2성분계 휘발성유기화합물의 동시 흡착특성

Simultaneous Adsorption Characteristics of Binary-Component Volatile Organic Compounds

본 연구는 활성탄으로 충전된 고정층 흡착탑에서 휘발성유기화합물(VOCs), 벤젠과 톨루엔의 흡착특성을 조사하였다. 흡착질인 benzene과 toluene의 흡착강도는 두 흡착질의 평형흡착능 차이에 의한 것이며, 흡착제와의 흡착강도가 비교적 작은 benzene이 non-key component로 작용하여 이성분에 대한 고정 흡착층의 파과특성에서 roll up 현상을 나타냈다. 또한 동일한 농도조건에서 이성분의 각 성분에 대한 파과곡선과 단일성분계에 대한 파과곡선의 특성을 비교해 보았을 때, key component인 toluene의 양론파과시간은 차이가 거의 없지만, non-key component 인 benzene의 양론파과시간은 단일성분에서의 200분에서 70분으로 상당히 일찍 나타났다. 이성분 흡착질의 파과특성에서 non-key component인 benzene의 roll up 현상의 정도는 혼합가스의 농도와 고정 흡착층의 형상비에 비례하며, 혼합가스 유속에 반비례함을 알 수 있었다. 특히, key component의 몰분율이 클수록 roll up 현상이 크게 나타남을 알 수 있었다.

The adsorption characteristics of binary-component Volatile Organic Compounds(VOCs) with benzene and toluene were studied in a fixed bed backed with activated carbon. The adsorption intensites of benzene and toluene resulted from equilibrium adsorption capacity led to roll up phenomenon in a fixed bed and behaved benzene as non-key component which meant the smaller affinity to the activated carbon of the two. From comparion with breakthrough curves between binary-component and single component systems at the same concentration conditions, the stoichiomertic breakthrough time of toluene in both systems had no difference, but that of benzene as non-key component had a tendency to shorten 130min than 200min of single component. In the breakthrough characteristics of binary-component adsorbates, the magnitude of roll-up of the non-key component increased with the increasing of non-key component ratio and aspect ratio(L/D) of fixed bed, while decreased with the increasing of interstitial velocity. Especially, the roll-up phenomenon was more conspicuous with the increasing of mole fraction of key component.