악취 / VOC의 발생 및 저감 기술 ( Odor / VOC Emissions and Control Technology ) Presented by Dr. Jo-Chun Kim Dept. of Environmental Engineering, Konkuk University

포르세 마티즈 벤츠

VOCs의 환경 및 보건학적 영향 관 점 영 향 광화학적 스모그 및 산성비의 전구 물질 유해성 성층권 오존 고갈 관 점 영 향 광화학적 스모그 및 산성비의 전구 물질 NOX 존재하에서 OH 라디칼 연쇄반응에 관여 오존과 다른 광화학 옥시던트를 생성 지표면에서 광범위한 광화학적 스모그 형성 인간의 건강에 부정적인 영향 산림의 생태계 파괴, 식량생산감소, 건축재료 파괴 유발 유해성 발암성 (예: Benzene, Formaldehyde 등 ) 중추신경계 교란 (예 : Toluene, Xylene 등 ) 성층권 오존 고갈 CFCs 등 염소계 용제 피부암, 돌연변이 영향

O3 생성 과정

VOC vs NOx limited

Urban / Rural Coupling

VOC 법적 규제 변화 1986.03.18 : 울산 대기보전특별대책지역 (울산‧미포 및 온산 국가산업단지 ) 1990.08.01 : 환경정책기본법 제정 (대기환경보전법 등 환경 6법 제정) 1996.09.20 : 여천공단 주변 대기보전특별대책지역 지정 1997.07.01 : 서울, 인천, 경기지역 대기환경규제지역 1999.03.31 : 휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모 , 배출억제․방지시설의 설치 등에 관한 규정 1999.12.01 : 부산, 대구, 광양만권역 대기환경규제지역 2001.01.04 : 대기보전 특별대책지역지정 및 동지역 대기오염저감을 위한 종합대책 (02.01.22) 개정고시 2001.03.08 : 휘발성 유기화합물 규제제품 및 물질 개정고시 (톨루엔, 자일렌 등 추가) 2003.12.31 : 수도권 대기질 개선에 관한 특별법 2004.02.09 : 악취방지법

환경정책기본법 (2003년 7월 1일) 정부는 국민의 건강을 보호하고 청결한 환경을 달성하기 위하여 환경기준 설정 정부는 국민의 건강을 보호하고 청결한 환경을 달성하기 위하여 환경기준 설정 시‧도의 조례로 환경기준보다 확대‧강화된 별도의 환경기준 (지역환경기준)을 설정할 수 있음 (개정 99.12 31) 환경기준의 설정 (법령 제 10조) 특별종합대책의 수립 (법령 제22조) 환경오염‧환경훼손 또는 자연생태계의 변화가 현저하거나 현저하게 될 우려가 있는 지역 환경기준을 자주 초과하는 지역 환경보전을 위한 특별대책지역으로 지정‧고시 특별종합대책을 수립하여 관할 시‧도지사에게 이를 실행하게 함 (개정99.12.31)

대기환경보전법 대기환경보전법 휘발성유기화합물 (법령 제2조 8의2) 배출허용기준 (법령 제 8조) 탄화수소류중 석유화학제품‧유기용제 그 밖의 물질로서 환경부장관이 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여 고시하는 것 (개정 2002.12.26) 휘발성유기화합물 (법령 제2조 8의2) 대기오염물질배출시설에서 배출되는 대기오염물질의 배출허용기준을 정함 (개정 1995.12.29) 시‧도의 조례로 배출허용기준보다 강화된 배출허용기준을 정할 수 있음 대기오염 특별대책지역안의 대기오염방지를 위하여 엄격한 배출허용기준을 정할 수 있음 배출허용기준 (법령 제 8조) 대기환경보전법 환경기준을 초과하였거나 초과할 우려가 있는 지역 대기환경규제지역 으로 지정‧고시 (개정 99.4.15) 대기환경규제지역의 지정 (법령 제 8조의 3) 대기오염 특별대책지역 또는 대기환경규제지역안에서 휘발성유기화합물 을 배출하는 시설 설치 시 신고 배출시설을 설치하고자 하는 자는 휘발성유기화합물의 배출을 억제 또는 방지하는 시설을 설치 휘발성유기화합물의 규제(법령 제28조의 2) (개정 2002.12.26) 법령 개정 (2003.05.29) , 시행령 개정 (2003.06.30), 시행규칙 개정(2003.12.10)

휘발성 유기화합물 규제제품 및 물질 제품 및 물질명 분자식 CAS No. 환경부고시 제2001- 36호 1 아세트알데히드 Acetaldehyde C2H4O[CH3CH0] 75-07-0 2 아세틸렌 Acetylene C2H2 74-86-2 3 아세틸렌 디클로라이드 Acetylene Dichloride C2H2C12 540-59-0 4 아크롤레인 Acrolein C3H4O 107-02-8 5 아크릴로니트릴 Acrylonitrile C3H3N 107-13-1 7 1,3-부타디엔 1,3-Butadiene C4H6 106-99-0 8 부탄 Butane C4H10 106-97-8 9 1-부텐, 2-부텐 1-Butene, 2-Butene C4H8[CH3CH2CHCH2 106-98-9 10 사염화탄소 Carbon Tetrachloride CCl4 56-23-5 11 클로로포름 Chloroform CHCl3 67-66-3 12 사이클로헥산 Cyclohexane C6H12 110-82-7 13 1, 2-디클로로에탄 1,2-Dichloroethane C2H4Cl2[Cl(CH2)2 Cl] 107-06-2 14 디에틸아민 Diethylamine C4H11N[(C2H5)2NH] 109-89-7 15 디메틸아민 Dimethylamine C2H7N 124-40-3 16 에틸렌 Ethylene C2H4 74-85-1 18 n-헥산 n-Hexane C6H14 110-54-3 19 이소프로필 알콜 Isopropyl Alcohol C3H8O[(CH3)CHOHCH3] 67-63-0 20 메탄올 Methanol CH4O[CH3OH] 67-56-1 6 벤젠 Benzene C6H6 71-43-2 17 포름알데히드 Formaldehyde CH2O[HCHO] 50-00-0

Methyl Tertiary Butyl Ether 21 메틸에틸케톤 Methyl Ethyl Ketone C4H8O[CH3COCH2CH3] 78-93-3 22 메틸렌클로라이드 Methylene Chloride CH2Cl2 75-09-2 23 엠티비이(MTBE) Methyl Tertiary Butyl Ether C5H12O[CH3OC(CH3)2CH3] 1634-4-4 24 프로필렌 Propylene C3H6 115-07-1 25 프로필렌옥사이드 Propylene Oxide C3H6O 75-56-9 26 1, 1, 1-트리클로로에탄 1,1,1-Trichloroethane C2H3Cl3 71-55-6 27 트리클로로에틸렌 Trichloroethylene C2HCl3 79-01-6 28 휘발유 Gasoline - 86290-81-5 29 납사 Naphtha 8030-30-6 30 원유 Crude Oil 8002-5-9 31 아세트산(초산) Acetic Acid C2H4O2 64-19-7 33 니트로벤젠 Nitrobenzene C6H5NO2 98-95-3 35 테트라클로로에틸렌 Tetrachloroethylene C2Cl4 127-18-4 32 에틸벤젠 Ethylbenzene C8H10 100-41-4 34 톨루엔 Toluene C7H8 108-88-3 36 자일렌(o-,m-,p-포함) Xylene C8H10 1330-20-7 37 스틸렌 Styrene C8H8 100-42-5 비 고 : CAS No(Chemical Abstracts Service Registry Numbers)는 미국화학회(ACS; American Chemical Society)에서 동질성을 가지는 물질 등에 부여한 고유번호.

배출허용기준 오염물질 배 출 시 설 적용기간 및 배출허용기준 도장시설(건조시설 포함) 탄화수소 (THC로서) 2004년 시행규칙 12조 관련 [시행규칙 별표 8] (개정 2001.10.16) 오염물질 배      출      시      설 적용기간 및 배출허용기준 2004년 12월31일까지 2005년 1월1일 이후 탄화수소 (THC로서) 도장시설(건조시설 포함) 배출가스량이 10,000㎥/시간 이상 시설 배출가스량이 10,000㎥/시간 미만 시설 - -    50ppm이하  100ppm이하  모든 배출 시설, 대기보전특별대책지역, 대기환경규제지역 포함

대기환경규제지역 서울특별시 전역 인천광역시 - 강화군, 옹진군 제외; 옹진군, 영흥면 포함) 경기도 - (수원시, 부천시, 고양시, 의정부시, 안양시, 군포시, 의왕시, 시흥시, 안산시, 과천시, 구리시, 남양주시, 성남시, 광명시, 하남시) 대상오염물질 : - 오존(휘발성유기화합물질, 악취포함), 이산화질소, 총먼지(TSP), 미세먼지(PM-10) 환경부고시 제1997-51호 (97.07.01) 환경부고시  제 99 -191호 (99.12.01) 목표 : 10년이내 환경기준의 80%이하가 되도록 달성 오존, 이산화질소 대상 (부산권역, 대구권역) - 부산광역시(기장군 제외), 김해시(진영읍, 장유․주촌․진례․한림․생림․상동․대동면 제외) - 대구광역시(달성군 제외) 오존 대상 (광양만권역) - 경상남도 하동군 하동화력발전소 부지 - 전라남도   ․광양시(봉강․옥룡․진상․다압면 제외)   ․순천시(승주읍, 주암․송광․외서․낙안․별량․상사․황전․월등면 제외)   ․여수시(돌산읍, 화양․남․화정․삼산면 제외)

휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제‧방지시설의 설치 휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제‧방지시설의 설치 휘발성유기화합물질을 배출하는 시설의 종류 및 규모 [별표 1] 구 분(업종) 배 출 시 설 시 설 명 규 모 자동차 제조업 도장시설(건조시설 포함) 모든 시설 유류, 유기용제 및 유기용제 함유 물질 저장시설 저장용량 10㎥ 이상 특별대책지역 2㎥ 이상 대기보전특별대책지역, 대기환경규제지역 해당 대기환경보전법시행령 제28조의2의 규정 관련 (1999.3.31)

휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제‧방지시설의 설치 휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제‧방지시설의 설치 휘발성유기화합물질 배출억제․방지시설 설치에 관한 기준 등 [별표 2] 구 분 (업종)  배출시설 기 준  자동차 제조업 도장시설    연속도장공정, 즉 메인부스(main booth)   기존시설 - 유기용제 사용을 억제, 사용도료내 유기용제 함유량 단계적 감소  신규시설 - 휘발성 유기화합물질 배출량이 전착 도장면적당 메탈릭도료(metallic paint) 사용시는 120g/㎡, 고체도료(solid paint) 사용시는 60g/㎡ 이하로 배출되는 시설을 갖출 것  그외 도장시설(건조시설과 혼합시설 포함) 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 배출을 억제할 수 있는 방지시설 설치  저장시설  저장시설은 밀폐구조, 환기구를 통해 배출되는 휘발성 유기화합물은 방지시설 설치‧처리 충전시 배출되는 휘발성 유기화합물질은 전량 운송차량으로 회수   대기보전특별대책지역, 대기환경규제지역 해당 대기환경보전법시행령 제28조의2의 규정 관련 (1999.3.31)

휘발성유기화합물 최적방지시설 설치 기준 최적방지시설 설치기준 배출시설 회수율 또는 방지시설 및 장치 기준 제거효율 6. 자동차 및 선박제조업체   가. 도장시설  활성탄 또는 생물학적 흡착시설로 국소배기 할 수 있는 증기회수시설 설치 촉매 산화 반응기 설치 소각시설 응축/흡착시설, 냉각시설 20%이상의 무공해 용제사용시설 제거효율 90%이상 나. 도료 등 저장시설 밀폐 및 회수시설 유류의 경우는 석유정제 및 석유화학 제품제조 시설의 저장시설 기준을 적용함 여천공단 주변 대기보전특별종합대책

수도권 대기질 개선에 관한 특별법 총 46조항, 2005년 1월 1일 부터 시행 (제정일 : 2003. 12. 31) 수도권지역중 대기오염이 심각하다고 인정되는 지역 수도권지역중 당해 지역에서 배출되는 대기오염물질이 수도권지역의 대기오염에 크게 영향을 미친다고 인정되는 지역 대기관리권역 오염물질을 대기에 배출하는 시설물, 기계, 기구 그 밖의 물체로서 대기환경보전법에 의한 배출시설과 환경부장관이 산업자원부장관과 협의하여 환경부령으로 정하는 것 배 출 시 설 배출시설 및 자동차 등 대기오염물질 배출원으로부터 배출되는 대기오염물질의 양을 무게로 환산 배 출 량 대기환경보전법 의한 대기오염방지시설중 현재 사용되고 있거나 적용가능한 대기오염물질 저감기술중 저감효율이 우수하다고 인정되는 시설로서 산업자원부장관과 협의하여 환경부장관이 정하여 고시하는 시설 최적방지시설 대기오염물질의 배출이 없는 자동차 또는 대기환경보전법에 의한 제작차 배출허용기준에 적합한 자동차보다 오염물질을 현저히 적게 배출하는 자동차로서 대통령령이 정하는 것 저공해자동차 대기환경보전법에 우선하여 적용, 이 법에서 규정하지 아니한 사항은 대기환경보전법이 정하는 바에 따름

수도권 대기질 개선에 관한 특별법 주요내용 국가는 수도권지역의 대기환경개선을 위한 종합적인 시책을 수립‧시행 대기관리권역을 관할구역으로 하는 지방자치단체는 관할구역의 사회적‧환경적 특성을 고려하여 대기환경개선을 위한 세부시책을 수립‧시행 사업장 오염물질 총량관리 사업장설치의 허가 배출허용총량의 할당 배출허용총량의 이전 총량초과부과금 휘발성 유기화합물 배출 억제 환경친화형 도료의 기준 - 대기관리권역에서 사용되는 도료에 대한 휘발성유기화합물의 함유기준을 정함 도료를 공급 또는 판매하는 자는 함유기준을 초과하는 도료를 대기관리권역안에 공급‧판매 금지 국가 및 지방자치단체는 제1항의 기준에 적합한 도료를 제조․공급 또는 판매하는 자에게 기술적‧재정적 지원 하도록 함

악취방지법 악취의 정의 주요 내용 황화수소, 메르캅탄류, 아민류 그 밖에 자극성이 있는 기체상태의 물질이 제정일 : 2004. 2. 9, 총 30조항, 공포후 1년이 경과한 날부터 시행 악취의 정의 황화수소, 메르캅탄류, 아민류 그 밖에 자극성이 있는 기체상태의 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새 지정악취물질, 악취배출시설 - 환경부령으로 정하는 것 주요 내용 지방자치단체 관할구역의 특성을 고려 악취방지시책을 수립‧시행 하여야 함. 악취실태조사 시‧도지사는 악취관리지역안의 대기중 지정악취물질의 농도와 악취의 정도 등 악취발생실태를 주기적으로 조사, 환경부장관에게 보고

악취방지법 악취관리지역 시‧도지사는 사업장에서 배출되는 악취를 규제할 필요가 있다고 인정되는 지역을 악취관리지역으로 지정 배출허용기준 악취관리지역안의 사업장에서 배출되는 악취의 배출허용기준은 환경부장관이 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여 환경부령으로 정함 악취방지법 시‧도는 조례로 배출허용기준보다 엄격한 배출허용기준 정할 수 있음 설치신고 악취관리지역안의 사업장에 악취배출시설 설치시 시‧도지사에 신고, 악취방지계획을 수립하여 신고 시에 함께 제출 악취방지계획에 따라 당해 악취배출시설 가동전에 악취방지에 필요한 조치를 하도록 함

도시 혹은 공장지대 악취물질 최저 감지값 악취물질 발생원 냄새종류 감지값 아황산가스 자동차 · 화력발전소 0.47 황화수소 정유공장 부패한 계란 썩는 냄새 0.00047 메틸메르캅탄 분뇨 처리장 자극적인 유황 냄새 0.0021 황화이메틸 야채 유황 냄새 0.001 벤젠 화학공장 용제 - 신너 4.68 스티렌 플라스틱 – 고무 냄새 0.047 암모니아 분뇨처리장 · 화학공장 자극성 냄새 46.8 디메틸아민 생선 냄새 메틸아민 자극성 생선 냄새 0.021 트리메틸아민 0.00021 아세트알데히드 곰팡이 냄새 0.21 페놀 의약품 냄새 아세톤 화학적 단 냄새 100.0 에탄올 단 냄새 10.0 디클로로메탄 화학, 기계가공 소화기 214.0 트리클로로에틸렌 용제 21.4 이황화탄소 레이욘 공장 포름알데히드 의류 자극성 건초 냄새 1.0

도료중 유기용제 함량저감에 관한 자발적 협약 협약 참여 기업 협약 목적 도료 중 유기용제 함량저감기준 건축용 도료와 자동차보수용 도료 중 유기용제 함량저감에 관한 자발적 협약 (2004. 01. 13.) 협약 참여 기업 건설화학공업 (주) (주) 금강고려화학 동주산업 (주) (주) 디 피 아이 삼화페인트공업 조광페인트(주) 협약 목적 건축용 도료와 자동차보수용 도료에 포함된 유기용제 함량과 해당 도료를 활용한 도장 과정 중 대기로 배출되는 유기용제의 양을 저감 도료 중 유기용제 함량저감기준 자동차보수용 도료 중 포함된 유기용제 평균 함량의 2003년 대비 2005년말, 2007년말 및 2009년말 저감 목표 기준을 설정하여 이를 저감

도료중 유기용제 함량저감에 관한 자발적 협약 협약적용대상 도료 자동차보수용 도료의 분류 자동차보수용 도료 정의 자동차보수용 도료 정의 - 자동차 수리업체 등에서 차체의 도장작업에 사용하는 도료 (국내에 판매되는 제품에 한하며, 주문자 생산방식에 의하여 생산되는 제품을 포함) 세부분류 - 세척 등 전처리용 프라이머 등 - 상도용 도료 (단층유색, 다층도장) - 기타 특수목적형 자동차보수용 도료 자동차보수용 도료의 분류 워시프라이머 프라이머 /서페이서 상도‐ single 상도‐ basecoat 상도‐ topcoat 특수기능도료 비고 1. 도료의 용도 분류는 제조사가 제공하는 도장사양서 또는 제품설명서를 따르되, 2개 이상의 구분에 모두 포함되는 경우에는 주된 용도를 기준 분류 2. 도료의 분류가 불분명한 도료의 분류기준에 대해서는 필요시 환경부장관과 협약기업이 협의하여 정함

VOC 배출원별 배출량 계 645,285,775 100 배출원 배출량(kg/년) 비율(%) 에너지산업 연소 3,737,283          3,737,283 0.6 비산업 연소          2,748,435 0.4 제조업 연소          2,267,206 생산공정        111,816,115 17.3 에너지 수송 및 저장         16,215,196 2.5 유기용제 사용        343,823,856 53.3 도로 이동오염원        102,620,909 15.9 비도로 이동오염원         17,216,214 2.7 폐기물 처리         44,840,561 6.9 계        645,285,775 100 환경부 (2002) 「대기보전 정책수립 지원시스템 구축사업」

서울시 VOC 방지시설 설치기준 방 지 시 설 설 치 기 준 대 상 시 설 구분 (업종) 배출시설 규 모 서울시 조례 기준 대   상  시  설 방 지 시 설 설 치 기 준 구분 (업종) 배출시설 규 모  자동차  정비시설 (Green Service)  용적5㎥ 이상 또는 3마력 이상의 도장시설 (건조시설포함) 방지시설은 다음과 같은 시설을 설치한다. 활성탄 등에 의한 흡착시설 탈착‧회수하여 처리하는 흡착제 재생시설을 설치 생물학적 처리시설 열 또는 촉매 산화반응시설 저온응축 또는 흡수시설 가목 내지 라목과 동등하거나 그 이상의 방지효율을 가진 시설 방지시설의 제거효율은 다음과 같다. 배출가스량 10,000 ㎥/시간 이상 : 70%이상 배출가스량 10,000 ㎥/시간 미만 : 85%이상 서울시 조례 기준

주요 도료의 온도에 따른 VOCs 구성비 우레탄계도료 [Urethane] 아크릴계도료 [Archryl] VOCs Evaporation Temp.(℃) 5 20 30 40 Benzene 2.32 4.04 4.51 2.55 Toluene 93.0 78.0 74.5 76.5 Ethylbenzene 1.65 5.58 6.41 m,p-Xylene 2.38 7.90 9.11 9.42 o-Xylene 0.94 2.90 3.28 3.42 VOCs Evaporation Temp.[℃ ) 5 20 30 40 Benzene - Toluene 83.3 89.6 90.7 87.7 Ethylbenzene 2.30 2.45 2.59 3.13 m,p-Xylene 11.6 11.9 13.0 16.0 o-Xylene 1.78 1.99 1.94 2.01 Source : 김소영, 2001

주요 도료의 온도에 따른 VOCs 구성비 알키드 에나멜 바디쉬 [Alkyd Enamel] 신나 [Thinner] VOCs Evaporation Temp.[℃ ) 5 20 30 40 Paraffins Butanex 0.02 0.81 0.07 0.04 Iso-Pentane 1.06 5.66 0.70 0.43 Hexane 0.33 1.10 0.40 Heptane 2.12 4.43 3.12 4.06 Aromatic Benzene 0.11 0.41 0.14 0.13 Toluene 19.3 2.52 1.63 1.95 Ethylbenzene 13.1 13.0 18.3 27.9 m,p-Xylene 36.8 41.0 45.3 13.3 Styrene 2.11 4.11 3.08 4.47 o-Xylene 19.2 20.8 22.0 39.2 VOCs Evaporation Temp.(℃) 5 20 30 40 Benzene - Toluene 81.4 89.1 93.9 88.9 Ethylbenzene 0.45 0.44 0.99 0.16 m,p-Xylene 5.18 2.05 3.25 0.84 o-Xylene 0.85 0.27 0.42 0.08 Source : 김소영, 2001

실제 공정의 VOCs 성분비 국내 모사 자동차 도장공장의 배가스 성분 국내 모사 자동차 도장공장의 배가스 성분

자동차 도막의 구성

자동차 도장 공정 흐름도 소부건조 소부건조 소부건조 소부건조

도장방법별 및 도장 설비별 VOC 배출량 Source : 첨단환경기술, 1996 공장 도장공정 도장 방법 도장설비 배출량 [g/min] 배출비율 [wt %] 자동차 제조공장 A 초벌칠 [금속도장] 자동정전 + 에어스프레이 [도장 부스 + 세팅] 소부건조로 1,292 14.3 98.9 1.1 자동, 수동 정전 729 15.4 97.9 2.1 중간칠 577 27.0 95.5 4.5 마무리칠 전착 도장 부스 14.7 76.8 16.1 83.9 제조공장 B 녹 방지도장 66.1 - 자동정전 1,493 63.6 95.9 4.1 124 10.6 92.1 7.9 방음도장 15.1 1.9 25.3 Source : 첨단환경기술, 1996

Odor / VOC 처리기술 비연소법 연 소 법 회 수 법 신 기 술 활성탄 흡착법 (Adsorption) 생물학적 처리 (Biofilter) 흡수법 (Absorption) 비연소법 열연소(소각)법 (Thermal Oxidation) 촉매연소(소각)법 (Catalytic Oxidation) 농축 촉매 연소 (Concentration and Catalytic Oxidation) 축열연소(소각)법 축열식 연소법 (Regenerative Thermal Oxidation) 축열식 촉매연소법 (Regenerative Catalytic Oxidation) 연 소 법 회 수 법 K–filter 흡착 회수법 (K-filter Adsorption) 초저온 응축회수법 (Cryogenic Condensation) 냉각응축법 (Condensation) 멤브레인 분리법 (Membrane Separation) 신 기 술 전자빔 조사법 (Electron Beam Irradiation] 코로나 방전 (Corona Discharge) 플라즈마 처리법 (Plasma) 광촉매 산화법 (Photocatalytic Oxidation)

방지기술의 일반적인 특성 제어기술 자본비 운영비 실제현장 사용여부 공정의 융통성 대용량 처리능력 저농도 오염물질 적용가능성 열소각 흡   착 흡   수 응   축 Bio 필터 촉매소각 광촉매산화 고 저 중 O X(O) X Source : Oliva, M.J. et al., Control Methods for Air Emission from Explosive Manufacturing, AWMA 87th Annual Meeting & Exhibition, Air & Waste Management Association, Pittsburgh, 1994.

방지 기술의 특성 비교 특 성 응축 흡착 열소각 촉매소각 축열 소각 악취제거 D B C 가스 F A 저유량, 저농도 특   성 응축 흡착 열소각 촉매소각 축열 소각 악취제거 D B C 가스 F A 저유량, 저농도 고유량, 저농도 저유량, 고농도 고유량, 고농도 탄화수소 가스 Cl₂/ S 포함 유기가스 응축 가능 탄화수소 응축가능 Cl₂/S포함 유기가스 먼지 연속 1회식 운전(batch)   ※ A : 탁월 ,  B : 좋음 ,  C : 만족 ,  D : 미흡 ,  F : 적용불가 Soruce : AWMA, Emerging Solution to VOCs & Air Toxics Control, Air & Waste Management Association, 1996. 2

신기술 ( Recent Technologies ) 플라즈마 처리법 (Plasma) 코로나 방전 (Corona Discharge) 광촉매 산화법 (Photocatalytic Oxidation) 전자빔 조사법 (Electron Beam Irradiation)

비열플라즈마 (Nonthermal Plasma) Under atmospheric pressure Creating active species (radicals, ions, electrons) High-energy electrons (1-10eV)

광촉매 (UV/Photocatalyst) Require low Temperature Cost effective (Low concentration gas) TiO2 was widely used (its high activity)

전자빔 (Electron Beam) 전자 (Electron) + 빔 (Beam)의 합성어 전자빔은 전자들의 흐름 Scanner CRT monitor Electron Accelerator Ti foil Accelerating tube Screen H.V. Terminal Electron Gun Irradiated material Electron beam 전자 (Electron) + 빔 (Beam)의 합성어 전자빔은 전자들의 흐름 유사한 원리 : TV 브라운관 전자가속기 (Accelerator) 전자 : 가속관 상단의 텅스텐 재질인 음극에서 방출 진공상태의 가속관을 통해 가속 편향코일을 거쳐 빛의 속도에 가깝게 인출창을 통해 방출 전류는 반응에 필요한 전자의 수와 관계 전류가 높을수록 비례하여 전자가 많이 방출

Radical Reaction 주 반응 : Radicals에 의한 산화·환원 반응 부 반응 : 가속된 전자와 처리대상물질과의 직접충돌 ·OH, ·H, O, N, ·HO2 Radical, Ion O2 → O, O2+, O2-, O3, e- N2 → N, N2+, N*, e- H2O → ·H + ·OH ·H + O2 → ·HO2

Hybrid E-Beam Process Hybrid EB System VOCs CO2+H2O Hybrid EB reactor Catalytic Oxidation Ceramic Bed Catalyst Bed Hybrid EB reactor EB Irradiation Hybrid EB System VOCs CO2+H2O OH radicals EB Catalytic oxidation Catalyst Intermediate Products

Characteristics of E-beam Hybrid 반응시간이 10-8~10-12초로 매우 빠름 설치면적을 적게 차지함 전자빔에 의해 VOCs 및 악취물질을 무해한 구조로 변화 복합 VOC 및 악취 처리에 탁월한 성능발휘 전력비 등 유지관리비용이 적게 소요됨 2차 오염물질 발생이 없고 촉매 산화에 의해 완전산화 촉매 사용량이 매우 적음 저농도 대용량 일수록 경제성이 뛰어남 폭발위험이 없어 안전함

Hybrid E-Beam System for Pilot-Scale GC/FID, GC/MS CO2 / O3 Analyzer Humid-Thermometer Aerosol sampler VOC Vaporizer Mixing Chamber Heater GC/FID Thermometer Accelerator (1MeV,40kW) Blower (670Nm3/h) Hybrid Reactor Air