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본 연구에서는 주요한 휘발성 유기화합물의 발생원인 도장공장 중에서 중소규모의 공장에 적용 가능한 저온 vacuum swing adsorption (VSA) 기술에 대하여 연구하였다. 저온 VSA 기술이란 기존의 thermal swing adsorption (TSA)의 단점을 보완하기 위하여 저온($60{\sim}90^{\circ}C$)에서 감압하여 흡착질을 탈착하는 방식이다. 국내에서 시판되고 있는 상용 활성탄을 이용하여 대표적인 VOCs인 톨루엔의 흡 탈착 특성을 랩(Lab)규모로 실험하였으며, 이를 바탕으로 $30m^3min^{-1}$ 규모의 VSA 시스템을 설계하여 실제 도장 공장에 적용하여 VSA 시스템의 현장적용 가능성에 대하여 평가하였다. 랩 규모 실험 결과, 2 mm 펠렛형 활성탄은 4 mm 펠렛형 활성탄보다 높은 톨루엔 흡착능을 나타내었으며, 이에 파일럿 규모의 VSA의 충진 활성탄으로 사용되었다. 탈착 실험에서는 $80{\sim}90^{\circ}C$의 온도와 100 torr의 압력이 최적 조건으로 결정되었다. 랩 규모 실험 결과를 바탕으로 파일럿 규모 VSA 시스템을 설계하였으며 실제 도장 공장에 현장 적용하여 95회 흡 탈착 실험을 반복 수행하였다. 수행 결과, 연속 흡 탈착 반복실험 후, 도정공장에서 배출된 VOCs를 98% 이상 효과적으로 제거 가능함을 확인하였으며 VSA 시스템의 안정적인 현장 적용이 가능함을 검증하였다.
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참고문헌 (15)
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정성철 / 2012 / 휘발성 유기화합물(VOCs) 제거를 위한 저온금속촉매 실용화에 관한 연구 / 대한환경공학회지 34(6):397~405
A. Anfruns / 2011 / Removal of odourous VOCs using sludge-based adsorbents / Chem. Eng. J 166:1022~1031
S. W. Baek / 2004 / Design of dual functional adsorbent/catalyst system for the control of VOC’s by using metal-loaded hydrophobic Y-zeolites / Catal. Today 93-95:575~581
K. J. Kim / 2012 / The effect of pore structure of zeolite on the adsorption of VOCs and their desorption properties by microwave heating / Microporous Mesoporous Mater 152:78~83
H. Zaitan / 2013 / Evaluation of the potential of volatile organic compound (di-methylbenzene) removal using adsorption on natural minerals compared to commercial oxides / J. Hazard. Mater 262:365~376
A. Anfruns / 2011 / Removal of odourous VOCs using sludge-based adsorbents / Chem. Eng. J 166:1022~1031
S. W. Baek / 2004 / Design of dual functional adsorbent/catalyst system for the control of VOC’s by using metal-loaded hydrophobic Y-zeolites / Catal. Today 93-95:575~581
K. J. Kim / 2012 / The effect of pore structure of zeolite on the adsorption of VOCs and their desorption properties by microwave heating / Microporous Mesoporous Mater 152:78~83
H. Zaitan / 2013 / Evaluation of the potential of volatile organic compound (di-methylbenzene) removal using adsorption on natural minerals compared to commercial oxides / J. Hazard. Mater 262:365~376
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