탄소흡착제에 의한 삼성분계 휘발성 유기화합물의 흡착특성
손미숙·김상도·우광재·박희재**·서만철**·이시훈†·유승곤*
한국에너지기술연구원청정시스템연구센터
305-343 대전시유성구장동 71-2
*충남대학교공과대학화학공학과
305-764 대전시유성구
**시흥환경기술개발센터
경기도시흥시정왕동 2121
(2006년 10월 13일접수, 2006년 10월 26일채택)
Adsorption Characteristics of Three-components Volatile Organic Compounds on Activated Carbonaceous Adsorbents
Mi Sook Son, Sang Do Kim, Kwang Jae Woo, Hee jae Park**, Man cheol Seo**, Si hun Lee
†and Seung Kon Ryu*
Clean Energy System Research Center, Korea Institute of Energy Research, 71-2 Jang-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-343, Korea
*Department of Chemical Engneering, Chungnam National University, Yuseung-gu, Daejeon 305-764, Korea
**Siheung Enviromental Technology Research Center, 2121 Jeong-wang-dong, Si-heung, Gyeong-gi, Korea (Received 13 October 2006; accepted 26 October 2006)
요 약
본연구에서는휘발성유기화합물중산업공정에서사용빈도가가장높은방향족류의 toluene, 케톤류의 MEK, 알코올 류의 IPA에의한삼성분계휘발성유기화합물의탄소계흡착제에대한흡착특성실험을수행하였다. 입상활성탄, 활성 탄소섬유를이용한단일흡착제와입상활성탄과활성탄소섬유를동시에적용한조합흡착제를사용하여흡착성능과흡착 량을비교분석하였다. 실험용흡착장치를사용하여단일성분및삼성분계휘발성유기화합물에대한흡착파과실험을 수행하였으며, 각경우에대해흡착량과흡착성능을비교하였다. 입상활성탄은 toluene의단일흡착시높은흡착성능을
보였으나, IPA, MEK의단일성분과삼성분계흡착실험에서는상대적으로낮은성능을보였다. 활성탄소섬유와조합흡착
제는단일성분흡착결과에서모두우수한흡착성능을보였으나, 삼성분계흡착의경우에는흡착제의경제성과흡착효율 을고려하였을때입상활성탄과활성탄소섬유를동시에적용한조합흡착제가흡착제로서가장적합함을확인할수있었다.
Abstract −Toluene of aromatic compounds, MEK of ketones and IPA of alcohols were extremely used as VOCs (Vol- atile Organic Compounds) on the getting into step with industrial process. The adsorption characteristics of three com- ponent solvent vapors (Toluene-MEK-IPA) on the activated carbonaceous adsorbents such as AC, ACF and AC+ACF were investigated in a stainless steel fixed bed adsorption experimental apparatus in order to identify those carbons for eliminating and recovering solvent vapors from industrial emission sources. The used activated carbonaceous adsor- bents were pelletized commercial activated carbon and activated carbon fiber. The breakthrough curves and adsorption capacity have been obtained at atmospheric pressure in a adsorption fixed bed. It has been found that non-polar and larger molecules have been adsorbed better than polar and smaller molecules. Especially, alcohols and ketones were poorly adsorbed due to competitive adsorbability in ternary mixture system. However, it could be overcome by employ- ment of activated carbonaceous adsorbent which have different porosity distribution appropriately.
Key words: Activated Carbon, Activated Carbon Fiber, Toluene, IPA, MEK, Adsorption 1. 서 론
휘발성유기화합물(VOCs; volatile organic compounds)은증기압 이높아대기중에쉽게증발되는탄화수소화합물의총칭으로방향
족탄화수소와지방족탄화수소와같이탄소와수소원소만으로이 루어진일반탄화수소와질소산소및할로겐원소를포함하는비 균질탄화수소로나뉜다[1]. 휘발성유기화합물은악취를발생시켜 작업현장의환경을해칠뿐만아니라, 대기중에서태양에너지를받 아질소화합물과함께광화학스모그를일으켜 2차오염물질인오 존이나 PAN(peroxy acetyl nitrate) 등을형성하여인체에악영향을
†To whom correspondence should be addressed.
E-mail: [email protected]
미친다. 휘발성유기화합물은대부분의화학및제약공장, 용매와 세정제를사용하는산업체에서배출되고있으며, 이중에서도도장 및 인쇄공정, 플라스틱 관련공정, 유기화합물 제조공정 등이
THC(total hydro carbon)기준으로 300-10,000 ppm 범위의비교적 많은양이배출되고있다.
국내외에서주로사용되고있는휘발성유기화합물은크게방향 족류, 케톤류, 알코올류등으로나눌수있는데, 방향족의대표적화 합물인벤젠, 톨루엔, 자일렌, 케톤류의 MEK(methyl ethyl ketone),
그리고알콜류인 IPA(isopropyl alcohol)화합물의이용빈도가높다.
휘발성유기화합물에지속적으로노출되는산업현장의근로자들은 피부접촉이나호흡기흡입을통해신경계장애를일으키거나다량 으로함유된발암물질때문에인체에매우유해한영향을받게된
다[2]. 따라서, 휘발성유기화합물을효과적으로처리하기위한공
정개선및처리기술이긴요하다하겠다.
휘발성유기화합물의처리기술은크게제거와회수의두가지로 나눌수있는데, 제거기술에는농축소각과열산화, 촉매산화법이 있고회수기술로는농축에의한분리회수법이있다. 이러한처리방 법들은휘발성유기화합물을포함한처리기체의풍량과농도에따 라적용기술이달라지기때문에적용하고자하는공정을면밀하게
분석할필요가있다[3]. 특히, 국내의휘발성유기화합물을배출하는
산업현장의경우정확한배출량이파악되지않은실정이므로배출유 량및농도에대해서폭넓게적용할수있는유기화합물질처리기 술이필요하다. 현재실제산업현장에서가장많이연구및응용되 고있는휘발성유기화합물의처리기술은운전및관리가용이하고 비교적효율이높은활성탄소흡착방식이다. 한편, 휘발성유기화합 물배출공정은일반적으로다성분계인데, 활성탄소를사용한대부
분의흡착공정연구는 toluene 단일성분에[6-8] 관한것이대부분이
거나, 다성분계에대한연구라고하더라도활성탄소가우수한흡착 성능을보이는방향족탄화수소의대표적물질인 BTX(benzen toluene xylene)에관한것으로[10, 11], 방향족류-케톤류-알콜류등과 같은다성분계흡착특성에대한연구는매우저조한실정이다. 특히,
다성분계의흡착공정은성분간의경쟁과상호작용을고려해야하므 로단일성분에비해측정이용이하지않을뿐아니라, 흡착특성을해 석하는데도어려움이있다. 그러나, 실제산업현장에서휘발성유기 화합물의제거및회수공정을설계하는데있어서다성분계의흡착에 관한특성연구는반드시선행되어져야할과제라할수있다.
본연구의목적은탄소흡착제에의한다성분계휘발성유기화합 물의흡착특성연구에있다. 탄소흡착제로는입상활성탄소와활성 탄소섬유를사용하였고, 다성분계흡착질로는방향족류-케톤류-알콜 류중가장대표적이고현장에서사용빈도가높은 toluene-MEK- IPA 삼성분계를선정하였다. 이삼성분계흡착질을실제산업현장 의배출현황에근거하여혼합농도를조성한후, 흡착제를충전한흡 착탑을통과시켜파과곡선을구하고탄소흡착제에의한삼성분계 흡착특성을고찰하였다.
2. 실 험 2-1. 실험재료
본실험에서사용한탄소흡착제는석탄계입상활성탄소(activated carbon, shinkwang, Korea)와 PAN계활성탄소섬유(activated carbon fiber, mitsubishi Co., Japan)이며, 사용하기전 105oC로유지된건 조로에서 12시간동안건조시킨후데시케이터에옮기고실온으로 냉각하여사용하였다. 흡착제로사용된활성탄소와활성탄소섬유의 특성을 Table 1에나타내었다. 흡착질은 toluene(삼천화학공업, 한국, 99.5％), MEK와 IPA(supelco, Japan, 99.9％)를사용하였으며, 각각 의물리화학적특성을 Table 2에나타내었다.
2-2. 실험장치및 실험방법
본실험에사용된실험장치의개략도를 Fig. 1에도시하였다. 실
험장치는흡착질을일정한농도로주입하기위한주입부분, 흡착 제를충전시킨흡착탑부분, 그리고배출농도를일정한간격으로측 정하기위하여측정기기와연결된출구부분으로구성되었다. 흡착 탑은내경 2 cm, 외경 3 cm, 길이 25 cm의스테인레스스틸관으로
흡착제가충진된흡착부의길이는 20 cm로하였다. 장치및주변
온도가 20oC이하이면용매의응축이생기는반면 30oC이상으로 상승하면흡착효율이떨어지고특히, 케톤류의경우고온에서흡착 할경우활성탄소를촉매로하여촉매표면반응을일으킬수있기 때문에장치및주변온도를흡착이가장원활히일어날수있는
Table 1. Structure property characteristics of AC and ACF
Adsorbents Adsorbent size BET surface area
(m2/g) Micropore area
(m2/g) Micropore volumn
(cc/g)
Averge pore diameter (
Å)
Coal-based Activated carbon (pellet) 100 mmL×4mmφ 1,005 972 0.50 20.17
Pan-based Activated carbon fiber(tow) φ10 µm 1,058 1039 0.45 18.63
Table 2. Physical properties of VOCs adsorbates
VOCs Formula Molecular
weight (g/mol) Boiling point
(oC) Specific gravity (g/cm3)
Toluene C6H5CH3 92.13 110.8 0.866
MEK CH3COC2H5 72.10 80.0 0.805
IPA (CH3)2CHOH 60.09 82.5 0.789
Fig. 1. Schematic diagram of the adsorption experimental setup.
25oC로일정하게유지시키며실험하였다.
각실험에적용된휘발성유기화합물은삼성분의경우 toluene, MEK, IPA를각각 70 : 15 : 15의비(wt％)로혼합해총농도가 2,500 ppm이되도록조절하였으며, 단일성분의경우도각물질의농도가
2,500 ppm이되도록유량과유입량을조절하였으며각각의농도를
GC(gas chromatography)로측정하였다. 휘발성유기화합물은정밀
한주사기(Labscale, Italy)를사용하여주입하였고주입구부터증발
관끝까지열선을감고외부에절연테이프를감아 40oC로유지해 휘발될수있도록하였다. 흡착질의농도는시간당주입량을변화 시켜조절하였는데단일성분으로주입할경우, toluene, MEK, IPA
는각각 3.5 ml/hr, 7.5 ml/hr, 1.8 ml/hr로, 삼성분계의경우 4.0 ml/hr
로주입하였으며장치로유입되는공기의유량은유량계(MFC, Brooks)를이용하여 5.0 l/min으로정확히조절하였다. 유입및출구 의농도는 GC(Aglient, HP 6890 FID)로측정하였으며 GC용운반 가스로는초고순도헬륨을사용하였다. 각흡착제의충진량으로입 상활성탄소는 20 g, 활성탄소섬유는 10 g, 그리고조합흡착제일경
우에는하단에 14 g의입상활성탄소를채우고그위에 3 g의활성
탄소섬유를충진하였다. 흡착성능(adsorption capacity)은흡착탑으 로유입되는휘발성유기화합물의시간에따른 loading 양및유출 농도로부터확인할수있었다[4].
3. 결과 및 고찰 3-1. 단일성분 흡착특성
Fig. 2는탄소흡착제에의한단일성분 toluene의 (a)흡착파과곡선
과 (b)흡착제에유입되는 toluene의양및배출농도를도시한것이
다. 단일성분의흡착실험에서는각흡착질의유입농도 2,500 ppm의
5％인 125 ppm을파과점으로간주하였다. 흡착파과곡선에서각흡
착제의파과점을살펴보면, 활성탄소가 95 min, 활성탄소섬유가 111
min, 활성탄소와활성탄소섬유를적용한조합흡착제가 95 min일때
파과점에도달하는것으로나타났다. 이중, 활성탄소섬유와조합흡 착제는파과가이루어지기직전까지유입되는흡착질에대하여
99％의흡착성능을나타내고파과점이후매우단시간내에포화점 에도달되는특성을보였다. 이것은공극의대부분이미세기공으로 이루어져서짧은접촉시간에최대흡착능력을보이는활성탄소섬유 의독특한특징때문에일어나는현상이다. 이러한흡착특성은활 성탄소섬유와활성탄소를 1 : 4.6의비율로혼합한조합흡착제에서 도나타났다. 이는활성탄소에미쳐흡착되지못한 toluene이 2차흡 착제인활성탄소섬유에의해빠른속도로흡착되어전체적으로활 성탄소섬유의구조적특성이활성탄소의단점을보완하는현상으로 해석할수있다. 반면에활성탄소는파과점부터포화까지 100 min
이넘는시간이소요되어매우완만한곡선을나타내었는데이는 활성탄소의기공이미세기공부터큰기공까지다양한크기로이루
어져있기때문이다[5]. Fig. 2의 (b)에서흡착실험이완료된후중량
흡착량에의해측정한각각의포화흡착율이활성탄소는 37.65％,
활성탄소섬유는 63.77％, 조합흡착제는총 33.58％의포화흡착율 을보여세가지흡착제모두가 30％가넘는효율을나타낸것을확 인할수있다. 또한, 파과점에서흡착제단위질량당흡착된 toluene
의흡착량은활성탄소, 활성탄소섬유, 조합흡착제가각각 0.23 g/g, 0.59 g/g, 0.28 g/g으로활성탄소섬유가다른흡착제보다 3배의우수 한흡착성능을보였고활성탄소와조합흡착제는비슷한결과를보
였다. Toluene의흡착특성은기존에많은연구가이루어졌고다른연
구결과에서도볼수있듯이분자크기가크고비극성물질이면서탄소 와친화성이높은방향족화합물로활성탄소에흡착이잘되는성질 을갖고있어서뛰어난흡착성능을나타낸다고알려져있다[6-8].
Fig. 3은탄소흡착제에의한단일성분 MEK의 (a)흡착파과곡선과
(b)시간에따른흡착특성을나타낸것이다. 흡착파과곡선에서활성 탄소섬유와조합흡착제는각각파과점에도달하는 60 min과 62 min
동안유입농도의 99％를흡착한반면, 활성탄소는 MEK주입시점
으로부터 10 min만에파과점에이르는확연한차이를확인할수있
었다. 흡착파과곡선에서보이는이와같은흡착특성은 (b)에서도확 인할수있었는데각파과점에서활성탄소가 0.05 g/g, 활성탄소섬 유가 0.61 g/g, 조합흡착제가 0.34 g/g 을흡착해활성탄소보다활성 탄소섬유나조합흡착제가매우뛰어난성능을보임을알수있었다.
또한, 조합흡착제의포화흡착율 18.72％중활성탄소와활성탄소
섬유가각각 16.35％, 29.75％의포화흡착율을보여단일흡착제로
적용했을때각각 8.20％와 22.0％의포화흡착율을보였던활성탄
소의 2배, 활성탄소섬유의 1.4배정도흡착성능이향상되는효과를 나타냈다. 이와같은흡착성능의차이를보이는것은활성탄소섬유 의기공크기(pore diameter) 및분포가 MEK와부합하여흡착을용 이하게한것으로보여진다.
Fig. 4는탄소흡착제를사용한단일성분 IPA의흡착특성을나타
낸것으로 (a)흡착파과곡선과 (b)시간에따른흡착특성을도시한것 이다. 활성탄소섬유는 100 min동안유입농도에대하여 99％의흡착
Fig. 2. Toluene adsorption on AC, ACF and AC&ACF(CO, toluene=2500 ppm, Q = 5 L/min).
성능을나타냈다. 또한, 파과점과포화점이거의동시에이루어지는
특징과각각 29.94％의포화흡착율과 0.23 g/g의흡착량을나타내
었다. 조합흡착제는파과가시작되기까지약 100 min동안 99％이상 의흡착성능을보인반면, 활성탄소는약 50 min에파과가시작되
었고, 파과시작후 250 min동안완만한곡선을그리며초기유입
농도에도달하였다. 이를 (b)에서살펴보면활성탄소가 20.27％, 조 합흡착제가 20.93％의포화흡착율을보여흡착율로만비교하면활 성탄소와조합흡착제모두가 20％이상의흡착율을보여비슷한흡 착성능을나타낸것처럼보인다. 그러나, 파과점을기준으로측정한 흡착량에서조합흡착제가 0.15 g/g을흡착하여 0.06 g/g을흡착한활 성탄소보다 2.3 배더흡착한것으로나타났다. 즉, 활성탄소는파 과점부터포화점까지조합흡착제와비슷한시간이소요되었고, IPA
주입시점부터파과점까지조합흡착제파과시간의 1/2 에도미치지 못하는짧은파과시간을나타냈음에도불구하고파과점의흡착량이 나포화흡착량모두에서조합흡착제흡착량의 50％에그치는흡착 성능을보였다. 이는활성탄소보다확산거리가짧고흡착제표면에 균일한미세기공을많이지니고있어서흡착질과흡착제가접촉할 수있는비표면적이넓어빠른속도로흡착이이루어지는활성탄소
섬유의영향때문으로사료된다[9]. 포화흡착량은활성탄소가 0.38
g/g, 활성탄소섬유가 0.56 g/g, 조합흡착제가 0.63 g/g으로전체적인 흡착성능역시조합흡착제 > 활성탄소섬유 > 활성탄소의순으로나 타났다.
활성탄소가활성탄소섬유나조합흡착제에비하여완만한파과곡
선을나타내는특징은 toluene과 MEK의흡착에서도나타났으나특
히, IPA의흡착에서두드러지게나타났다. 이는발달된세공이모두
20Å이하의균일한미세기공으로이루어져확산저항이없어물질
전달지역(mass transfer zone)이매우좁게나타나급격한파과곡선
을보이는활성탄소섬유와달리미세기공부터큰기공까지다양한 크기의기공분포를가진활성탄소의특성때문이다. 더군다나 IPA
와같은알코올류는극성물질이면서분자크기가작기때문에활성 탄소에대한친화성이방향족보다크게낮아서보다완만한파과곡 선을형성한것으로사료된다.
3-2.삼성분계흡착특성
Fig. 5는활성탄소를이용하여 toluene, MEK, IPA삼성분계를흡 착실험한것으로각각 (a)흡착파과곡선과 (b)시간에따른삼성분의 흡착특성을나타낸그림이다. 삼성분계흡착실험에서는 toluene, MEK, IPA의각각의유입농도인 1,500, 200, 800 ppm으로부터 5％
에해당하는 75, 10, 40 ppm을파과점으로선정하였다. 삼성분의각
파과점은 IPA가 5 min, MEK가 65 min, toluene이 105 min으로
IPA >MEK>toluene 순으로검출되는것을볼수있다. 각파과점에서 의흡착량은 toluene이 0.21 g/g, MEK가 0.02 g/g, IPA가 0.008 g/g
으로나타났다. 지금까지 BTX(benzen toluene xylene)로대표되는 방향족탄화수소에대한활성탄의우수한흡착성능은많이보고되
Fig. 4. IPA adsorption on AC, ACF and AC&ACF(CO, IPA=2500 ppm, Q = 5 L/min).
Fig. 3. MEK adsorption on AC, ACF and AC&ACF(CO, MEK=2500 ppm, Q = 5 L/min).
고있으며, 본연구에서도그결과를확인할수있다[10, 11]. 이와
같은특징을갖고있으며 toluene흡착시단일성분이나삼성분계모
두에서 30％이상의흡착효율을보이는활성탄소가삼성분계에대 하여이토록낮은흡착성능을보이는것은이봉분포구조를갖고 있는활성탄소의특성과탄소에극성이고분자크기가작은 IPA의 특성이융합되지않기때문이다. 또한, 탄소와비극성물질이서흡
착율이높은 toluene과동시에주입을하기때문에 IPA와 MEK가
초기에흡착이된다하더라도활성탄소와의친화성이가장 큰
toluene이보다오랫동안, 많은양이흡착되는것이다.
Fig. 6은활성탄소섬유를이용하여 toluene, MEK, IPA삼성분계를 흡착실험한것으로각각 (a)흡착파과곡선과 (b)시간에따른흡착특 성을나타낸다. 흡착파과곡선에서각 흡착질의파과점을 보면
toluene이 85 min, MEK가 65 min, IPA가 65 min동안흡착한것을 알수있으며파과점에이르기까지 toluene, MEK, IPA 세가지성 분모두 100％흡착되다가파과점이지나면서급격이검출되어포화 에이르는것을확인할수있다. 이는활성탄소섬유에는대부분미
세기공(micropore)만이발달하여있어서흡착질은좁은미세기공에
서이루어지는미세기공채움현상이나좀더넓은미세기공에서이 루어지는협력흡착(cooperative adsorption)이주메커니즘이어서흡 착시간이대단히짧기때문에활성탄소에서는흡착능력이저조하였 던알코올류와열화현상이나타나는케톤류에대하여도흡착능력이 우수할뿐만아니라, 삼성분계의흡착에서나타나는흡착질간의경 쟁과상호작용에큰영향을받지않았다[12]. 파과점에서각각의흡
착량은 toluene이 0.35 g/g, MEK가 0.05 g/g, IPA가 0.05 g/g이었다. Fig. 7은조합흡착제에의한 toluene, MEK, IPA삼성분계흡착실 험으로각각 (a)흡착파과곡선과 (b)시간에따른흡착특성을나타낸 그림이다. (a)에서 toluene, MEK, IPA 각각의흡착질은 109 min, 94
min, 85 min 에파과가시작되는데파과점이시작되기전까지 99％
의흡착성능을보인것을확인할수있었다. 각파과점에서의흡착 량은 toluene이 0.26 g/g, MEK가 0.04 g/g, IPA가 0.04 g/g이었으며 활성탄소나활성탄소섬유에서와같이조합흡착제역시 IPA > MEK
> toluene 순으로검출되었다. 이는 toluene, MEK, IPA의분자구조 및크기, 극성의정도, 탄소원소에대한친화력차이때문에나타난 결과라해석할수있다.
각 Figure의흡착파과곡선을통해 IPA와 MEK가 toluene에비하 여빠른시간에검출되는유사한특성을가지고있음을모든탄소 흡착제에서확인할수있었다. 물론, 활성탄소의흡착성능이활성탄 소섬유와조합흡착제에비하여현저히저하되어있으나 IPA > MEK
> toluene순으로검출되는흡착특성은동일하게나타나고있다. 이
는각흡착질의분자량및탄소에대한친화성으로설명할수있는 데 toluene, MEK, IPA가각각 92.14, 72.12, 60.10의분자량을갖고 있으며, 탄소친화성도방향족류인 toluene, 케톤류인 MEK, 알코올
류인 IPA의순으로이루어져 Figure 상에서검출되는순서와부합
된다. 이러한현상은경쟁흡착의특성으로도설명되어질수있는데
IPA와 MEK가이미흡착되어있더라도분자량이가장크고탄소에
잘결합되는특성을가진 toluene에의해밀려날수있다. 이와같
Fig. 5. Three components(toluene_MEK_IPA) adsorption on AC
(CO, Mixture = 2500 ppm, Q = 5 L/min). Fig. 6. Three components(toluene_MEK_IPA) adsorption on ACF
(CO, Mixture= 2500 ppm, Q = 5 L/min).
은경쟁흡착현상은활성탄소섬유나조합흡착제보다활성탄소에서 매우두드러지게나타나는데이것은활성탄소의넓은기공분포때 문이다. 활성탄소가활성탄소섬유에비하여비교적크고다양한기 공분포를가졌기때문에세가지물질을동시에주입하여흡착할
경우 toluene보다분자량이상대적으로작고탄소친화성이떨어지
는 IPA와 MEK의흡착이용이하지않다. 또한, 흡착이되었다하더
라도 toluene에의한탈착현상이일어나게되어유입농도보다 2배
가량높게검출되는것이다. 한편, 파과점을기준으로는활성탄소섬 유>조합흡착제>활성탄소의순으로나타나활성탄소섬유가가장 우수한성능을가진것으로보이나조합흡착제와 10％가량밖에차 이가나지않았다. 또한, 각흡착제의파과점에서중량흡착량을비 교하였을경우활성탄소와활성탄소섬유를단일흡착제로적용하였 을경우보다조합흡착제로적용하였을경우에 2~5배가량의성능 향상효과를이끌어내었음을확인할수있었다.
이상의결과를통해 toluene은단일흡착실험시, 세가지흡착제
모두에서 30％이상의포화흡착율을보여산업현장의배출가스가
toluene만배출된다는가정하에서활성탄소의단독적용에무리가
없다고판단되었다. 그러나, 배출되는휘발성유기화합물은 toluene
이나단일성분으로만한정되어있는것이아니고, 삼성분계이상의 복합성분으로이루어져있다. 활성탄소는활성탄소섬유보다 10배 가량저렴한가격으로유통되고있지만, 극성인흡착질과케톤류나 알코올류를포함한다성분계의흡착에있어서는매우저조한흡착
성능을나타냈다. 반면에활성탄소섬유는다양하고복합적인흡착 질에대하여뛰어난흡착성능을갖고있다. 그러나, 흡착탑에활 성탄소섬유만을충진하였을경우압력손실이높고충진밀도가낮 으며활성탄소에비하여매우고가인단점이있다. 따라서, 본연 구결과에서볼수있듯이삼성분계의흡착은활성탄소와활성탄 소섬유를동시에적용한조합흡착제가효율성및경제적측면에 있어서휘발성유기화합물의흡착제거에가장적합한것으로나타 났다.
4. 결 론
본연구에서는탄소흡착제에의한단일성분및삼성분계흡착실 험을통해휘발성유기화합물의제거효율을향상시키고경제성을 갖춘흡착제거방법도출에그목적이있다.
(1) 단일성분흡착실험에서파과흡착량을기준으로비교한각흡 착제의흡착성능은활성탄소섬유>조합흡착제>활성탄소순으로 나타났다.
(2) 삼성분계흡착실험의경우, 활성탄소, 활성탄소섬유, 조합흡착 제모두에서각흡착질의파과점이 toluene > MEK > IPA 순으로나 타났음을확인할수있었다.
(3) 본연구로부터활성탄소와활성탄소섬유의적절한조합에의 하여삼성분계휘발성유기화합물을경제적이면서효율적으로제거 하기위한시스템개발의기초자료를제시할수있었다.
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