화학공학소재연구정보센터
Clean Technology, Vol.7, No.2, 133-140, June, 2001
2성분계 휘발성유기화합물의 동시 흡착특성
Simultaneous Adsorption Characteristics of Binary-Component Volatile Organic Compounds
초록
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 component 인 toluene의 양론파과시간은 차이가 거의 없지만, non-key component 인 benzene의 양론파과시간은 단일성분에서의 200분에서 70분으로 상당히 일찍 나타났다. 이성분 흡착질의 파과특성에서 non-key component 인 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.
  1. 한국화학연구소, "VOLATILE ORGANIC COMPOUND ADSORPTION (I)," 한국화학연구소 (1997)
  2. 한국에너지기술연구소, "휘발성유기화합물(VOC) 저감대책 기술의 국제동향 조사보고서," 한국에너지기술연구소 촉매연소연구팀 (1997)
  3. 한국대기보전학회 측정분석분과위원회, "대기환경과 휘발성유기화합물질," 한국대기보전학회 (1998)
  4. 김종화, "활성탄소섬유 충전층에서 휘발성유기물질의 흡착 및 탈착 특성," 연세대학교 화학공학과, 석사학위논문 (1998)
  5. 성창우, "활성탄소섬유에 의한 휘발성 유기물질의 흡착특성," 연세대학교 화학공학과, 석사학위논문 (1997)
  6. 김명숙, "활성탄 고정층 반응기에서 BTX의 기상흡착특성," 울산대학교 화학공학과, 석사학위논문 (1998)
  7. 민병무, "염화제1구리를 함침시킨 활성탄 흡착제의 CO 및 CO2 흡착특성," 서강대학교 화학공학과, 박사학위논문 (1993)
  8. 윤정호, 최대기, 김성현, 화학공학의 이론과 응용, 4(1), 557 (1998)
  9. Linders MJG, Carbon, 35(9), 1415 (1997) 
  10. SenGupta U, "Granular Activated Carbon-Thermal Regeneration Process for Control of VOC Emmission from Surface Coating Operation," Proc. APCa Annu. Meet., 84.4, 20~26 (1988)
  11. Brasquet C, LeCloirec P, Carbon, 35(9), 1307 (1997) 
  12. Laszlo K, Bota A, Nagy LG, Carbon, 35(5), 593 (1997) 
  13. 전영화, "유동층흡착 반응기에서 황화합물의 흡착특성," 부산대학교 환경공학과, 박사학위논문 (1996)
  14. 전영화, 정종현, 손병현, 조상원, 오광중, 대한환경공학회, 18(8), 961 (1996)