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.
- 한국화학연구소, "VOLATILE ORGANIC COMPOUND ADSORPTION (I)," 한국화학연구소 (1997)
- 한국에너지기술연구소, "휘발성유기화합물(VOC) 저감대책 기술의 국제동향 조사보고서," 한국에너지기술연구소 촉매연소연구팀 (1997)
- 한국대기보전학회 측정분석분과위원회, "대기환경과 휘발성유기화합물질," 한국대기보전학회 (1998)
- 김종화, "활성탄소섬유 충전층에서 휘발성유기물질의 흡착 및 탈착 특성," 연세대학교 화학공학과, 석사학위논문 (1998)
- 성창우, "활성탄소섬유에 의한 휘발성 유기물질의 흡착특성," 연세대학교 화학공학과, 석사학위논문 (1997)
- 김명숙, "활성탄 고정층 반응기에서 BTX의 기상흡착특성," 울산대학교 화학공학과, 석사학위논문 (1998)
- 민병무, "염화제1구리를 함침시킨 활성탄 흡착제의 CO 및 CO2 흡착특성," 서강대학교 화학공학과, 박사학위논문 (1993)
- 윤정호, 최대기, 김성현, 화학공학의 이론과 응용, 4(1), 557 (1998)
- Linders MJG, Carbon, 35(9), 1415 (1997)
- 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)
- Brasquet C, LeCloirec P, Carbon, 35(9), 1307 (1997)
- Laszlo K, Bota A, Nagy LG, Carbon, 35(5), 593 (1997)
- 전영화, "유동층흡착 반응기에서 황화합물의 흡착특성," 부산대학교 환경공학과, 박사학위논문 (1996)
- 전영화, 정종현, 손병현, 조상원, 오광중, 대한환경공학회, 18(8), 961 (1996)