A Study on the Removal of Aromatic Compounds from Soil and Zeolite Using Supercritical Carbon Dioxide

초임계 이산화탄소를 이용한 토양과 제올라이트중의 방향족 화합물 제거에 관한 연구

We performed removal of aromatic compounds, benzene and toluene, from soil and zeolite using supercritical carbon dioxide. Extraction was performed at $50^{\circ}C$ and 27.7 MPa with changing the extent of pollutant concentration and the results were compared and analyzed. Experiments were carried out using flow method and high pressure extractor of 1.27 cm in diameter and 25cm in length was used. The pollutants were sampled every ten minutes and their concentrations were analyzed with GC/FID. As a result, highly contaminated sample followed solubility/elution model and slightly contaminated sample followed desorption/kinetics model. At the same condition benzene was extracted faster than toluene. In the case of zeolite, more time is required to extract pollutants than soil. This phenomena was due to high adsorption capacity of zeolite. In the case of highly contaminated soil, we could correlate experimental data using simple Brady's fixed bed extractor model. But in the case of slightly contaminated soil, that was governed with desorption/kinetics model, there was some errors.

본 연구에서는 방향족 화합물인 벤젠과 톨루엔을 모래와 제울라이트에 오염시킨 후 초임계 이산화탄소로 오염 물질을 제거하는 실험을 수행하였다. 온도는$50^{\circ}C$, 압력은 27.7 MPa에서 추출을 수행하였으며 오염 정도를 달리하여 결과를 분석 비교하였다. 실험 장치로는 지름 1.27cm, 길이 25 cm의 고압 추출기를 장착하여 흐름법으로 실험하였으며 10분 간격으로 추출된 시료를 취하여 추출된 방향족 화합물의 농도를 CG로 분석하였다. 실험 결과 고농도로 오염시켰을 때에는 용해도 모델을, 저농도로 오염시켰을 때에는 탈착 모델을 따라감을 알 수 있었고 동일조건하에서는 벤젠이 톨루엔보다 추출 효율이 높았다. 제올라이트를 모체로 한 경우가 모래를 사용한 경우보다 추출시간이 오래 소요되었고 이는 흡착력차이에 의한 결과로 해석된다. 간단한 Brady의 고정산 추출기 모렐링을 이용하면 용해도 모델을 따르는 경우에는 비교적 실험 결과를 잘 모사할 수 있었으나 탈착 모델의 지배를 받는 영역에서는 많은 오차를 수반하는 결과를 얻었다.