| 초록 |
일반적으로 소각로 등에서 발생한 유해가스 및 분진을 처리할 경우에 SO2를 제거하기위해서는 건식 및 반건식 탈황공정을 설치하게 되며, 전기 집진기나 여과포를 이용하여 분진을 제거한 후에 SCR 또는 SNCR공정을 이용하여 NOx를 제거하게 된다. 최근에는 한공정에서 SO2, NOx를 동시에 제거하기 위해 알카리계의 흡수제에 Activated Carbon을 첨가하여 제거하는 실험이 진행되고 있다. 최근에 정부에서는 대기중의 광화학옥시던트(oxidant)를 억제하기 위해 휘발성유기화합물(volatile organic compound, 이하 VOC)의 배출을 규제하기 위한 대기환경보전법을 제정하여 1999년 부터 시행하기로 계획하고 있기 때문에 국내에서도 이와 관련된 연구가 매우다양한 방법을 이용하여 진행되고 있으며, 활성탄(activated carbon, 이하 AC)의 흡착성능을 이용하여 VOC를 제거하는 연구는 다른 방법에 비해 장치가 간단하고 저농도의 VOC를효과적으로 제거할 수 있다는 장점으로 인해 많은 관심을 갖고 있다. 활성탄은 그 내부에 큰 표면적을 가진 미세한 구멍이 있는 탄소로서 미세기공의 총 유효표면적은 약 1200(㎡/g 활성탄) 정도에 달하며, 이 기공표면에 VOC성분이 흡착된다. 흡착이 일어나면 가스속에 기체로 존재하고 있던 용제나 VOC 성분은 액체로 되어 기공으로 들어가며 기공율만큼 VOC 성분을 흡착할 수 있다. 활성탄 흡착은 농도나 분압이 증가할수록흡착능이 증가하고, 온도가 증가할수록 감소한다. 또한 분자량이나 비점이 큰 물질이 흡착이많이되며 다성분계인 경우는 각 성분들이 경쟁적으로 흡착하려고 하기 때문에 단일성분에비해 흡착성능을 감소시킬 수 있다.[1] 특히 저농도, 저분자량의 물질인 경우 상대습도가 50%이상이면 흡착성능을 감소시킬 수 있다.[1,2] Chang등[3]은 AC을 이용하여 여러 VOC의 흡착실험을 수행하였으며, 분자량과 비점이 높은 것은 낮은 물질에 비해 높은 흡착성능이 있음을 보여주었다. 그러나 Hu등[4]에 의하면 KOH로 AC를 화학적처리를 하여 화학흡착 성능을 향상시켰을 경우에는 이와 반대되는 경향을 보여주었다. AC의 흡착성능에 영향을 주는 변수중의 하나는 습도(humidity)로서Noll 등[1,2]에 의하면 톨루엔(toluene)과 Trichloroethylene을 기상 흡착시켰을 경우에 상대습도가 50% 이상이면 흡착성능이 저하됨을 보였다. 본 연구에서는 소각로나 산업체에서 발생되는 SOx등의 산성가스 뿐만 아니라 VOC의동시제거를 위한 복합흡수제개발의 기초연구로서, VOC의 대표적인 화합물인BTX(Benzene, Toluene, m-Xylene) 혼합물을 기상에서 활성탄에 의한 흡착실험을 수행하였다. 본 실험에 사용한 활성탄은 삼천리산업에서 제조한 것으로서 코코낱껍질을 환원분위기에서 650℃로 탄화하여 850℃에서 활성화한 것이다. 활성탄의 흡착성능은 동일한 조건에서 온도가 낮을수록 증가하였으며, 분자량이 큰 m-Xylene>Toluene>Benzene 순으로 나타났다.
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