③ 시화산단에 적합한 흡착제의 이동상 흡착 및 고농축 탈착 기술(기술개발)

< 연구내용 및 결과 >

□ 연구목적 및 목표

○ 시화반월산단에서 배출되는 휘발성유기화합물(VOC)은 악취의 주요원인 일 뿐 아니라 SOx, NOx와 함께 광화학반응으로 초미세먼지를 생성함. 휘발성유기화합물을 제거하기 위한 방지시설로 활성탄 흡착탑을 가장 많이 사용하고 있으나 다성분의 휘발성유기화합물에 의한 경쟁흡착 현상으로 흡착제의 교체주기가 단축되고 있어 정상적인 유지관리가 어려움.

○ 이를 개선하기 위하여 이동상 흡착 및 고농축 탈착기술을 개발하고 소규모 실험화 이를 통한 실증 및 상용시스템 기초설계자료를 확보하고자 함.

□ 연구내용 및 결과

○ 소형(0.2 m3/min)의 이동상 활성탄 흡착탑을 이용한 흡착 및 고농도 탈착연구

- 실험대상가스는 시화산단 대부분의 인쇄업체에서 실제로 사용중인 수용성계열의 CLT-O 용제를 선정하여 향후 현장적용성을 고려하였음.

- 총 2.8kg의 흡착제(5가지 흡착제 선정실험 후)를 사용하여 30회 반복 실험을 수행

- VOC 제거효율 95% 이상, 흡착제 회수율 97% 달성으로 가능성 확인

[실험장치 구성도 및 상세설계도]	[이동상 흡탈착 설비 실사]

○ 3 m3/min규모의 이동상 활성탄 흡착탑을 이용한 현장 실증 모사시험

- VOC농도 553ppm 및 조립활성탄을 이용하여 총 7시간 흡착실험으로 VOC 제거효율 90% 달성, 스케일업 규모에서도 원활히 진행 확인

○ 300 m3/min 규모 상용시스템 설계 및 농축된 휘발성 유기화합물의 활용 연구

- 상용 공정모사 소프트웨어를 이용한 설비 sizing/장치비용/utility 비용 산출 및 설계도면 작성

[300 m3/min 규모 이동상 흡탈착 설계도면]

< 기대성과 >

○ 환경적 효과

- 이동상 활성탄 흡착탑 적용시 기존 흡착탑 대비 THC(VOCs) 기준 약 53%저감(시화반월산단 흡착탑 비율 34.1%).

- VOCs농도 300ppm 기준 충진된 흡착제 2년 이상 사용 가능

- 고농축 VOCs를 산화시킴으로써 에너지비용 절감 및 대기오염물질 저감효과

- 미세먼지 동시저감 효과 기대

※ 정부 미세먼지 대책에서 VOCs는 미세먼지 간접배출로 구분하여 집중관리 대상

○ 경제적 효과

- 300 m3/min, 300ppm의 VOC를 처리하는 경우에 대한 비용 비교

- RTO 시설 대비 43% 비용절감(연간 3.5억원 절감). 고정층 흡착탑과 비슷한 비용으로 고효율의 방지시설 운영 가능.

	RTO	고정층 흡착탑	이동상 흡탈착
초기 설치 비용	773,912천원	70,000천원	431,645천원
연간 운전 비용	48,332천원	400,896천원	34,296천원
합 계	822,244천원	470,896천원	465,941천원

○ 기타 성과

- 참여기업인 ㈜한독이엔지와 이동상흡탈착기술과 RTO 연계기술의 실증과제 추진

- 시화산단에 위치한 ㈜정원산업에 실증화 추진 예정

- 논문 『이동층 흡착 및 탈착을 통한 복합 휘발성 유기화합물의 효과적 처리방법』 한국청정기술학회지 투고완료(18.12.17)