유해가스 제거기술, 흡수법, 흡착법, 소각법

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유해가스 제거기술, 흡수법, 흡착법, 소각법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

제거 기술
일반적인 제거 기술
현재 대기오염물의 처리에 사용되는 일반적인 방법은 다음의 3가지로 구분될 수 있다.
▲ 흡수법(Absorption)
▲ 흡착법(Adsorption)
▲ 연소법(소각법)(Combustion)
제거 기술
액체 분산형의 흡수 시설
가스 분산형의 흡수 시설
분 무 탑
단탑
기포탑
충 전 탑
흡 수 탑
싸이클론 스크러버
제트 스크러버
벤츄리 스크러버
젖은 벽탑

본문내용

태의 오염물질에 대해선 흡수제와의 접촉 시간이 한정되어 있으므로 제거 효율에 한계가 있으며, 압력 손실이 매우크다는 단점이 있다.
벤츄리 스크러버
사이크론 스크레버 (Cyclone scrubber)
원통상 탑내를 선회 상승하는 가스와 탑중심의 수직관의 다수의 분공으로 부터 반지름 방향으로 액적과 접촉시키는 방식이다.
스크레버의 구조가 간단하면, 가스가 수평으로 유입되기 때문에 mist의 발생이 적고 수용성 가스 처리에 적합하다 하지만 사이클론의지름이 크면 원심력의 작용이 감소하여 효율이 떨어지고 유해가스가 원통을 선회하면서 돌기 때문에 분무노즐이 막히기 쉬울 뿐 아니라 원통이 길고 분무노즐이 길게 되어 있어 높은 수압이 필요하다.
사이클론 스크러버
제트 스크레버 (Jet scrubber)
노즐로부터 분무되는 고압의 수용액에 의해서 가스를 흡입하면서 가스와 액을 접촉시키는 방식 이다.
제트 스크러버
흡착(Adsorption) 에 의한 제거 기술
이 공정은 다공성 흡착제에 오염물질을 부착시켜 제거하는 방법으로서 공기 중 오염물의 농도가 낮고 유독 물질인 경우 많이 사용된다. 오염물질이 흡착제에 붙는 방법에는 흡착제에서의 결합 정도에 따라 크게 물리적 흡착과 화학적 흡착 두 가지로 구분된다. 물리적 흡착의 경우 오염물질이 흡착제에 붙는 결합력이 작기 때문에 쉽게 탈착되기 때문에 재활용이 용이하다. 하지만 화학적 흡착의 경우 오염 가스가 흡착제와 화학적 결합을 하기 때문에 이 경우 탈착이 어렵다. 흡착물로는 활성탄이나 실리카 겔, 활성 알루미늄등을 사용하고, 선택 시 제거 하고자하는 오염 기체의 대한 화학적 친화성이나 극성, 비극성 기체에 대한 친화성이 그 기준이될 수 있다.흡착 장치는 보통 흡착층이 재생 가능 (regenerable)한 것과 재생 불가능(nonregenerable)한 것으로 나눈다. 재새 불가능한 흡착장치는 보통 대기 정제 공정(airpurification) 에서 많이 사용되며 1.0ppm 이하의 유독한 오염가스에 대해서 사용된다.이 경우 흡착층이 한계에 다다르면 장치에서 제거 하고 새로운 흡착층으로 교체해야 한다. 이러한 장치로는 Fig III-7의 Thin-bed 흡착 장치(위)나 pleated thin-bed 흡착 장치(왼쪽 아래),그리고 canister 흡착 장치 (오른쪽 아래)등이 있다. 이런 재생 불가능한흡착 장치는 흡착층의 두께나 가스의 속도 흡착물질의 크기에 따라 다르지만 비교적 압력 손실이 작다.
재생 불가능한 흡착장치
재생 가능한 흡착 장치는 오염 가스의 농도가 높은 경우에 사용 가능하며 흡착층이 한계에 도달할 경우 다른 흡착층으로 오염가스를 제거 하고 그 동안 한계에 도달한 흡착층은 탈착 시켜 재사용 한다. 이런 재생 가능한 흡착 장치는 고정층, 이동층, 유동층 흡착 장치 세가지로 나누는데 이것은 가스와 흡착제가 접촉하게 되는 방식에 따라 나눈 것이다.
제거 기술
고정층에서는 주기적으로 흡착층을 재생, 건조 과정을 수동적으로 해야 하지만 이동층 흡착 장치에서는 흡착층이 장치 내 회전 드럼 안에 들어가 있어 자동적으로 재생 과정이이루어 진다. 오염물질을 포함한 가스는 흡착제를 지나 드럼 내부로 들어가 양 끝의 배기구로 빠져 나간다.
고정층 흡착장치(Fixed Bed Adsorber)
가장 일반적으로 사용되는 장치로서 Fig III-8처럼 보통 여러 흡착층을 가지고 있으며, 하나나 여러 개의 흡착층이 정제 작업을 수행하고 있을 때 다른 흡착층들은 냉각되거나 재생과정을 거쳐 탈착된다.
고정층 흡착장치
이동층 흡착장치((Moving Bed Adsorber)
흡착제충진상태로 상부에서 하부로 이동시켜, 가스를 밑으로부터 접촉시키는 방식으로 흡착제는 연속적으로 흡착부에서 탈착부로 이동해서 탈착된다. 이동층의 특징으로는 항상 포화된 흡착제를 탈착부로 이동시킬 수 있고, 흡착제가 단 시간에 순전하므로 사용량이 적게드며, 탈착에 요하는 열량이 절약된다. 하지만 흡작제는 약한 물체이므로 이동으로 인한 파손이 발생하게 된다.

고정층 흡착장치
이동층 흡착장치
유동층 흡착장치(Fludized Bed Adsorber)
이 장치에서는 흡착제가 좁은 부유층으로 유지되며, 아래 그림처럼 오염물질을 포함한 가스가 밑에서 위로 흐르면 부유층이 팽창하면서 흡착제가 유동을 일으킨다. 이렇게 유동화 된 흡착제와 오염물질이 접촉함으로써 제거되고 고정층 흡착 장치에서 문제가 되는 편류(channeling)를 방지할 수 있다.
유동층 흡착장치
연소(Combustion)에 의한 제거 기술
연소는 주요 대기오염물질 배출원이지만 탄화수소나 일산화탄소 같은 오염물질을 물이나 이산화탄소로 전환시켜 오염원을 줄이기도 한다. 연소에서 중요한 것은 연소 시 산소, 온도, 시간, 난류를 적절히 조절하여 불완전 연소가 없이 효과적으로 일어나게 하는 것이다. 제거 하고자 하는 오염 물질에 따라 다음의 세가지방법이 있다.
직화 연소(Flare)
배기가스를 연소기 에서 직접 태우는 방법으로 다량의 가스를 처리하는 안전한 수단이지만 연소가 높은 온도에서 일어나게 되며 공기중의 질소를 산화 시켜 같은 새로운 오염물질을 발생시킬 수 있다.
직화 연소기의 구조
열 연소(Thermal Oxidizer)
가연성 배기가스의 농도가 직화 연소시키기에 충분치 않을 경우에 사용되는 방법으로 앞서 언급한 온도, 시간, 난류, 산소를 잘 조절하지 못하면 불완전 연소 되어 일산화탄소 같은 오염물질이 생성되므로 주의 하여야 한다.
열 연소기의 구조 및 원리
촉매연소(Catalytic Oxidizer)
배기 중에 가연성 오염물을 연소로 내에서 촉매를 사용하여 불꽃 없이 산화시키는 방법으로 촉매 연소는 열 연소와 마찬가지로 직화 연소 시키기에 가연성 배기가스의 농도가 적을때 사용할 수 있는 방법으로 촉매를 사용해 산화속도를 증가시키기 때문에 열 연소에 배해 짧은 시간 안에 소각 시킬 수 있다.
촉매 연소기의 구조
※ 촉매( Catalytic )
­자신은 화학변화를 일으키지 않으면서 화학반응 속도를 가속시킴
­백금(platimum)과 palladium을 alumina(=supporter)에 코팅하여 사용
촉매연소 장치의 구조

키워드

흡수탑,   충전탑,   스크러버,   벽탑