 있는 새로운 플라즈마 처리 기술을 완성하였다. 2) 경제적 성과 대부분 플라즈마 기술은 규모가 크거나 기술집약적 기업에서만 연구가 가능하지만, 본 개발과제는 보급형 기술이므로 응용기술의 연구가 중소기업에서 생산 가능한 새로운 기술이지만 기존의 기성제품을 사용하여 완성되는 기술이므로 국내의 기성기업과의 연계성장이 가능하여 국내 기업과의 동반 성장이 가능할 것으로 판단된다. 또한 아직까지 열악한 국내의 플라즈마기술의 향상으로 수입대체는 물론 기술자립에 의한 외화획득도 가능할 것으로 사료된다. 3) 사회적 성과(일자리 창출 등) 본 기술개발과제는 저온 플라즈마를 이용한 VOCs 및 복합악취, 유해가스제거 기술은 대상물 처리에 있어 필요한 환경변화의 적응에 유연하고 경제적으로 저렴하여 상용화가 가능하며, 공기 소독까지 가능하여 유행성 질병 등에도 적용될 수 있을 것으로 판단되며 반드시 개발되어야 할 미래형 첨단 환경기술제품임. 개발된 고효율 저온 플라즈마 시스템은 VOCs 및 복합악취물질 배출에 대한 규제가 국내외적으로 강화됨에 따라 향후 이 분야에도 대한 시장규모는 점차적으로 확대 재생산될 것으로 판단된다. 이를 통하여 새로운 분야의 일자리 창출도 기대할 수 있을 것으로 사료된다. 4. 기술개발 결과 활용계획 1) 새로운 방식의 플라즈마 응용기술로서 실제 현장에 적용될 수 있는 상용 • 보급화 가능한제품 ① 플라즈마를 이용하여 유해가스 및 악취를 저감하기 위한 기술은 산 • 학, 대학교 등에서 활발한 연구개발이 이루어져 왔으나, 상용화된 기술 및 제품은 전무한 실정. ② 동일한 기술을 보유한 회사 및 업체는 없으며, 플라즈마를 이용하여 대기오염물질을 저감하는 기술 및 제품을 생산하는 업체는 5개사 미만으로 추정됨. 2) 저비용 • 고효율의 첨단 환경기술 ① 분리 • 조립, 다단연결형 제품이므로 처리용량에 맞게 시설이 가능하고, 수요자의 요구에 즉시 대응할 수 있음. ② 저전력 • 저가의 플라즈마 발생장치로 운영비 및 기타 유지비의 소요가 적음. ③ 플라즈마 에너지 및 오존, 다량의 활성라디칼, 자외선 등의 복합적인 반응으로 유해가스 및 복합악취 물질을 제거함으로 처리효율이 높음. 3) 정부의 친 환경 녹색성장 정책 및 환경규제 강화로 환경산업이 점차 확대대고 증대됨에 따라 기존 업체들과의 경쟁이 심화될 것으로 예상되며, 이미 경쟁하고 있는 시장 참여자들과의 경쟁이 산업의 수익성으로 나타날 것으로 사료됨. 4) 산업의 특성상 기존 업체의 생산능력/설비, 유통채널, 광고, 브랜드 등으로 경쟁양상이 나타났지만, 최근 생활수준의 향상과 정보의 다양화로 인해 수요자의 인식이 높아지고 실제 현장에 적합한 제품이 선호되며, 처리성능 및 경제․효율성 등이 제품구매에 결정적인 요인으로 작용함. 5) 첨단 환경기술로서 상용․보급화 가능한 플라즈마 응용제품 ① 신기술이며, 기존 기술과의 차별적인 저비용․고효율의 제품이므로 초기 산업현장에서 독점성(과점성)이 있음. ② 본 기술이 보급화 되었을 경우, 첨단 환경기술의 연구․개발이 다양한 범위에서 활발히 이루어지고 신제품에 대한 출시가 지속적으로 증대 될 것으로 예상되므로 제품의 성능 및 경제성을 향상시키는 경쟁이 가속화 될 것임. 5. 기술개발자료의 보안관리 주변에서 쉽게 구입할 수 있는 저전력, 저가의 상용 전원공급기를 사용하여 실제 상용화 가능 한 플라즈마 응용기술을 구현함에 있어 플라즈마 반응기의 구조적인 형태 및 특징은 제외하고 상용 전압발생기를 사용하여 유사한 형태의 플라즈마 반응기를 설계, 제작할 수 있는 가능성이 있으므로 특허 및 실용신안 등을 출원하여 지적재산권에 대한 보호가 필요하다고 사료됨.
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