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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박찬진
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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악취는 대표적인 감각공해로 악취방지법 제정 이후에도 악취 민원은 지난 10년간 증가하는 추세를 보이고 있다. 최근 악취민원은 도시 재개발에 따른 주거지역과 산업단지, 환경기초시설 간의 이격거리가 충분히 확보되지 못하고 혼재된 지역이 늘어남에 따라 인접한 시설과 산업단지에서 배출되는 악취로 인하여 빈번하게 발생하고 있다. 아세트알데하이드는 최소감지농도가 낮아 악취기여도가 높고 인쇄, 아스콘 제조업 등 산업시설뿐 아니라 환경기초시설, 생활악취배출업종에서도 배출되는 물질로 업종과 배출 과정을 고려한 적합한 처리 공정을 활용하는 것이 중요하다. 알데하이드류 제어 방안 중 활성탄을 사용한 흡착 방지기술은 활성탄의 수급 및 단가 문제, 적절한 교체 주기 산정의 어려움이 있으며 이에 따라 운영상의 문제점을 보완하기 위하여 폐기물을 재활용한 흡착제를 제조 및 성능증진 방안을 검토하고자 하였다.
굴패각 흡착제(Oyster Shell Adsorbent, OSA)는 전처리, 소성, 활성화의 과정에 따라 제조하였으며 제조 방법은 700℃에서 2 hr 소성 반응하고, Hot plate 100℃에서 1M의 ZnCl2 활성화제에 2 hr 활성화 반응시킨 후 수세와 건조 과정을 거치는 것으로 도출하였다.
OSA의 성능을 평가하기 위하여 고정층 흡착장치에서 주입량에 따른 실험으로 기초적인 흡착성능을 평가하였으며 이를 토대로 유동층을 활용한 성능 증진실험을 진행하였다. 고체와 기체의 활발한 접촉 특성을 활용한 유동층 흡착장치로 흡착제의 단위 g당 흡착량을 기준으로 성능증진을 평가하였다. 아세트알데하이드 농도, OSA 주입량, 유입가스 유량조건에 따라 아세트알데하이드 농도와 가스유입유량이 높을수록 OSA의 주입량이 많을수록 흡착제 단위 g당 흡착량이 증가하였으며 고정층 흡착실험과 비교하였을 때 단위 g당 흡착량이 약 6배 증가하는 결과를 나타내었다. 유동층 내에서 아세트알데하이드가스와 OSA 입자의 활발한 혼합으로 고정층 흡착의 물질전달영역 및 미사용 길이에 따른 활성영역의 차이를 보완하여 흡착제로서의 우수한 성능을 확인할 수 있었다.
본 연구를 통하여 굴패각을 활용한 흡착제 제조 및 성능 증진 방안으로 폐기물을 재활용한 악취물질 흡착제로서의 가능성을 제시하였다. 또한 이를 활용할 경우 굴패각이 방치되었을 때 발생되는 부가적인 문제점을 해결할 뿐 아니라 산업체의 경제적 비용의 절감에 도움이 될 것으로 기대된다.
굴패각 흡착제(Oyster Shell Adsorbent, OSA)는 전처리, 소성, 활성화의 과정에 따라 제조하였으며 제조 방법은 700℃에서 2 hr 소성 반응하고, Hot plate 100℃에서 1M의 ZnCl2 활성화제에 2 hr 활성화 반응시킨 후 수세와 건조 과정을 거치는 것으로 도출하였다.
OSA의 성능을 평가하기 위하여 고정층 흡착장치에서 주입량에 따른 실험으로 기초적인 흡착성능을 평가하였으며 이를 토대로 유동층을 활용한 성능 증진실험을 진행하였다. 고체와 기체의 활발한 접촉 특성을 활용한 유동층 흡착장치로 흡착제의 단위 g당 흡착량을 기준으로 성능증진을 평가하였다. 아세트알데하이드 농도, OSA 주입량, 유입가스 유량조건에 따라 아세트알데하이드 농도와 가스유입유량이 높을수록 OSA의 주입량이 많을수록 흡착제 단위 g당 흡착량이 증가하였으며 고정층 흡착실험과 비교하였을 때 단위 g당 흡착량이 약 6배 증가하는 결과를 나타내었다. 유동층 내에서 아세트알데하이드가스와 OSA 입자의 활발한 혼합으로 고정층 흡착의 물질전달영역 및 미사용 길이에 따른 활성영역의 차이를 보완하여 흡착제로서의 우수한 성능을 확인할 수 있었다.
본 연구를 통하여 굴패각을 활용한 흡착제 제조 및 성능 증진 방안으로 폐기물을 재활용한 악취물질 흡착제로서의 가능성을 제시하였다. 또한 이를 활용할 경우 굴패각이 방치되었을 때 발생되는 부가적인 문제점을 해결할 뿐 아니라 산업체의 경제적 비용의 절감에 도움이 될 것으로 기대된다.
목차
제 1 장 서 론1.1. 연구 배경과 목적 1제 2 장 이론적 배경2.1. 악취의 개요 32.1.1. 악취의 정의 및 특성 32.1.2. 국내 악취 발생 현황 및 규제 52.1.3. 아세트알데하이드의 특성 72.2. 가스 흡착 82.2.1. 흡착 이론 82.2.2. 흡착 모델 112.2.3. 흡착량 132.3. 유동화 142.3.1. 유동화 개요 142.3.2. Geldart 분류 152.4. 굴패각 172.4.1. 굴패각의 특성 및 발생 현황 17제 3 장 연구 방법3.1. 실험 재료 및 장치 193.2. 굴패각 흡착제 제조 213.3. 특성 분석 223.3.1. X-선 형광 분석 223.3.2. 열중량 분석 223.3.3. 주사전사현미경 분석 223.3.4. 비표면적 분석 233.3.5. 진밀도 분석 233.3.6. 입도 분석 233.4. 고정층 ∙ 유동층 흡착 실험 24제 4 장 결과 및 고찰4.1. 굴패각 흡착제 제조 결과 264.2. 특성 분석 결과 284.2.1. X-선 형광 분석 결과 284.2.2. 열중량 분석 결과 294.2.3. 주사전자현미경 분석 결과 314.2.4. 비표면적 분석 결과 354.2.5. 진밀도 분석 결과 384.2.6. 입도 분석 결과 384.3. 흡착 실험 결과 394.3.1. 고정층 흡착 실험 결과 394.3.2. 흡착 모델 적용 414.3.3. 유동층 흡착 실험 결과 434.3.4. 흡착 모델 적용 494.3.5. 고정층 ∙ 유동층에 따른 흡착 성능비교 51제 5 장 결론 54참고문헌 56ABSTRACT 59
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