• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.160-167
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• 2021

본 연구에서는 시화반월산업단지에서 보편적으로 사용하고 있는 일반형 활성탄흡착탑과 활성탄 공동재생시스템 적용을 위해 개발된 카트리지형 활성탄흡착탑으로 개선하여 얻게 되는 환경적 효과분석을 고찰하였다. 일반형 활성탄흡착탑 4개소와 카트리지형 활성탄흡착탑 2개소를 선정하여 사용하고 있는 활성탄의 물성특성을 분석하고 환경오염물질의 저감효율을 비교 분석하였다. 그 결과, 카트리지형 활성탄 흡착탑에 사용되는 활성탄은 요오드흡착력 800 mg g^-1 이상의 양질의 활성탄으로 확인되었으며 교체주기내에서 양호한 수준으로 활성탄 흡착성능이 유지되는 것으로 확인되었다. 환경오염물질 저검효율 분석결과 카트리지형 활성탄 흡착탑의 경우 THC (Total Hydrocarbon), toluene 및 MEK (Methylethylketone) 성분의 처리효율이 각각 71%, 77% 및 80%로 좋은 처리효율을 보인 것으로 확인되었다. 일반형 활성탄 흡착탑은 처리효율이 매우 낮아 배출오염물질을 처리하는 방지시설로서의 역할을 제대로 하지 못하고 있었다. 일반형 활성탄 흡착탑을 카트리지형 활성탄 흡착탑으로 개선하여 운영 시 배출오염물질을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.397-402
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• 1998

염소가스의 활성탄 흡착성능을 흡착평형과 flow system 두 단계의 흡착실험을 통하여 측정하였다. 활성탄은 surface area와 pore size distribution이 구별되는 세가지 이상의 시료를 선정하였고 활성탄의 표면특성에 따른 염소가스의 흡착관계를 검토하였다. Flow system에서는 염소가스를 500ppm의 농도(v/v in helium) 를 가지는 염소가스를 선택하였고 GC로 흡착경향을 분석하였다. 주어진 흡착탑(long bed)에서 흡착용량의 증가변화에 대한 흡착속도의 감소변화의 추이를 관찰하였으며 이로부터 염소가스 단일성분의 활성탄 흡착탑에 대한 흡착모델의 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.5-8
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• 2006

수소 station에서 수소분리정제를 위한 compact형 PSA 공정 설계를 위하여 활성탄으로 충진된 dual bed의 흡착동특성을 연구하였다. 기존 PSA 공정의 흡착탑이 차지하는 시스템의 공간을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣어 흡착탑이 차지하는 공간을 최소화하고, 흡착탑 간의 열교환을 효과적으로 할 수 있도록 고안하였다. 수소 혼합물에 대한 dual bed에서의 흡착, 탈착 실험 실시하였으며, 시간에 따른 농도와 온도의 변화를 측정하였다. 수소 혼합물로는 $H_2/CO/CH_4/CO_2$ (69:2:3:26vol.%)를 사용하였으며, 흡착유량은 7LPM, 흡착압력은 9atm 조건에서 운전하였다. Inner bed와 outer bed의 수소 농도 파과곡선의 형태에 있어 차이를 보였으며, 이는 각 탑에서 열교환 효과로 인한 내부 온도 차이에 기인하여 발생하였다.

• 신재생에너지
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• 제2권2호
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• pp.60-68
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• 2006

소수 station의 수소분리정제를 위한 compact형 PSA 공정을 연구하였다. 기존 PSA 공정의 흡착탑이 차지하는 시스템의 공간을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣어 흡착탑이 차지하는 공간을 최소화하였으며, 흡착탑 간의 열교환이 효과적으로 일어나도록 설계하였다. 수소 혼합물에 대한 활성탄으로 충진된 dual bed에서의 수소 혼합물에 대한 흡/탈착 동특성 실험을 실시하였으며, 시간에 따른 농도와 온도의 변화를 측정하였다. 수소 혼합물로는 $H_2/CO/CH_4/CO_2$ (69:2:3:26 vol.%) 를 사용하였으며, 흡착유량은 7LPM, 흡착압력은 9atm 조건에서 운전하였다. Inner bed와 outer bed의 성능은 각각의 열전달 특성의 차이로 인하여 다르게 나타났으나, 단일탑의 동특성보다는 우수한 성능을 보이고 있었다. 따라서 개발된 dual bed는 적은 부지를 차지하면서도, 보다 우수한 수소 분리 성능을 보일 수 있는 PSA 공정에 응용될 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.527-534
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• 2012

FCC 연료가스로부터 에틸렌 회수를 위한 흡착공정을 개발을 위하여 활성탄(AC)과 탄소분자체(CMS)로 충진된 흡착탑의 흡착 동특성을 비교하였다. FCC 연료가스로는 6성분($CH_4/C_2H_4/C_2H_6/C_3H_6/N_2/H_2$,32:15:14:2:12:25 vol.%) 혼합가스를 이용하였으며, 흡착탑의 흡착 및 탈착파과 실험을 실시하였다. 활성탄 흡착탑의 경우 파과는 $H_2$ < $N_2$ < $CH_4$ < $C_2H_4$ < $C_2H_6$ 순서로 나왔으며, CMS 흡착탑의 경우는 $H_2$< $CH_4$ < $N_2$ < $C_2H_6$ < $C_2H_4$ 순서를 보였다. CMS 흡착탑은 활성탄 흡착탑보다 성능이 나쁘나, 속도분리의 특성으로 $CH_4$와 $N_2$뿐만 아니라 활성탄에서 제거하기 어려운 $C_2H_6$ 이상의 성분들을 흡착단계에서 제거할 수 있다. 흡착탑의 재생은 감압과정만으로는 두 흡착제 충진탑에서 충분히 재생되기 어려우며, 진공재생이 필요하다. 따라서 CMS를 이용하는 흡착공정은 전처리 공정으로 설계하고, 활성탄을 이용하는 흡착공정을 주요 분리기로 설계하는 압력진공순환식 흡착공정(PVSA)이 에틸렌 회수에 제안될 수 있다.

• 청정기술
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• 제10권3호
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• pp.159-168
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• 2004

벤젠에 대한 흡착실험이 활성탄과 제올라이트 13X 흡착제에 대하여 수행되었다. 단일 흡착탑과 두 흡착제로 충진된 이중 흡착탑에서 동적흡착특성이 조사되었다. 원료의 유량은 파과시간에 큰 영향을 주지 않았다. 활성탄에 대한 벤젠의 비흡착량이 제올라이트 13X보다 큰 반면, 제올라이트 13X의 밀도가 더 크게 때문에 흡착탑 부피당 흡착량은 제올라이트 13X가 더 컸다. 이중흡착제로 충진된 흡착탑에 대한 동적실험에서 물질전달영역의 길이가 원료의 흐름방향에 따라 달라졌다. 원료 주입구에 활성탄이 충진되고 탑의 출구에 제올라이트 13X가 충진될 때 파과시간은 더 길고 파과곡선은 더 날카롭게 얻어졌다. 또한 두 흡착제의 충진비율에 따라서 파과시간과 파과곡선의 기울기가 영향을 받았다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1861-1867
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• 2000

활성탄 흡착법은 유해 유기화합물질을 처리하기 위한 최적기법이다. 강화되어 가는 각종 환경 기준을 만족시키고, 활성탄처리 비용절감을 위하여 RSTA의 최적화를 연구하였다. 실린더형 흡착탑과 RSTA의 비교실험에서는 동일 조건하에서 RSTA의 파과시간이 증가하였다. RSTA의 최적화를 위한 실험에서 최척 선속도는 19.10cm/min였으며, 최적각은 압력강하 실험과 최적 각도 결정 실험을 통해서 RSTA($3.0^{\circ}$)인 것으로 나타났다. 그리고 활성탄 주입량과 충전층수가 많을수록 흡착효율은 증가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.152.1-152.1
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• 2010

매립지에서 유기물의 분해로 발생되는 매립가스는 악취 등으로 인한 대기오염뿐만 아니라 온난화지수가 21인 메탄이 약 50vol% 이상 포함되어 있어 지구온난화에 큰 영향을 미친다. 하지만 매립가스를 에너지원으로 활용하면 대기오염저감, 지구온난화 감소, 대체에너지원 확보뿐만 아니라 CDM사업 등과 연계하여 부가수익창출이 가능하다. 현재 국내에는 약 242개의 폐기물매립지가 있는데, 이중 매립가스를 활용하는 곳은 단지 14개소로 개별 경제성이 있는 대형매립지에서만 자원화시설을 설치하여 운영 중이며 그 외 매립지에서는 매립가스를 소각 또는 단순 대기 방출하여 대기오염유발과 동시에 대체에너지원 미활용으로 국가차원에서 큰 손실이므로 이를 활용할 수 있는 기술개발이 시급하다. 현재 매립가스 에너지화 기술로는 매립가스 열량에 따라 가스엔진, 가스터진, 증기터빈을 이용하는데 국내에서는 수분제거와 같은 간단한 처리 과정을 거친 후, 정제 없이 사용한다. 그런데 매립가스 구성 성분 중 일부 미량가스($H_2S$ 등)는 부식성이 높아 실제 공정에서 큰 문제점으로 작용하게 되므로 전처리공정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 매립가스를 중심적환장으로 이송하여 경제성을 가지는 에너지원으로 활용할 수 있는 기술개발을 목표로 하이드레이트 기술을 활용함에 있어 전처리 기초연구를 수행하였다. 매립가스 구성성분 중 대표적 악취물질인 메르캅탄과 부식성 물질인 황화수소의 전처리 기술로서 활성탄 흡착방법을 이용하여 외부에서 관찰이 가능하고 흡착탑을 2단으로 구성하여 활성탄 흡착탑을 제작하였다. 대상가스는 일반적으로 매립가스에 포함되어 있는 성분으로 제작하여 사용하였고 흡착탑 전 후 가스의 성분분석은 LMSxi를 이용하였다. 실험결과 활성탄의 상태, 접촉시간, 흡착탑의 구성에 따라 50~80%의 제거효율을 보였으며 이는 활성탄 흡착탑을 매립가스 에너지화의 전처리 시설로 사용될 경우 각각의 변수들에 대해 정확한 공정설계가 필요하다고 할 수 있다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.274-275
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• 2000

현재 우리 나라는 공단지역에서 발생하는 VOCs(휘발성 유기화합물) 및 악취의 처리에 대한 연구개발 및 기존기술이 매우 취약한 실정이며, 일부 화학공장에서는 축열식 연소장치나 촉매연소장치를 설치하여 운전하고 있지만, 유지비(보조연료비)가 많이 소요되어 제대로 가동하지 못하는 경우가 있다. 대부분 제조업체의 경우, 활성탄 흡착탑을 설치하여 운영하지만, 화학공장에서 발생하는 포름알데히드, 스티렌 등과 같은 일부 물질은 흡착탑 내부에 타-르 같은 물질이 침적하고, 활성탄에 의한 흡착율이 낮다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.447-448
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• 1999

현재 우리나라는 공단지역에서 발생하는 VOCs(휘발성 유기화합물) 및 악취의 처리에 대한 연구개발 및 기존기술이 매우 취약한 실정이며, 일부 화학공장에서는 축열식 연소장치나 촉매연소장치를 설치하여 운전하고 있지만, 유지비(보조연료비)가 많이 소요되어 제대로 가동하지 못하는 경우가 있다. 대부분 제조업체의 경우, 활성탄 흡착탑을 설치하여 운영하지만, 화학공장에서 발생하는 포름알데히드, 스티렌 등과 같은 일부 물질은 흡착탑 내부에 타-르 같은 물질이 침적하고, 활성탄에 의한 흡착율이 낮으며, 저농도에서도 악취가 발생하므로 이러한 저농도 VOCs 물질들의 처리에 Biofilter를 적용하여 처리가능성을 조사하였다.(중략)