초록 ▼

개발 목적 및 필요성
일반적으로 사용되는 축열연소시스템(RTO)은 고온(800도 이상) 운전 및 연소 후 고온의 배기가스가 Stack으로 바로 방출되어 이에 따른 에너지 소비가 많아 연간 유지 비용이 과다하게 발생하며, 축열촉매산화(RCO) 시스템은 가연성 물질에 대해 전반적으로 높은 처리효율을 가지고 있지만 시스템, 축열재 및 촉매 소재, 에너지회수 등에서 다음과 같이 다양한 문제점이 나타나고 있다.
이러한 축열촉매산화(RCO)시스템의 경우 1) 고비점 화합물 유입 시 온도 상승(900 ℃이상)으로 인한 촉매의 성능저하

개발 목적 및 필요성
일반적으로 사용되는 축열연소시스템(RTO)은 고온(800도 이상) 운전 및 연소 후 고온의 배기가스가 Stack으로 바로 방출되어 이에 따른 에너지 소비가 많아 연간 유지 비용이 과다하게 발생하며, 축열촉매산화(RCO) 시스템은 가연성 물질에 대해 전반적으로 높은 처리효율을 가지고 있지만 시스템, 축열재 및 촉매 소재, 에너지회수 등에서 다음과 같이 다양한 문제점이 나타나고 있다.
이러한 축열촉매산화(RCO)시스템의 경우 1) 고비점 화합물 유입 시 온도 상승(900 ℃이상)으로 인한 촉매의 성능저하와 축열재의 고비점 화합물 흡착으로 인한 막힘 현상 발생한다.
2) One can type의 축열촉매연소시스템은 회전식 로터의 leak에 의한 VOCs 처리효율이 95 % 수준이다.
3) VOCs 처리 전·후 에너지 활용문제 및 현열(sensible heat) 회수율이 낮다.(95% 수준)

연구개발결과
본 기술은 차별화된 고효율/내구성 소재와 주전열면 열교환기를 적용한 축열 촉매산화(RCO) 기술이다.
1) 열전도도가 우수한 저압손(전열면적: 3,600 m²/m³)/대표면적 축열재(전열면적: 2,000 m²/m³) 소재 개발
2) 축열촉매산화시스템(60CMM)에 주전열면 열교환기(전열면적: 2,000 m²/m³)를 사용하여 직접 폐열을 회수함으로써 열회수율 97.4 %를 달성
4) Self bake-out기술을 통해 고비점 화합물 축적을 방지
5) 회전식 로터 sealing 기술을 강화하여 고효율 (VOCs 제거효율: 98 % 이상) 축열촉매산화(RCO 용량: 60 CMM) 시스템 개발을 완성하였다.

성능사양 및 기술개발 수준
본 과제를 통해 에너지 절감형 열교환장치를 이용한 고효율산화시스템(RCO)를 적용하여 98 %이상 VOCs 제거효율을 갖을 뿐만 아니라 시스템 내구성이 우수하여 고비점 화합물이 다량 발생하는 목재소(일본)에 실제 적용하여 신규 매출이 창출되었음. 향후 5년간 지속적인 매출(약 300억)이 예상된.

활용계획
일반적인 축열연소시스템(RCO)보다 성능 및 효율(VOCs 제거효율: 98 %이상)개선된 기술로 다양한 고비점 VOCs 배출시설을 비롯한 각종 환경관련 산업에 바로 적용이 가능함. 또한 타분야인 공공환경설비 및 산업현장(반도체 공정 및 도장공정 등) 적용 보급을 통한 조기사업화 및 기업 이윤증대가 가능하다.
환경처리 설비의 국제경쟁력 확보가 가능할 수 있을 것으로 판단하며, 향후 당사의 기존 고객인 업체들과 지속적인 마케팅 협력관계를 유지하여 중국, 일본 및 러시아 등 국내외 시장 진출을 진행할 계획이다.

( 출처: 요약서 2p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
For the achievement of goals in research and development, PureSphere that is catalytic company for air pollution abatement and Krict that has various technology of catalyst are participated in this research. And by the development of high thermal resistance catalyst and energy recovery

Ⅳ. Results
For the achievement of goals in research and development, PureSphere that is catalytic company for air pollution abatement and Krict that has various technology of catalyst are participated in this research. And by the development of high thermal resistance catalyst and energy recovery technology, they make the most efforts and actively participate in the research. For completion of technical development, cooperative study between industry and research institution has been effectively performed, and Kicet technologies is committed to carry out basic experiment and manufacturing technique of ceramic study.

○ Development of high efficiency RCO for system with high temperature catalyst(VOCs removal efficiency over 98%)
High removal efficiency around 98.7% of RCO system VOCs was shown by using high heat resistant and high efficient catalyst.

○ Development of a self bake-out of RCO system (heat recovery rate 95% or more)
As a result of self bake-out experiment by changing the number of revolutions of the rotary rotor, the effect of cleaning the accumulated cyclohexanone can be seen when the exit temperature is maintained at a temperature of 155 ℃ or more, which is the boiling point of cyclohexanone.

○ Development of a high thermal efficiency RCO system with sensible heat recovery type (heat recovery rate 95% or more)
To evaluate the heat recovery rate of 60CMM RCO system, the heat recovery rate of the system was evaluated for 12 hours. Experiments were carried out by changing the combustion chamber temperature, and the removal efficiency was 97.43% when the combustion chamber temperature was 450 ℃.

○ Development of RCO system for low-pressure loss heat storage material of honeycomb type.
In order to solve the low heat capacity and thermal conductivity of commercial cordierite and alumina porcelain, a heat storage material was prepared by using silicon carbide material. Most of the honeycomb heat storage materials using silicon carbide have high acid resistance and the required properties of high heat capacity and thermal conductivity.

○ Development of RCO system for application of foam-type large area heat storage material
In order to increase the mechanical strength and other properties of the large area SiC foams, the drying, curing and heat treatment processes were carried out using a vacuum multi-coating technique, and a high strength SiC foam having a heat transfer area of 3,600 m²/m³ was produced.

○ Developed RCO hybrid system with high efficiency heat exchanger (heat utilization rate over 90%)
The RCO system minimizes the energy consumption to maintain the process temperature by realizing the high heat exchange rate by changing the flow direction of odor and VOCs containing air at regular time by using the heat storage material and heat exchanger. The efficiency of 90% heat recovery rate was obtained.

( 출처: SUMMARY 16p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 12
• 목차 ... 18
• 표목차 ... 20
• 그림목차 ... 23
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 29
• 1-1. 연구개발 목적 ... 31
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 35
• 1-3. 연구개발 범위 ... 37
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 39
• 2-1 해외 기술개발 동향 ... 41
• 2-2 국내 기술개발 동향 ... 44
• 3. 연구수행내용 및 결과 ... 47
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 49
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 51
• 가. 현장 적용 장소 선정 및 특성 평가 ... 51
• 나. 고효율 RCO시스템 설계·제작 ... 54
• 다. Self bake-out 시스템 개발 ... 113
• 라. 현열회수형 RCO 시스템 기술 개발 ... 119
• 마. 고효율 축열재 설계 및 제조기술 확보 ... 130
• 바. 대면적 축열재 적용 RCO 시스템 개발 (위탁기관) ... 144
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 175
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 181
• 4-1. 목표달성도 ... 183
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 187
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 189
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 195
• 6-1. R&D 전략특허검색 및 특허출원동향 ... 199
• 6-2. R&D 추진전략 및 IP 창출전략 ... 200
• 6-3. IP Risk 대응전략 ... 201
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 203
• 8. NTIS에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 207
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 211
• 9-1. 안전 조치 이행 ... 213
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 215
• 11. 기타사항 ... 219
• 12. 참고문헌 ... 223
• 13. 부록 ... 228
• 끝페이지 ... 236