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핵심기술
직화구이 음식점 배기가스 처리 대상 고주파 유전체 습식 플라즈마 전기 집진기(소형 전원 공급장치, 전극, 후처리 촉매장치, 모니터링 포함)를 적용한 유증기, 초미세입자 및 복합악취 제거기술

최종목표
□ 유증기 및 초미세 입자 제거를 위한 고효율 보급형 처리시스템 개발
(처리규모 : 100 m², 처리용량 : 50 m³/min)
- 고주파 유전체 방식 습식 전기집진 모듈 개발
- 모니터링 시스템 개발 및 실증평가 프로토콜 개발
- 금속산화물

핵심기술
직화구이 음식점 배기가스 처리 대상 고주파 유전체 습식 플라즈마 전기 집진기(소형 전원 공급장치, 전극, 후처리 촉매장치, 모니터링 포함)를 적용한 유증기, 초미세입자 및 복합악취 제거기술

최종목표
□ 유증기 및 초미세 입자 제거를 위한 고효율 보급형 처리시스템 개발
(처리규모 : 100 m², 처리용량 : 50 m³/min)
- 고주파 유전체 방식 습식 전기집진 모듈 개발
- 모니터링 시스템 개발 및 실증평가 프로토콜 개발
- 금속산화물 나노촉매 기반 성형촉매 모듈 개발

개발내용 및 결과
□ 본 기술은 유증기, 초미세입자 및 수용성 악취유발 물질을 제거하기 위해 정전력(精電力)을 이용하여 분진 및 미스트 등의 입자들을 코로나 방전에 의해 하전시켜, 전계에 의해서 집진전극 표면으로 이동 포집하는 장치임.
□ 고안정성 고주파 전원공급장치 적용으로 소음이 없어 실내 설치뿐만 아니라, 소형 시스템화가 가능함.
□ 습식 플라즈마 집진장치 후단에 적용 가능한 저온 촉매시스템을 설계하여 복합악취 및 아세트알데히드 배출량을 대폭 감소시킴.
□ 본 개발시스템을 적용하여 최종 성능지표별 달성 결과는 아래와 같음.
- 초미세입자 제거효율 : 99%
- 초미세먼지 배출농도 : 6.8 ㎍/㎥
- 복합악취 제거효율 : 93.1%
- 아세트알데히드 배출농도 : 6 ppb
- 전원 공급장치 주파수 : 20 kHz
- 자동 제어 관리시스템 연속운전 : 90일

기술개발 배경
□ 국내 환경법에서는 복합악취 및 암모니아, 메틸메르캅탄, 알데히드류 등 총 22종의 화합물질을 지정 악취물질로 규제하고, 각각의 배출허용농도 기준을 제정하고 있음.
□ 악취는 감각공해이기 때문에 허용치 이하로 배출하는 사업장에서도 악취를 인지하는 주관적인 개인차로 인해 발생되는 민원이 잦으며, 음식점 및 하수관 등의 생활악취 민원은 매년 증가추세임. 특히 서울시의 경우 악취 민원 중 85.2%는 비규제 대상의 사업장이며, 그 중 음식점이 약 40%를 차지하고 있어 이를 효과적으로 대응할 수 있는 기술이 필요함.
□ 최근 환경부는 직화구이 음식점을 미세먼지 배출 생활오염원으로 보고 향후 규제안 및 효율적 관리 방법을 모색하고 있으며, 이를 위한 기술개발이 필요함.
□ 기존 대부분의 전기집진기는 60 Hz(또는 50 Hz)의 주파수의 전원을 이용하여 사용을 하고 있어서 운전시 고전압의 방전시 주파수의 특성상 지속적인 소음이 발생하여 건물외부 또는 사람이 없는 장소에 설치를 해야 함.
□ 주파수를 높이면 전기적 효율이 높아지고, 18 kHz 이상이면, 가청주파수를 지나서 소리를 들을 수 없는 장점이 있으나, 고주파 전원의 가격이 매우 비싸고, 전기집진기의 전원으로 국내에서 개발된 경우는 거의 없는 실정임.
□ 최근 국내 업체에서 중주파수(180 Hz)의 전원을 개발하여 전기집진기에 적용을 하기 시작하였으나, 습식전기집진기에는 아직 적용을 한 경우는 거의 없음.

핵심개발 기술의 의의
□ 대부분의 전기집진기는 60 Hz 수준의 전원을 사용하여 운전시 지속적 소음이 발생하나, 본 연구에서는 가청주파수 이상의 고주파수(20 kHz) 전원을 개발하여 적용하는 신규 개발내용임.
□ 국내 개발기술이며, 향후 직화구이 음식점을 대상으로 의무 처리시설 설치를 규제하고 있는 미국이나 일본, 중국 등에 제품 또는 기술의 수출이 가능함.

적용 분야
□ 전기집진장치의 핵심부품인 전원장치에 대하여 용량별 국산화를 이루어 가격경쟁력 제고를 통해 용량별/기능별 다양한 제품의 제작/판매가 가능
□ 핵심부품의 국산화 확대 및 대량생산 체제 확립으로 수익률을 제고하여 습식전기집진 기반의 대기오염방지 설비의 시장점유율 확대
□ 대기오염 문제가 심각한 중국시장을 대상으로 보급형 중소용량 환경설비에 대한 수요가 증가하고 있기 때문에 이에 대한 적극적인 대응이 가능함

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 13
• 그림목차 ... 14
• 표목차 ... 16
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 과제의 개요 ... 17
• 1. 직화구이 음식점의 생활악취 발생 및 처리 현황 ... 17
• 2. 고주파 펄스 유전체 방식의 습식 전기집진 기술 개발 ... 19
• 3. 복합악취 및 VOC 제거용 후처리 촉매시스템 개발 ... 23
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 24
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 24
• 1. 최종목표 ... 24
• 2. 정량적 목표 항목별 평가 방법 ... 25
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 27
• 1. 1차년도 ... 27
• 2. 2차년도 ... 27
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 29
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 29
• 제 3 장 연구개발 결과 ... 30
• 제 1 절 최종 연구개발 결과 ... 30
• 1. 소용량 습식전기집진장치 개발 ... 30
• 2. 대용량 습식전기집진장치 개발 ... 36
• 3. Lab scale 직화구이 운전 및 평가 프로토콜 개발 ... 47
• 4. 악취물질 및 잔류 오존 제거를 위한 촉매 개발 ... 52
• 5. Pilot scale 직화구이 운전 특성 평가 ... 65
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 77
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 77
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 78
• 제 4 장 사업화 계획 ... 79
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 79
• 제 2 절 사업화 계획 ... 80
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 81
• 끝페이지 ... 82