2007 년도환경기술개발사업에의하여완료한 세탁소발생 VOCs 처리를위한 전기가열식 3 Nm 3 /hr 규모처리장치개발 의최종보고서를첨부와같이제출합니 다. 첨부 : 1. 최종보고서 10부. 2. 자체평가의견서 ( 주관연구기관, 참여기업 ) 각 1부. 3. 연구성과활용계획서 1부. 4. 기술개발성과확약서 ( 참여기업대표 ) 1부. 2009 년 03 월 31 일 주관연구기관 : 한국에너지기술연구원 연구책임자 : 문승현 ( 인 ) 주관연구기관장 : 한문희 직인 환경부장관 귀하 1
편집순서 1. 표지 012-017 -150 최종보고서 ( 완결본 ) 012-071-050 5cm 주의 ( 편집순서 7) (15 포인트 HY 신명조체 ) 6cm 규모처리장치개발 환경부 세탁소발생 VOCs 처리를위한전기가열식 3cm 3 Nm 3 /hr 오존및스모그오염개선기술 (18 포인트 HY 중고딕체 ) 영문명 세탁소발생 VOCs 처리를위한전기가열식 3 Nm 3 /hr 규모처리장치개발 (17 포인트 HY 중고딕체 ) Development of 3 Nm 3 /hr scale electric heating system for the treatment of VOCs from laundry (15 포인트 HY 중고딕체 ) 한국에너지기술연구원 (17 포인트 HY 신명조체 ) 9cm 환경부 (17 포인트 HY 신명조체 ) 4cm 2
편집순서 6. 주의문 주 의 1. 이보고서는환경부에서시행한사업의차세대핵심환경기술 개발사업의연구보고서입니다. 2. 이보고서내용을발표할때에는반드시환경부에서시행한 차세대핵심환경기술개발사업의연구개발결과임을밝혀야 합니다. 3. 국가과학기술기밀유지에필요한내용은대외적으로발표 또는공개하여서는아니됩니다. 3
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세탁소발생 VOCs 처리를위한전기가열식 3 Nm 3 /hr 규모 처리장치개발 6
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회수공정 탈착효율 > 90% 처리공정처리효율 > 95% VOC 처리공정제작 실험공정운전 (3Nm 3 /hr) VOC 처리공정제어전체공정제어 운전 VOC 처리공정최적화에너지절감 > 15% 10
제출문 환경부장관귀하 본보고서를 세탁소발생 VOCs 처리를위한전기가열식 3 Nm 3 /hr 규모처리 장치개발 과제의최종보고서로제출합니다. 2009 년 3 월 31 일 주관연구기관명 : 한국에너지기술연구원 연구책임자연구원 : 문승현 : 김종기, 이형근, 현주수 : 이승재, 유인수, 이종진 : 이재근, 박민아, 박보령 : 박효남, 성열남, 천우선 : 최선녀 ( 세부 ) 위탁연구기관명 : ( 세부 ) 위탁연구책임자 : 1
편집순서 3. 보고서초록 사업명차세대핵심환경기술개발사업기술분류 ( 실용, 공공, 원천, 기획 ) 연구과제명 세탁소발생 VOCs 처리를위한전기가열식 3 Nm 3 /hr 규모 처리장치개발 최종성과품 3 Nm 3 /hr 규모의 VOC 흡착재생장치 기관 ( 기업 ) 명 한국에너지기술연구원설립일 1991 년 11 월 5 일 수행기관 ( 주관기관 ) 주소대전광역시유성구장동 71-2 대표자 ( 기관장 ) 한문희연락처 042-860-3000 홈페이지 http:www.kier.re.kr 팩스 042-860-3134 주관연구책임자문승현소속부서폐기물에너지센타 실무담당자 현주수 전화 E-mail 전화 E-mail 042-860-3221 shmoon@kier.re.kr 042-860-3451 hjs1261@kier.re.kr 연구과제개요 참여기업 총사업비 ( 천원 ) 민간부담금정부출연금합계현금현물 422,000 15,000 127,000 564,000 총연구기간 2007. 04. 01 ~ 2009. 03. 31 (2 년 ) 연구개발결과 최종목표 개발내용및결과 중소배출원 VOCs 처리를위한전기가열식처리장치개발 * VOCs 처리효율 > 90%, 처리용량 > 3 Nm3 /h * 기존기술대비에너지사용량 15% 이상절감 * 복합오염물 ( 세탁소등 ) 동시처리기능중소배출원 VOCs 처리를위한전기가열식처리장치개발 1) 흡착실험 : 세탁소에서배출되는가스를흡착처리하기위하여 TCE와톨루엔에대한흡착성능실험을수행하였다. 세탁소에서용제로사용하는물질은염소계와석유계두종류가있으며본연구에서는두가지물질에대하여각각흡착성능실험을수행하여용제의종류와농도, 유량등에따른흡착용량을산출하였다. 2
2) 탈착실험 : 일정한시간동안흡착이진행되고나면정해진농도이상으로 VOC가배출되는데이후흡착재를재활용하기위하여재생과정을거치게된다. 본연구에서는기존의기술과는다르게전기를이용하여흡착재가자체적으로발열하는방식을개발하였다. 재생된흡착재를반복사용함으로써상품성이있는기술임을입증하였다. 3) 현장적용형 3 Nm3 /hr 규모의흡착 / 재생장치개발 : 중소규모의 VOC배출원에적용하기용이한형태의흡착장치와재생장치를개발하였다. 흡착이완료되면재생공장에서탈착을하여재사용이가능한형태로흡착장치를 Package화하였다. 개발기술의특징 장점 기대효과 ( 기술적및경제적효과 ) 적용분야 1) 본연구에서개발한 3 Nm3 /hr 규모의 VOC 흡착 / 재생장치는기존의 VOC처리기술로는처리가어려운중, 소규모발생원에적용이가능하다는특징을가짐. 2) VOC의종류에관계없이적용이가능함. 3) 재생에별도의시설 ( 압축, 진공펌프, 외부가열기, 고온공기등 ) 이필요하지않음 4) 모든공정이국산화 ( 흡착재로사용되는탄소섬유는국내생산가능함 ) 5) 신기술이므로수출이가능하고새로운시장을창출함. VOC 발생량의약 20% 에해당하는중소형 VOC발생원대응기술개발보급가능 ( 기존의기술로처리가불가능한분야의 VOC 대응가능 ) 신기술개발로인한환경기술선진화 이동가능한 VOC처리장치개발 인구밀집지역에서발생하는 VOC 오염원제거기술보급 저가, 고효율 VOC처리장치보급 신기술수출및소형오염원처리장치로신산업창출세탁소, 인쇄소, 도축장, 농수산시장, 가정용, 지하공간 과학기술적성과 특허 국내 국외 출원 : 2 건 논문게재 SCI 3
비 SCI 비 SCI 논문 1 건 학술발표 국외발표 1 건, 국내발표 1 건 매출액 개발후현재까지 - 억원 향후 3 년간매출 10 억원 시장 현재의시장규모 국내 : 200억원세계 : 10,000억원 사업화 성과 규모시장 향후 (3년) 예상되는시장규모개발후현재까지 국내 : 250억원세계 : 12,000억원국내 : - % 세계 : - % 점유율 향후 3 년 국내 : 5 % 세계 : 0.5 % 세계시장 경쟁력 순위 현재제품세계시장경쟁력순위위 ( %) 3 년후제품세계시장경쟁력순위위 ( %) 4
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인쇄 3.1% 세탁시설 2.9% 도로포장 3.4% 도료제조 5.0% 자동차운행 29.2% 도장산업 52.2% 주유소 4.3% 10
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수행년도 2001년 2002년 2003년 2004년 2005년 2006년 연구과제명복합 VOC 물질제거를위한장치개발코팅및도장시설에서배출되는휘발성유기화합물의흡착회수공정개발 Paint booth에서간헐적으로발생되는 VOC 촉매연소처리장치개발담체교반모듈을이용한악취 /VOC 제거용대용량무막힘바이오필터상용화바이오필터 compact화를위한부하변동제어기술개발 VOC 처리용고기능성세라믹하니컴의상용화기술및응용장치개발악취와 VOCs 혼합폐가스처리를위한 Biofiltration 기술개발 Microwave Plasma를이용한악취및 VOCs 처리장치개발악취및저농도휘발성유기화합물처리를위한플라즈마 / 촉매공정의현장적용전자빔을이용한악취 휘발성유기화합물제거기술개발분리막공정을이용한저유소 주유소발생휘발유회수 System 개발 VOC 회수 / 이용형에나멜도장장치개발 Compact형휘발성유기화합물회수시스템개발수평분배식축열연소탈취장치개발휘발성유기물질의농축및 vortex/ 축열기술을이용한 hybrid 산화시스템개발중소배출원에서배출되는 VOCs 저감을위한흡착식 hybrid 회수장치개발도장시설의 VOC 배출억제를위한흡착-촉매산화하이브리드시스템개발담체교반모듈을이용한악취 /VOC 제거용대규모무막힘바이오필터실증연구악취와 VOCs 처리를위한 Biofiltration 기술의배출원별최적화및상용화자동차정비도장시설의 VOC처리를위한 UV/ 오존 / 촉매산화설비실용화연구 VOCs처리를위한폐촉매의이용기술및시스템개발 EBeam-촉매 coupling을이용한산업시설 VOC의제어기술개발유전가열물질이담지된 VOC 흡착재료제조및마이크로파를이용한탈착금속가공공정의오일미스트흄및 VOCs 제거장치개발멀티선회류식세정장치를이용한고효율하이브리드 VOCs 습식처리시스템중소원에서배출되는 VOCs 저감을위한흡착식 hybrid 회수장치개발전기바이오복합형하이브리드악취제거시스템개발난분해성복합악취제거를위한전기화학-바이오필터이단처리시스템개발 실내부유유해미생물및 VOC 동시저감을위한기능성나노에어로졸필터 13
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연구수행기관연구개발의내용연구개발성과의활용현황 한국에너지기술연구원 연세대학교 한국클리너지 * 전처리에의하여 ACF의표면산소관능기제어 * 기공의크기조절 * Toluene, Benzene 흡착, 열재생 * 흡착 + 산화촉매이용 VOC 처리 * 저온활성을가지는탈질시스템개발 * 혼합가스분리 ( 매립지 ) * VOC흡착기초실험 * 공정개발중 Kyushu 대학 ( 일본 ) Kunma대학 ( 일본 ) Illinois대학 ( 미국 ) Oak Ridge Lab.( 미국 ) 일본 NEDO사업 * CVD에의한 ACF의기공제어 * ACF흡착 mechanism 이론적고찰 * ACF에의한 VOC의흡착 / 회수 * 탄소섬유로 H 2 S 흡착, 전기적재생 * 직접가열식 VOC흡착회수장치 * 천연가스분리, 정제 * 미세기공흡착이론확립 * 실용화연구중 * 실용화공정연구중 * 연구중 15
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구분연도세부연구개발목표평가의착안점및기준 VOC 발생원조사 본기술의적용대상 VOC 발생원조사 공정별 VOC 특성조사 공정별 VOC 성분, 발생특성조사 1 차 년도 2007 ACF 기능부여 열처리, 표면처리, 기공조절등 Micro Reactor 설계, 제작 100l/hr 실험및최적조건도출 처리효율 90% 이상 회수공정탈착효율 > 90% 처리공정처리효율 > 95% 2 차 년도 2008 VOC 처리공정제작 실험 공정운전 (3Nm 3 /hr) VOC 처리공정제어 전체공정제어 운전 VOC 처리공정최적화에너지절감 > 15% 19
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1944 년미국로스엔젤레스광대한농작물고사 1950 년초 광화학옥시단트가원인물질인것으로판명 NOx 와 VOC 에의한반응도있지만, VOC 에의한영향이더큼 1960 년대북유럽, 독일, 캐나다의침엽수림의고사, 호소의산성화문제 1969 년미국대기정화법, 광화학옥시단트기준 0.12ppm 1972 년 로마클럽 성장의한계, 국제연합인간환경회의 ( 스톡홀름 ) 국제연합환경계획 (UNEP) 설립 1976년 EC지침, 국내법제정요구 1977년 미국대기정화법제정 1979년 UN회의 장기간에걸친국경을초월한대기오염문제검토회의 1991년 11월의정서조인 1984 년 EC 지령 산업에의한대기오염에의도전, 규제법입법화지령 독일 (1986), 이탈리아, 네델란드 (1988), 영국 (1990) 입법화 1990 년미국대기정화법 (Clean Air Act) 개정 1991 년 11 월국제연합 (ECE) 의정서조인 ( 북미, 전유럽 ) 1992 년 EC 지령 VOC 규제의통일기준 26
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발생원 공칭능력 (Ton/ 년 ) 배기제한값 (mgc/ m3 ) 비산물량비 (%) 신설 기설 비고 드라이 크리닝 20 g/kg 1),2) 1) g/kg=g- 용제 / kg - 세정물. 2) 할로겐화합물의배기제한값은이항으로 적용하지않는다. 28
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대상시설설치완료시기 석유정제, 석유화학제품제조시설 '99. 12 월까지 세탁시설, 유기용제및페인트제조업, 자동차제조업, 선박및대형철구 조물제조업, 지정폐기물처리업, 자동차정비업, 기타제조업 2000. 12 월까지 주유소, 저유소, 출하시설 2004. 12 월까지 30
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구분점오염원배출량조사비점오염원배출량조사 개념최초조사조사대상조사내용배출량산정방법 점오염원 - 배출시설을설치한사업장등특정장소에서화학물질을배출하는배출원 '00년('99년배출량기준 ) - 업종 (2), 물질수 (80), 사업장수 (156) 업종 : 36개업종 사업장 : 2,769개 ( 06년현재 ) 화학물질 : 388종 사업장현황, 화학물질별연간취급 ( 제조 사용 ) 량 배출량 ( 대기 수계 토양 ) 이동량 ( 폐기물 폐수 ) 직접측정법 물질수지법 배출계수법 공학적계산법 비점오염원 - 불특정장소에서다수의작은규모이거나분산된형태로화학물질을배출하는배출원 '03년 ~'04년 ('02년배출량기준 ) - 물질수 (240), 배출원 (10) 대상배출원 : 15개 화학물질 : 388종 배출량 ( 대기 수계 토양 ) 이동량 ( 폐기물 폐수 ) 화학물질유통량조사자료이용 기초통계자료이용 업체직접조사 조사결과 02 년 06 년 146종 34천톤 ( 총배출량의 19%) 222종 48천톤 ( 총배출량의 23%) 103종 142천톤 ( 총배출량의 81%) 155종 162천톤 ( 총배출량의 77%) 32
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국가도입년도 1 대상 물질수 점오염원배출량비점오염원배출량강제성여부조사주기정보공개 2 조사여부조사주기정보공개 2 한국 1999 388 1년 4년 미국 1987 666 1년 ( ) 3 - ( 대기 ) 일본 2001 354 1년 1년 EU 4 2001 91 3년 1 년 4 3년 1년 네덜란드 1976 약 350 1년 1년 노르웨이 1992 250 1년 1년 독일 - 86 1년 1년 덴마크 1989 300 1년 1년 벨기에 1993 91 1년 1년 스웨덴 - 70 1년 1년 영국 1991 183 1년 1년 ( 대기 ) 핀란드 1988 91 1년 1년 캐나다 1993 673 1년 1년 호주 1998 93 1년? 주 1. 도입년도 : 데이터수집첫해 2. : 기업별정보공개, : 지역별등가공된정보공개 : 부분적공개, : 비공개 3. TRI 제도에서는조사하지않으나, 여타조사에서대기중으로의배출량을조사 4. 2007년부터새시스템 (E-PRTR) 도입, 보고주기 3년에서 1년으로변경 34
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처리방법장점단점유의점 직접연소법 Size 가 compact. 장치비가비싸다. 설치가용이. 열회수효율이낮다. NOx 생성이비교적많다. 고온으로사용하므로유지보수가필요. 열교환기재질선정 열교환기열회수효율 유지보수방법 축열식연소법 높은열효율 (95%). NOx 생성이적다. 유지보수가용이. 장치비가많다. 장치크고설치비가많다. 전환 Value와 Timing 축열층의높이운전온도관리와보온연소실의 Design 연료소비량이적다. 촉매독에의한성능저하. 처리가스의성상 촉매식연소법 NOx 생성이적다 촉매비등유지비많다. ( 먼지, 촉매독외 ) VOC 처리효율이높다. 촉매반응조의 Design 흡착법 연료소비량, 운전비가적다. NOx 생성이없다. 흡착재교환이용이. 저농도, 대용량에적합. 고도의전처리제가필요. 발화방지대책이필요 흡착재의 선정 ( 용제 종 류 ) -활성탄 -소수성지올라이트 -합성수지 생물여과법 연료소비량, 운전비가적다. NOx 생성이없다. 설치면적이크다. 처리가스성분의조사 농도변동, 온도의조절 38
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항목 특성 섬유의직경 비표면적 평균세공크기 흡착속도 흡 / 탈착능력 성형 안정성 응용 10 15 μm 2,000m2 /g 이상 10A 활성탄의 100배이상매우우수직포, 부직포, 종이등내열, 내약품성우수흡착재, 촉매의담체, 전지재료, 자동차, 항공, 군수산업등 49
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지역 년도 1996 1997 1998 1999 2000 서울특별시 8,026 7,752 8,050 7,895 7,678 부산광역시 2,658 2,763 3,040 2,951 2,929 대구광역시 2,130 2,177 2,202 2,138 2,129 인천광역시 1,181 1,979 2,158 2,021 2,044 광주광역시 1,300 1,440 1,567 1,503 1,521 대전광역시 968 1,083 1,130 1,133 1,120 울산광역시 732 753 799 795 803 경기도 4,066 5,566 5,913 5,867 5,740 강원도 784 1,058 1,149 1,169 1,176 충청남도 1,051 1,070 1,072 1,084 1,071 충청북도 939 1,236 1,252 1,244 1,275 전라남도 1,050 1,121 1,369 1,354 1,464 전라북도 1,439 1,513 1,536 1,581 1,611 경상남도 1,675 1,643 1,884 1,971 1,911 경상북도 2,214 2,010 1,948 1,953 1,955 제주도 321 560 582 591 607 계 30,534 33,724 35,651 35,220 35,034 51
세탁업소분포 4% 5% 5% 6% 2% 23% 4% 3% 8% 3% 16% 2% 3% 4% 6% 6% 서울부산대구인천광주대전울산경기강원충북충남전북전남경북경남제주 52
1998 1999 2000 사업체수종사자수사업체수종사자수사업체수종사자수 총계 36,827 58,956 36,893 60,060 36,416 62,912 단독사업체 36,718 58,577 36,800 59,801 36,306 62,332 공장, 지사, 영업소 100 333 85 228 101 399 본사, 본점 9 46 8 31 9 181 53
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화합물 ( 다른명칭 ) 세탁소화합물 ( 다른명칭 ) 세탁소 Freon 12 (Dichlorodifluoromethane) 0.010 Trichloroethylene (Trichloroethene) ND Methyl chloride (Chloromethane) 0.090 cis-1,3-dichloropropene ( -dichloropropylene) ND Freon 114 (1,2-Dichloro-1,12,2,-tetrafluoroethane) ND trans-1,3-dichloropropene ( -Dichloropropylene) ND Vinyl chloride (Chloroethylene) ND 1,1,2-Trichloroethane (Vinyl trichloride) ND Methyl bromide (bromomethane) ND Toluene (Methyl benzene) 0.048 Freon 11 (Trichlorofluoromethane) 0.022 1,2-Dibromoethane (Ethylene dibromide) ND Vinylidene chloride (1,1,-Dichloroethene) 0.018 Tetrachloroethylene (Perchloroethylene) ND Dichloromethane (Methylene chloride) 0.052 Chlorobenzene (Phenyl chloride) ND Freon 113 (1,1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethane) ND Ethylbenzene ND 1,1-Dichloroethane (Ethylidene chloride) ND m-xylene p-xylene (1,3-Dimethylbenzene) (1,4-Dimethylxylene) ND cis-1,2-dichloroethylene ND Styrene (Vinyl benzene) ND Chloroform (Trichloromethane) ND o-xylene (1,2-Dimethylbenzene) ND 1,2-Dichloroethane (Ethylene dichloride) ND 1,3,5-Trimethylbenzene (Mesitylene) ND Methyl chloroform (1,1,1-Trichloroethane) ND 1,2,4-Trimethylbenzene (Pseudocumene) ND Benzene (Cyclohexatriene) 0.028 m-dichlorobenzene (1,3-Dichlorobenzene) ND Carbon tetrachloride (Tetrachloromethane) ND o-dichlorobenzene (1,2-dichlorobenzene) ND p-dichlorobenzene (1,4-dichlorobenzene) ND 1,2-Dichloropropane (Propylene dichloride) ND Hexachlorobutadiene (1,1,2,3,4,4-Hexachloro1,3-butadiene) ND 55
구분 년도 1996 1997 1998 1999 2000 업소수 ( 개 ) 30,534 33,724 35,651 35,220 35,034 배출량 ( 톤 / 년 ) 17,342 19,154 20,248 20,003 19,898 56
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82% 1 배출기체 ( 대기방출 ) 건조공정세탁공정용제순환 2% 2 문의개폐 3 세탁물에부착 ( 대기방출 ) 4 기기의누출 여과과정 16% 5 카트리지필터 ( 폐기물이동 ) 63
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3000 THC 농도 (ppm 2000 1000 0 5 10 15 20 25 시간 ( 분 ) [ 그림 3-11] 건조기에서배출되는 THC 농도변화 66
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< 표 3-17> 여러가지 ACF 의비표면적, 평균기공, 미세기공의면적및부피 BET Average Micropore Micropore ACF 종류 surface area pore size area volume (m 2 /g) (A ) (m 2 /g) (cm 3 /g) A-7 617.902 20.5029 536.1437 0.27491 A-10 987.8486 5.7973 809.063 0.47583 A-15 1576.928 22.366 279.2764 0.367229 A-20 2162.9444 22.2662 646.032 0.319579 70
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캐니스터법흡착법휴대용측정기 On-line ᆞ Breakthrough 가 ᆞ 일정한용기나흡 야기되지않는다 ᆞ 경제적이다. ᆞ 간편, 편리하다. 착제를사용하지않는다. 장점 ᆞ 열탈착이필요없음 ᆞ 수분영향이적음 ᆞ 반복분석가능 (6l) ᆞ 극성물질과비극 ᆞ 운반이쉽고저장성성물질의포집이용이 ( 약 30일 ) 가능하다. ᆞ VOC 배출시설의누출확인방법으로사용. ᆞ 시료의저장이필요없다. ᆞ 현장에서직접측정및분석이가 능하다. ᆞ 1 개의 canister 로 다양한물질분석 ᆞ 자료를지속적으 로측정이가능. ᆞ Sampling 시동력원 사용없음 ᆞ Breakthrough 가 단점 ᆞ 경제적비용부담이크다. ᆞ 비극성물질에만가능하다. 야기된다. ᆞ 분석기회가한번뿐이다. ᆞ C 2 이하의저분자물질의포집에는 ᆞ 장비가고가이다. ᆞ 감지범위 (ppm) 한계 ᆞ 누출의확인여부 ᆞ 분석장비와장치의이동어렵다. ᆞ 시스템을곳곳에설치해야하므로비용이많이듬. ᆞ 수분에대한영향이 부적합하다. 만사용. 있다. ᆞ 다양한시료분석 을위해여러개의 흡착관필요. 72
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[ 그림 3-15] PID 의측정원리 [ 그림 3-16] NDIR 의구성 75
[ 그림 3-17] PID 의상대감도 ( 좌 : 족별, 우 : 탄소수별 ) 76
복합지방족 0 함질소 1.5 8 1 52 33 03 8 3 2 3 8 4 53 53 6 0 할로방향족 4 5 3 1 5 1 5 3 환상알칸프레온 3 0 8 6방향족 0 3 0 0 6 8 2 9 3 0.5 7 5 2 8 5 할로알켄 2 7 8 2 7 0 2 6 3 2 5 5 0 8 3 9 0 9 8 1 0 5 1 1 3 2 4 8 1테르벤 2 0 2 4 0 1 2 8 할로알칸 2 3 3 알코올 1 3 5 2 2 5 1 4 3 2 1 8 1 5 0 에스테르 2 1 2 0 0 1 6 1 5 5 8 13 915 8 8 1 810 7 3 알데히드에테르케톤 77
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OG-7A 3.02g 7cm 흡착 2000 1500 THC Conc. (ppm) 1000 500 10% 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (min) 80
OG-10A 3.02g 7cm 흡착 2000 1500 THC Conc. (ppm) 1000 500 10% 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (min) 81
OG-15A 3.02g 7cm 흡착 2000 1500 THC Conc. (ppm) 1000 500 10% 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (min) 82
OGA-20 3.02g 7cm 흡착 2000 1500 THC Conc. (ppm) 1000 500 10% 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (min) 83
ACF 별 VOC 흡착성능비교 2000 7A 10A 20A 15A 1500 THC Conc. (ppm) 1000 500 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Time (min) 84
C/C 0 = 10% 기준완전흡착시간 214.5 Time (min) 103.83 104.33 133.5 7A 10A 15A 20A 85
OG series ACF 별흡착량비교 계산 5% 무게계산 10% 무게계산무게실제무게 2.37 2.09 1.93 TCE 흡착량 (g) 0.83 0.95 1.43 1.18 1.33 1.49 1.51 1.1 1.23 1.55 1.3 1.55 1.3 7A 10A 15A 20A 86
400 2.5 300 Breakthrough time (10%) Weight of adsorbed TCE (10%) 2.0 1.5 200 1.0 Breakthrough 100 0 2000 4000 6000 8000 TCE concentration (ppm) 0.5 0.0 Weight of ads 87
400 2.0 300 Breakthrough time (10%) Weight of adsorbed TCE (10%) 1.5 200 1.0 100 0.5 Breakthrough t 0 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 Packing density of ACF (g/cm 3 ) 0.0 0.02 Weight of ads 88
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Sample: 080117-acf-a-15-ads-200oC-N2 Size: 13.1930 mg Method: mathod1(240min) Comment: air 110 DSC-TGA File: C:...\080117-acf-a-15-ads-200oC-N2.001 Operator: wm Run Date: 17-Jan-2008 13:30 Instrument: SDT Q600 V8.0 Build 95 100 90 Weight (%) 80 70 60 0 50 100 150 200 Temperature ( 캜 ) Universal V4.3A TA Instruments 90
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0 10 20 30 40 50 60 0.0 V-I Graph 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 Voltage[V] [ 그림 3-30] 인가전압에따른전류변화그래프. 92
Temperature Resistance Resistance[Ω] V-T-R Graph 250 50 200 40 150 100 30 20 10 50 0 0 0 10 20 30 40 50 60 Voltage[V] [ 그림 3-31] 인가전압에따른온도및저항의변화. P-T Graph 250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Power[W] [ 그림 3-32] 전력에따른온도변화. 93
Biocabontec2.5~3.0mm ACF-10Q-110H ACF-10Q-230H CH-900-20 KF-1500/TOYOBO Biocarbontec1.5mm ACF-180g ACF-280g Temperature[ ] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 단위무게당전력소모량에따른온도변화곡선 200 180 160 140 120 70 100 60 80 60 50 40 30 40 20 20 10 0 1 2 3 4 5 단위무게당전력소모량 [W/g) 단위무게당전력소모량 [W/g) 94
240 Temp ( o C) 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 30V 20V 15V 10V 5V 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Time (min) 95
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Reactor Gas in T/C Vent Water out Vent ACF Gas out Water T / C Water in Ethylene glycol Temperature Controller Vacuum Pump N 2 Air 30% HNO 3 ACF Bath 103
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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 30 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1.0 46 44 42 40 38 36 34 32 Wavenumber(cm -1 ) vs Absorbance Wavenumber(cm -1 ) 3.0 2.5 2.0 1.5 Wavenumber vs Absorbance Wavenumber(cm -1 ) 106
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 22 42 40 38 36 34 32 30 28 26 Wavenumber vs Absorbance 24 Wavenumber(cm -1 ) 107
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흡착량 (g-toluene/g-acf) ACF 종류 질소처리 진공상태에서 열처리 진공열처리후 공기중에서열처리 질산처리 A7 0.47 0.87 0.47 0.06 A10 0.31 0.80 0.31 0.13 A15 0.04 0.23 0.29 0.16 A20 0.10 0.10 0.10 0.30 112
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측정항목온도 ( ) 습도측정항목유속 (m/s) 유량 ( m3 /h) 배출관입구 59 15%HR 1 point 1.7 69 대기상태 29 39%HR 2 point 2.0 81 3 point 3.7 150 4 point 2.0 81 5 point 1.6 65 115
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톨루엔처리농도 (ppm) 흡착량 (g-toluene/g-acf) 탈착량 (g-toluene/g-acf) 1000 0.19 0.01 2000 0.45 0.25 3000 0.44 0.08 120
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전체유량 (l/min) 흡착량 (g-toluene/g-acf) 탈착량 (g-toluene/g-acf) 26 0.58 0.41 38 0.46 0.25 50 0.86 0.13 122
2000 1st adsorption 2nd adsorption 3rd adsorption 1500 1000 500 Concentration 0 0 50 100 150 200 Time (min) 123
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1) 연구개발의최종목표 2) 연도별연구개발의목표및내용 128
3) 연도별연구개발의달성도 ( 계획, 실적 ) 129
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연구개발결과의활용계획 132
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