고농도의 오존발생에 영향을 주는 많은 변수들이 존재한다. 이러한 변수들은 오존발생장치 설계시 매우 중요한 요소가 되고 설계전에 반드시 고려되어야 할 것들이다. 오존발생장치 설계 후에도 고농도 오존발생에 크게 영향을 주는 주변변수들이 있다. 본 연구에서는 오존발생에 영향을 주는 많은 주변변수들중에서 입력산소가스의 유량과 여기에 첨가되는 첨가가스가 고농도의 오존발생에 미치는 영향을 조사하였다. 결과적으로, 입력산소가스의 유량을0.75[LPM]~2.00[LPM]으로 변화시키면서 오존농도를 측정한 결과 1.25[LPM]에서 71145[ppm]의 최대오존발생량을 보여주었다. 입력산소가스에 첨가되는 질소가스의 유량을 0.0[vol%]~6.4[vol%]으로 변화시켜가면서 발생되는 오존농도를 측정한 결과 첨가되는 질소가스량이 0.8[vol%]인 경우 최대 73135[ppm]의 오존을 얻을 수 있었다. 이것은 순수산소만을 입력가스로 사용했을 때보다 최대오존발생량이 3[%]가량 증가한 결과이다. 입력산소가스에 첨가되는 아르곤가스의 유량을 0.0[vol%]~6.4[vol%]으로 변화시켜가면서 발생되는 오존농도를 측정한 결과 첨가되는 아르곤가스량이 0.8[vol%]인 경우 최대 67288[ppm]의 오존을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 Air 및 Oxygen을 원료가스 사용하여 원통형 오존발생기의 오존생성농도를 측정하여 오존발생량 및 오존생성 수율을 계산하였다. 오존발생기에서 발생된 오존을 오존접촉조내의 원수 30[L]에 기상 오존주입량 3[g/$m^3$]를 투입하여 오존접촉 시간의 변화에 따른 오존접촉 실험 6일 후의 녹조 특성을 조사하였다. 오존생성특성 결과 원료가스가 Air인 경우, 최대오존생성 농도는 유량 1.0[$\ell$/min] 에서 5.5[g/$m^3$], 최대오존발생량은 유량 5.0[$\ell$/min] 에서 1.0[g/h]를 얻을 수 있었고, 원료가스가 Oxygen인 경우, 최대오존생성농도는 유량 1.0[$\ell$/min] 에서 51.5[g/$m^3$], 최대오존발생량은 유량 4.0[$\ell$/min] 에서 4.5[g/h]를 얻을 수 있었다. 오존접촉 실험 6일 후에서 원수와 오존접촉시간 1분에서 녹조 현상을 관찰할 수 있었고 나머지 오존접촉시간에 따른 오존 처리 수에서는 녹조 생성을 관찰할 수 없었다.
오존가스의 젖소 유방염에 대한 치료효과를 구명할 목적으로 본 실험을 수행하였다. 만성유방염에 이환된 비유우 18분방을 대상으로 하였다 실험분방은 대조군(항생제 투여군: norfloxacin 10g/tube, 2회/일, 3일간: 5분방), 실험군 I (오존가스 0.1 ppm, 250m1, 2회/일, 7일간: 5분방) 및 실험군 II(오존가스 1 ppm, 50m1, 2회/일, 3일간: 8분방)로 각각 나누어 공시하였다. 우유 중 체세포수, 혈액충 백혈구수, 호중구수, 림프구수, 호중구/림프구(N/L)비 및 혈청 단백량의 변화를 처치 전 및 처치 후 7일에 각각 비교 검토하였다. 그 결과, 실험군 1에서는 오존가스 주입 후 7일에 주입 전에 비하여 우유 중 체세포수가 감소하였으나 대조군 보다 높은 수치를 나타내었다. 실험군 II에서는 오존가스 주입 후 7일에 주입 전에 비하여 현저한 감소소견을 나타내었으며(p<0.05), 대조군 보다 낮은 수치를 나타내었다. 그러나 대조군 및 실험군 간의 유의성은 인정되지 않았다 또한 말초혈액 백혈구수, 호중구수, 림프구수, N/L비 및 혈청 단백량의 변화에서는 대조군 및 실험군에 있어서 각각 유의한 변화를 나타내지 않았다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 오존가스는 젖소 유방염의 치료에 유효할 것으로 판단된다.
대기환경오염물질인 NO가스의 제거를 위하여 방전관을 채용한 3전극-2갭 방식의 새로운 형태의 오존발생기를 설계 제작하였다. 본 논문에서는 원료가스의 유량, 방전전력 및 오존발생기의 사용 개수 변화에 따른 방전특성과 오존생성특성을 연구검토하였으며, 오존발생기로부터 생성된 오존을 NO가스에 접촉시켰을 때 NO 제거특성이 우수하여 방전관형 오존발생기가 대기환경개선 설비로 적용가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 탈색, 탈취 및 상 하수 정수처리에 많이 이용되고 있는 오존의 효과적인 발생을 위하여 세라믹을 이용하여 유전체 장벽 방전에 의한 오존생성특성을 연구하였다. 세라믹과 전극으로 구성된 전극 수와 오존생성을 위한 반응가스인 Air와 Oxygen의 투입량 변화에 따른 오존생성농도, 오존발생량 및 오존생성수율 특성을 분석하였다. 그 결과, 세라믹과 전극으로 구성된 전극 수가 많을수록 오존생성특성은 증가하였고, 원료가스를 Air와 Oxygen으로 사용한 경우 Oxygen을 원료가스로 사용했을 때 전극 수 5 및 10개에서 모두 오존생성특성이 우수하게 나타났으며, 그 결과 전극 수가 5개인 경우, 오존생성농도는 약 4.2배, 오존발생량은 2.5배, 오존생성수율은 2.5배 증가하였으며, 전극 수가 10개인 경우, 오존생성농도는 약 5.1배, 오존발생량은 3.8배, 오존생성수율은 3.4배 증가하였다.
본 연구에서는 공업용으로 널리 사용되고 있는 오존발생법의 하나인 무성방전법을 응용한 고주파 전원인가에 의한 오존발생기를 설계·제작하여 오존생성의 중요한 인자중 하나인 원료가스의 온도변화에 따른 오존생성특성을 연구하였다. 또한, 원료가스의 온도의 변화에 따른 오존생성농도, 오존생성수율 및 오존발생량 상승효과에 관한 연구를 수행하였다.
오존 접촉 반응기에서 용존 오존 농도 및 페놀 제거에 미치는 운전변수의 영향에 대해 실험실 규모 실험을 수행하였다. 반응기로 가스상 오존이 공급되고 일정한 시간이 경과한 후에 용존 오존 농도는 포화 농도에 도달하였으며 포화 농도의 크기는 운전 변수에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 수용액내의 오존은 높은 pH 조건에서 불안정하므로 용존 오존 농도는 용액의 초기 pH값이 증가함에 따라 감소하였다. 일정한 유량의 기체가 반응기로 공급되는 조건에서 가스상 오존 농도의 크기는 용존 오존의 포화농도에 중요한 영향을 미치며 일정한 농도의 가스상 오존이 공급될 때 가스 유량은 용존 오존이 포화되는 속도에 영향을 주는 것으로 관찰되었다. 페놀 제거에 미치는 운전변수의 영향은 각 운전변수가 용존 오존 농도에 미치는 영향과 밀접하게 관련되어 있는 것으로 나타났다. 용존 오존은 높은 pH 조건에서 빠르게 분해되어 페놀과의 반응성이 높은 자유라디칼을 생성시키므로 pH가 증가함에 따라 페놀 제거가 향상되었다. 동일한 pH 조건에서 가스상 오존 농도 및 가스 공급량의 증가는 용존 오존을 증가시킴으로써 페놀 분해를 증진시키는 것으로 나타났다. 메탄올의 주입은 OH 라디칼을 소비시켜 페놀 분해를 방해하는 것으로 관찰되었다.
대기환경오염물질인 NO가스의 제거를 위하여 방전관을 채용한 3전극-2갭 방식의 새로운 형태의 오존발생기를 설계 제작하였다. 본 논문에서는 원료가스의 유량, 방전전력 및 오존발생기의 사용 개수 변화에 따른 방전특성과 오존생성특성을 연구 검토하였으며, 오존발생기로부터 생성된 오존을 NO가스에 접촉시켰을 때 NO 제거특성이 우수하여 방전관형 오존발생기가 대기환경개선 설비로 적용 가능함을 확인하였다.
금속 산화물 박막 제작에 유효한 산화가스로 오존가스를 채택했다. 고품질의 산화 박막을 얻기 위해 고농도 오존이 필요하여 오존 농축 시스템을 구축 및 평가하였다. 이 장치는 실리카겔로 오존의 선택 흡착을 이용해, 농축 공정 시작 후 유입 농도 8.5 mol%가 검출되는 2.5 h에서 농축이 완료되고, 진공 배기로 고농도 오존가스를 생성하였으며, 성막 장치까지 가스가 공급되는 몇 분 동안은 자연분해 효과를 무시할 수 있었다.
본 논문에서는 대기오염물질인 Nitrogen Oxides(NO) 가스를 제거하기 위하여 3개의 전극이 장착된 하나의 방전 공간에 무성방전과 연면방전을 동시에 발생가능한 복합방전형 오존발생기를 설계 제작하였다. 전압인가 방식에 따라 3가지 형태의 오존발생기로 구성가능한 복합방전형 오존발생기에 유입하는 산소원료가스의 유량, 방전전력 및 오존발생기의 종류에 따른 방전 및 오존생성특성을 연구 검토한 결과, 8334[ppm] 및 3249[mg/h]의 오존을 얻을 수 있었다. 또한 NO(1200[ppm])/$N_2$ 가스의 입력방식에 따른 NO 가스 제거특성을 방전전력 및 오존발생기의 종류에 따라 연구 검토한 결과, 최대 100[%]의 제거율을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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