VOCS 및 처리장치 D조 조장 : 박지수 조원 : 한유진 조훈경

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1 VOCS 및 처리장치 D조 조장 : 200901232 박지수 조원 : 200901265 한유진 200802018 조훈경
유성훈 김남균

2 차 례 VOCS 유해성 소각처리 방법 비소각처리 처리장치별 비교 및 기타사항

3 휘발성 유기화합물 VOCs

4 휘발성 유기화합물 VOCs (Volatile Organic Compounds)
상온, 상압 에서 액체상이나 고체상으로 존재할 수 있 지만 쉽게 증발되어 대기 중에서는 가스상으로 존재하는 모든 유기화합물질로 20℃에서 760torr(101.3kPa) 보다는 작고 1torr(0.13kPa)보다 큰 증기압을 가짐 대기오염, 지구온난화 유발 발암성 물질 일반탄화수소 (지방족-Paraffin계, Olefin계/방향족) 비균질 탄화수소 (알데히드/케톤류)

5 국가별 VOCs 정의 ◎ 한국 탄화수소류 중 레이드 증기압이 10.3kPa(또는 1.5 psia)이상인 석유화학제품·유기용제 기타 물질로서 환경부장관이 관계 중앙 행정기관의 장과 협의하여 고시하는 물질 (대기환경보전법시행 령 제39조 제1항)로 정의하고 있으며 환경부고시 제 호 ( )에 따라 벤젠, 부타디엔, 휘발유 등 37개 물질 및 제 품을 규제대상으로 하고 있다. ◎ 미국 EPA 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속성 탄산염 및 탄산암모늄을 제외한 탄소화합물로서, 대기중에서 태양광선에 의해 질소산화 물(NOx)과 광화학적 산화반응을 일으켜 지표면의 오존농도를 증 가시켜 스모그현상을 일으키는 유기화합물질로, 벤젠, 톨루엔, 프로판, 부탄, 헥산 등 광화학 반응성이 에탄보다 큰 318종의 물 질과 이들 물질이 포함된 진 증기압(True Vapor Pressure : TVP) 이 1.5psia 이상인 석유화학제품 및 유기용제 등을 말하며, 메탄, 에탄, 메틸클로라이드, 메틸클로로포름, 클로로플로로탄소류 및 퍼플로로탄소류 등과 같이 광화학 반응성이 낮은 화합물은 제외 하고 있다.

6 ◎ 유럽 레이드 증기압이 27.6kPa(4.01psia)이상 되는 석유류 제품(첨가 제 유무에 무관)중 액화석유가스를 제외한 물질들로 산업체에서 많이 사용되고 있는 용매와 화학 및 제약공장, 플라스틱의 건조 공정에서 배출되는 유기가스 등으로 저비점 액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족화합물과 같이 우리 생활주변에서 흔하게 사용되 는 탄화수소류를 말한다. 또한, 방향족 탄화수소나 할로겐화 탄 화수소 등은 인체에 유해한 영향을 주는 독성학적인 측면이 있고, olefin계 탄화수소는 광화학 반응을 일으키는 전구물질로서 중요 성을 갖고 있으며, 성층권의 오존층 파괴와 지구온난화에 영향을 미치는 물질로 설명하고 있다. ◎ 일본 탄소화합물 중 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산 등 염류를 제외한 유기화합물질(단, 메탄은 제외)로 원유, 가솔린, 나프타 및 항공 터빈연료유 4호(JP-4)의 원유 등 석유제품을   말하며, 이외의 물 질로는 단일물질은 비점이 1기압에서 섭씨 150℃ 이하인 물질과 혼합물질은 1기압에서 5퍼센트 유출점이 섭씨 150℃ 이하인 물 질이 있다. 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산 및 그 염류, 메탄, 에탄, 트리클로로에탄 및 트리클로로트리플로로에탄 등 광화학 반응성 이 낮거나 없는 물질은 제외하고 있다.

7 휘발성 유기화합물의 종류

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9 일반적인 분류 > 비등점에 따라(WHO) > 존재 상(Phase)의 형태에 따라 고 휘발성(VVOCs)
비등점 0℃～(50℃-100℃) 휘발성(VOCs) (50-100℃)～( ℃) 증기압 10-2kPa 이상 휘발성(Volatile) 증기압 10-2～10-8kPa사이 반 휘발성(Semi-Volatile) 증기압 10-8kPa 이하 비 휘발성(Non-Volatile) 반 휘발성(SVOCs) (240～260℃)～( ℃) 고형상태(POM : Particle-bond Organic Compounds) 380℃이상

10 VOC 배출원/배출량 자연적 배출원 인위적 배출원 배출원별 VOC배출량 토양, 습지, 수목류, 초지
유기용제 사용시설, 도장시설, 석유정제시설 및 석유화학제품 제 조시설, 저유소, 주유소, 세탁소 및 인쇄소 등의 면 오염원. 인간의 일상생활과 밀접한 관계가 있는 소비상품, 건축자재 등. 자동차, 기차, 선박, 비행기 등의 배기가스 이동배출원인 자동차에서 30～40% 도장시설 등 유기용제를 다량 사용하는 시설에서 30～40% 주유소 및 석유 저장․출하시설에서 10～20% 세탁소 및 기타 배출원에서 나머지 10～20% 정도 자연적 배출원 인위적 배출원 배출원별 VOC배출량

11 특성 1) 물질자체가 직접적으로 인체에 유해 (방향족 또는 할로겐족 탄화수소) 방향족 탄화수소 : 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등
     방향족 탄화수소 : 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등      할로겐 탄화수소 : Cl, F를 포함한 탄화수소  2) 인체에 대한 유해성은 크지 않으나 광화학반응을 통 하여 스모그 발생의 원인이 됨     (지방족 탄화수소류, 특히 올레핀 계)  3) 지표면 부근에서 오존의 생성에 관여하여 결과적으로 지구온난화에 간접적 기여  4) 성층권 오존층 파괴원인 물질 (프레온) 5) 반응성이 작아 장기간 대기 중에 체류하여 환경에 누 적되거나 축적되어 인간을 포함한 자연생태계에 영향 을 미침 (PCB)

12 VOCS 유해성

13 VOC의 문제점 독성화학물질 성층권의 오존을 파괴하고 지구온난화에 영향을 미침 VOC는 여러 화합물의 총칭
일반 대기오염 물질과는 다르게 배출원이 굴뚝으로 고정되어 있지 않고 저장시설과 수송수단 및 공정 중에서의 증발 및 누 출 등 불특정 배출원으로부터 배출되는 오염물질 →배출원 관리는 주요 배출원별 방지기술 등 시설관리가 주 관리 방법이며 개별 VOC 화학물별 산출량 산정 및 분석에 어려움이 따름 개별VOC 화합물의 배출현황 및 배출량 산정이 매우 중요 측정 방법의 확립과 분석기기 및 분석요원이 확보 필요

14 벤젠 메탄올 크실렌 에틸벤젠 톨루엔 유해성

15 휘발성 유기화합물의 특이 독성 벤젠 C6H6의 화학식을 갖는 간단한 방향족 탄화수 소류, 석유로부터 얻음 중추신경계 활동 저하
장기간 다량 노출된 근로자의 발암율이 증가하 는 것 과 깊은 관련이 있음 저농도롤 장기간 노출된 근로자의 발암율도 증 가할 수 있음 조형기능 장해(범혈구 감소증, 재생불량성 빈혈)

16 메탄올 CH3OH의 시성식을 갖는 가장 간단한 알코올, 유기합성재료, 용제, 세척제, 연료, 에탄올의 변성용으로 쓰임 흡입
단기간 노출: 자극, 기침, 귀울림, 변비, 두통, 졸음, 현기증, 얼얼한 느낌,극도의 고통, 떨림, 조정(기능) 손실, 혈액 장애, 신경 이상 장기간 노출: 자극, 빛에 대한 민감도, 혈압 변화, 구역, 구토, 설사, 위통,호흡곤란, 불규칙 심장박동, 두통, 졸음, 현기증, 지남력 상실, 극도의 고통,조정(기능) 손실, 시각 장애, 동공확장 또는 핀-포인트 동공, 실명, 푸른 빛 피부색, 폐 울혈, 심장 이상, 신장 이상, 간 이상, 신경 이상, 생식계 영향, 뇌에대한 영향, 경련, 의식불명, 혼수 피부 접촉 단기간 노출: 자극, 흡수가 일어날 수도 있음, 두통, 졸음, 현기증, 조정(기능)손실, 혈액 장애 장기간 노출: 두통, 졸음, 현기증, 조정(기능) 손실, 혈액 장애, 신경 이상

17 크실렌 크실롤, 디메틸 벤젠이라고도 함, 부색의 액체 경유속에 1% 정도 함유, 나프타의 접촉개질에 의해 대규모로 생산 용해력이 커서 이성질체 혼합물 그대로 용제로 사용, 옥탄가가 높아 가솔린에 배합해 연료로 사용 유해성중추신경 계통의 기능저하가 일어남 발암성 기형성 등은 유발하지 않음

18 에틸벤젠 무색의 액체로 석유, 가솔린, 나프타 등에 함유, 불리하기 어려움 벤젱에 염화알루미늄을 섞어 에틸렌을 불어넣어 증류 분리하여 얻음 중추신경 계통의 기능저하가 일어남, 발암성, 기형성 등은 유발하지 않음 중독증상으로는 형기증, 무기력을 유발시키며 마취작용을 함 처리방법 : 취수중지 및 급수중지, 활성탄 처리

19 톨루엔 무색의 액체 석탄을 건류하여 얻은 건류를 황산으로 씻은 다음 정류하여 만듦 중추신경 계통의 기능저하가 일어남, 피부염 기관지염, 두통, 현기증 유발 급성중독으로는 마취상태를 유발하 고 만성중독으로는 빈혈, 백혈구 감소, 위장장해를 유발 피부염 기관 지염, 두통, 현기증 유발 처리방법 : 취수중지 및 급수중지, 활성탄 처리

20 할로겐화 탄화수소(ccl4, chcl3등) 염화비닐 근골격계 장해, 간독성,발암성(간맥관 육종)
간독성, 신독성, 심장독성(부정맥, 돌연사), 동물에서 발암성 염화비닐 근골격계 장해, 간독성,발암성(간맥관 육종) 할로알켄(할로젠화알켄일)의 일종으로 상온·상압에서 무색의 기체로, 클로로폼 비슷한 상쾌한 냄새가 남 인화성이 있고, 증기와 공기가 섞인 것은 폭발성이 있음 폴리염화비닐을 제조하는 데 널리 사용되는 중요한 화학물질

21 이황화 탄소 포름 알데히드 노르말 헥산 -알레르기성 피부염, 폐기능 저하, 동물에서 발암성
-뇌병증, 말초신경병증, 관상 동맥성 심장병, 시력장해, 청력손상, 생식기능 장해, 간독성, 신독성 노르말 헥산 -말초신경 장해

22 소각 방법

23 연소 연소란 ? 각 원소 또는 화학 물질들이 산소와 급속히 결합할 때 일어나는 화학프로세스 로서 동시에 열을 발산
연소란 ? 각 원소 또는 화학 물질들이 산소와 급속히 결합할 때 일어나는 화학프로세스 로서 동시에 열을 발산 연소반응이 완전하게 진행되기 위한 조건 (3T) ① 연료를 점화시킬수 있는 충분한 온도(Temperature) ② 연료 혼합물이 잘 섞일수 있는 난류혼합(Turbulence) ③ 산화반응이 진행되는데 필요한 충분한 체류시간(Time) 연료와 산소가 1:1로 완전히 혼합되어야만 연소가 완전히 이루어짐. 그렇지 않으면, 불완전 연소반응이 일어나 연소 효율이 저하됨. 일단 연소실 설계와 가스의 유속이 정해지면 Turbulence 의 정도는 레이놀드 수로부터 예측할 수 있다. Re = DVρ / μ 연소 반응 속도는 온도에 매우 민감하여 저온에서는 천천히 그리고 고온에서는 급속히 진행. 연소실의 설계 온도는 이들 점화 온도보다 대개 ℃ 이상으로 설계됨. 연소실내에서의 체류시간은 연소 온도에 직접적인 영향을 미침. 연소 온도를 높이면 체류시간을 짧게 해도 같은 연소율을 얻을 수 있으며 반대로 연소 온도가 낮아지면 체류시간은 더 길어져야 함.

24 직화식 연소법 (TO:Thermal Oxidizer)
고온에서 산화·분해되는 모든 처리대상 기체에 적용시킬 수 있는 효과적인 기술로 연소효율이 99% 이상으로 매우 우수함. 직접 소각하므로 일반적인 소각로가 이에 해당. 처리대상 기체의 발화점 이상으로 온도를 유지하고 적절한 체류시 간을 설정하여 처리대상 기체를 산화시켜 물과 이산화 탄소로 분해되는 메카니즘을 이용하는 장치. 최근 에너지 회수장치와의 접목을 통해 에너지 회수율이 큰 재생 또는 복열 회수장치나 열회수 장치를 이용. 일반적으로 650℃~870℃ 정도의 연소온도와 0.5~1.0초 의 최소 체류시간을 나타냄

25 장·단점 장점 단점 적정한 연소온도 유지 → 높은 연소효율 폐열 회수장치, 폐열 보일러 등을 개선 → 경제적인 폐열 회수 가능
장치가 소형(Compact) → 유지 ·보수 간단 단점 고온 → NOx 생성가능성 있음. 온실가스인 CO2가 많이 발생. 할로겐 화합물 처리할 경우 → 세정장치 필요 열회수 장치가 없는 경우 → 연료비가 많이 듬

26 축열식 연소법 (RTO:Regenerative/Recuperative Thermal Oxidizer)
배기가스의 폐열을 최대한 회수하여 이를 흡기가스 예열에 이용하기 위해 표면적이 넓은 세라믹(Ceramic) 등의 축열 재를 직접 가열하고 재생(Regeneration)하는 장치를 말한 다. 열을 회수하는 방법에 따라 크게 열교환(Recuperative)방 법과 재생 (Regenerative)방법이 있다. 열교환 (Recuperative)장치는 폐열을 대기로 방출하기 전에 열회 수를 위해 향류나 병류의 다관식 열교환기를 사용하여 열을 회수하는 장치이며, 재생(Regenerative) 장치는 세라믹 등 축열재를 사용해서 열을 회수하는 것을 말한다.

27 - 열교환방법 (Recuperative)
유입가스의 예열을 위해 열교환기와 같은 간접적 열전달 장치 이용 처리대상 가스는 연소실로 유입되기 전에 교환장치를 통해 예열되는데 이때 열교환장치는 연소실 배출가스의 높은 에너지를 연소실 주입가스에 복열 연소시 주로 사용되는 열교환장치 선정시 폐가스의 유속, 배출가스의 온도, 열교환 효율 및 경제성 등을 고려하여야 한다.

28 - 재생방법 (Regenerative) 배출가스 중 VOCs를 함유한 공기를 포집 후 전처리하여 고온으로 소각하여 제거하는 방식. 열회수 방법으로는 재생방식을 사용하며 세라 믹 등의 축열재를 사용해서 열을 회수. 오염된 공기를 세라믹 축열재에 통과시켜 예 열·연소시키는 주기를 반복함으로써 90%이상 의 높은 열회수율을 얻는 동시에 처리가스 중 의 VOCs를 95%이상의 높은 효율로 산화분해 ·처리

29 RTO system 구성

30 장·단점 장점 단점 간단한 설계 저렴한 초기비용 구조가 작고 가벼움 유해가스가 고온에서 화염과 접촉 → 다량의 NOx 발생
열회수 효율이 낮음 → 연료비가 많이 듬 (재생TO<열교환TO<TO) 고온으로 인한 열교환기와 튜브의 중합 및 손상이 야기

31 축열식 촉매연소법 (RCO:Regenrative Catalytic Oxidizer)
원리 : 축열식연소설비의 원리를 기본으로 연소실내의 온 도가 750 ~ 900도를 유지하기 위해 필요한 연료량을 절 감하기 위한 방안으로 촉매에 의한 연소를 추가. 촉매제 는 가스성분 및 농도에 의하여 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd) 재질을 사용 세라믹 축열제를 이용하여 가열한 후 촉매층을 통과시켜 산 화가 일어나게 하여 이산화탄소와 물로 산화분해시키는 설 비로 버너, 세라믹축열제, 촉매층, 연소실, 제동기 시스템으 로 구성.

32 장점 단점 저온에서 VOCs 연소 → 연료소비량 적음 적정한 연소온도 유지 → 다양한 VOCs처리, 높은 연소효율
저온에서 촉매와 접촉산화 → NOx 생성이 적음(RTO보다 60%정도 적게 배출) 90%이상의 열회수가 가능 장치가 소형(Compact) → 설치공간이 RTO보다 작음 단점 적용범위 한정 → 처리대상 기체의 성상에 영향 폐열을 스팀으로 회수하는 경우 → 적용할 수 없음 촉매의 수명 3~5년 → 정기적인 촉매교환 필요 고온산화보단 작지만 초기비용이 큼

33 촉매독의 정도와 그 대책 촉매독 활성저하도 재생 활성저하원인 대책 유기실리콘 화합물 강함 가능 ․촉매표면에서 촉매금 속 피독
․전처리 ․재생처리 유기인 화합물 극히 강함 농도에 따라 가능 ․배금-인 화합물 형성 ․촉매교환 염소 화합물 ·저농도에서 1차 피독 ·고농도에서 영구 피독 경우에 따라 약품 세정가능 ․350℃ 이하에서 촉매 표면에 강하게 흡착 ․그 이상에선 촉매독 이 없음 ․온도상승 ․내할로겐 촉매사용 유기금속 화합물 불가 백금과 합금형성 황 화합물 ․300℃이하에서 촉매 표면에 강하게 흡착 타르, 농무 약함 ․촉매표면을 물리적으 로 피독 ․500℃에서 가열처리 먼지 ․Air filter 설치 ․Air blow ․물세척

34 RCO system 구성

35 촉매 소각로 (CTO: Catalytic Thermal Oxidizer)
연료비 절감을 위해 비교적 낮은 300 ~ 450℃ 정도의 온 도에서 촉매에 의한 산화작용을 하도록 한 것 VOC물질의 가스는 먼저 열교환기를 통하여 예열한 후에 연소실로 유입되어 촉매 연소의 적정한 분위기 온도인 300 ~ 450℃ 정도를 유지하여 촉매층을 통과하면서 촉 매산화에 의하여 연소. 연소용 버너는 연소로에 설치된 온도조절 장치(TIC)에 의하여 연료량과 연소공기량을 자 동조절하여 일정한 온도를 유지함. 분해된 가스는 배출되면서 에너지 회수를 위한 열교환기 에서,유입되는 VOC가스를 예열시켜 약 70% 이상의 열 을 회수함. 연소방식의 VOC제거설비에서의 가장 큰 관심중의 하나는 연료소비량을 최소화 하는 것이다. 방지시설을 유지관리 하는데 있어 경제성의 확보는 설비의 선택시 중요한 요소가 되기 때문이다. 800도 이상의 높은 온도에서의 연소는 VOC물질의 분해효율도 높고, 그 처리에 있어서도 확실한 성능을 유지할 수 있으나, 연료비 절감을 위해 비교적 낮은 300 ~ 450도 정도의 온도에서 촉매에 의한 산화작용을 하도록 한 것이다. 촉매에 의한 산화연소로 인하여 VOC물질을 함유하고 있는 가스가 95%이상의 분해효율을 얻을 수 있도록 하였다. 그러므로 연료소모측면 에서는 경제적이지만, 일정기간이 경과하면 촉매제를 교환할 필요가 있다."

36 장·단점 장점 단점 낮은 온도에서 처리 → 연료소모량이 적어 경제적임. 구조가 간단 → 유지·관리가 용이
현장부지여건에 따라 수평형 또는 수직형으로 설치가능. 단점 고가의 촉매교체비 촉매독을 야기할 수 있는 물질(할로겐화합물, 황산화물, 유기실리콘, 타르 등)의 유입시 → 별도의 전처리과정 필요

37 CTO system 구성

38 비소각 방법

39 비소각방법 흡착법 활성탄 제올라이트 저온응축 시설 흡수시설 생물처리법 바이오필터 바이오스크러버 바이오트리클링 필터 막분리법

40 흡착법 배출가스와 고형의 흡착제가 접촉하면 흡착제 표면에 배출가스가 포집되는 현상으로 배출가스내의 많은 화합물을 회수하거나 감소시킬 수 있는 수단 흡착법 이란? 활성탄, 알루미나, 보크사이트, 본차, 탈색카본, 흘러스어브, 마그네시아, 실리카겔, 황산 스트론티움 등 흡착제의 종류

41 특성 1. 오염물질이 비가역성이라도 가능 2. 제거효율 95~99% 3. 농도가 너무 낮을 경우 사용 불가
4. 최저폭발한계의 ¼ 이하에서 운동 바람직 5. 흡착하는 VOC량에 영향을 주는 요인 : 흡착 온도와 압력, 흡착된 화합물질, 활성탄의 특성 등 6. 탈착 : 가열된 분자는 흡착제의 표면에서 떨 어져 나오게 된다. (열원 : 스팀, 가열된 질소, 마 이크로웨이브를 이용, 진공으로도 가능)

42 흡착장치의 종류 이동상 고정상 유동상 흡착제 가스 재생 고정 중력에 의해 낙하 흡착제 기계적으로 부착 처리가스 속 이동
상부,하부에서 흘려보냄 흡착제와 동일한 방향으로 흐름 고정 가스 수증기, 뜨거운 불활성 기체 탑 하부 또는 별도의 탑에서 행함 처리가스에서 떨어진 곳 재생

43 가연성 증기가 VOC와 공기 혼합물인 배출가스 내에 존재한다면 흡착시 방출되는 열로 인해 높은 온도가 발생하기 때문
전처리 냉각 VOC의 흡착은 낮은 온도에서 잘 일어난다. 제습 상대습도가 제거효율을 저하시킬 수 있다. 높은 VOC 농도 가연성 증기가 VOC와 공기 혼합물인 배출가스 내에 존재한다면 흡착시 방출되는 열로 인해 높은 온도가 발생하기 때문

44 활성탄 흡착법 흡착성이 강하고, 대부분의 구성물질이 탄소질로 된 물질로, 흡착제로 기체나 습기를 흡수시키는데, 또는 탈색제로 사용 활성탄 활성탄모양 활성탄재질 섬유상 - Cellulose계 - PAN (Polyacrylonitrile)계 - 석탄 Pitch계 입상 - 야자껍데기계 - 석탄계 - 기타 구형 벌집모양 - 위의 섬유상 활성탄 종류 - 야자껍데기 -기타 (1) 가장 보편적으로 사용, 대기중의 저농도 오염물질을 제거할 목적. (2) 대기오염물질의 제거, 용매회수, 악취제거 등에 폭넓게 사용 (3) 흡착능력은 분자량에 비례 (4) 알콜,케톤 및 방향족 화합물 등과 같은 분자량이 45~130인 비극성 화합물의 흡착에 많이 사용 (5) 휘발성이 낮고 분자량이 큰 화합물은 거의 완벽하게 제거 (6) 흡착제에 재생시 탈착이 어려움 (7) 끓는점이 148.9℃ 이상이고 분자량이 130이상인 화합물에는 적용이 어렵다 (8) 휘발성이 높고 분자량이 45이하인 물질 역시 흡착어려움 (9) 전처리 과정이 요구된다 (10) 이상적인 흡착조건 : 상대습도 50% 이하 가스온도 54.5℃ 이상 K-Filter 흡착법 (회수 방법) 기존의 입상활성탄 대신 섬유상 활성탄을 이용하여 VOCs를 흡착시킨 후 단시간내 탈취하여 응축기를 이용 응축시켜 용제를 분리회수하는 방식이다.

45 제올라이트 흡착법 1. 흡착제중 가장 활용 방안이 높다 2. 무기성 물질로써 결정구조와 고정된 공극 사 이즈를 가진다.
3. 선택적인 흡착이 가능 4. 정확한 공극 사이즈 맞춤이 가능 5. 비가연성 → 850℃ 고온에서도 견딜수 있다. 6. 열적 안정성 7. 소수성 → 수증기가 흡착 반영역학에 영향을 미치지 않음.

46 장점 제거효율 높다 설계 및 농축 처리 간단 공정변경시 제어 및 대응이 우수 최소의 연료비가 요구 공정상 생성물의 회수가 가능

47 단점 재생이 발생하는 폐수, 특히 수용성 유기물이 존재하는 경우 또 다른 처리과정이 필요
전처리 장치로 가스속에 함유되어 있는 입자상 물질의 여과장치가 필요 운영비와 유지비용이 많이 든다. 재생회수가 증가함에 따라 흡착능력이 점진적으로 감소

48 저온응축시설 휘발성유기화합물질의 온도를 감소시켜 증기압을 낮추어서 액상으로 회수하는 방법이다. 90% 이상 제거 효율 정의
배출가스의 농도변화나 유량변화 등 다양한 조건하에서도 효율이 일정 특성 냉매: 냉수, 염수, 암모니아, 액체질소 냉매로는 액체질소를 많이 사용.액체질소는 냉각효과가 크다

49 냉각제를 생산. 생산된 냉각제는 튜브를 통하여 순환하면서 VOC 증기를 응축시키게 된다
시설구조 전처리 제습과정 냉각시설 냉각제를 생산. 생산된 냉각제는 튜브를 통하여 순환하면서 VOC 증기를 응축시키게 된다 응축시설 표면응출 접촉응축 보조시설 가열선 (얼어붙은 응축튜브 녹임)

50 간접 접촉식 에서 냉각제로 사용된 물은 냉각 후에 재이용이 가능
특성 장점 단점 VOC의 농도가 낮을 경우 적용이 어렵다 냉각제의 비용이 고가일 수 있다 제거효율이 낮다 소요공간이 적다. 간접 접촉식 에서 냉각제로 사용된 물은 냉각 후에 재이용이 가능 순수 희귀물질을 회수 할 수 있다.

51 흡수시설 오염된 기체를 용액으로 된 흡수 액과 접촉시켜 오염된 가스가 액상에 잘 용해되거나, 화학적으로 반응하는 성질을 이용하여 유해가스를 제거 원리 1.가스의 용해도 2. 액기비 3. 접촉시간 4. Scrubber의 형식 5. 흡수액의 농도 영향요인

52 종류 대향류충진탑 동향류 충진탑 교차로 충진탑 가스와 액체의 가스 :아래 → 위 가스 : 수평으로 흐름 흐름이 같은 방향
흡수액 : 위 →아래 충진고에 제한이 없고 매우 높은 흡수 효율 막힘 현상을 유발 동향류 충진탑 가스와 액체의 흐름이 같은 방향 상부 → 하부로 흐름 낮은 가스 흡수 효율 낮은 압력손실 Mist의 발생이 우려 별도의 Mist 제거 장치가 꼭 필요하다. 교차로 충진탑 가스 : 수평으로 흐름 흡수액 : 상부→ 하부 비교적 낮은 압력손실 물리적 흡수와 느린 화학 반응에 적용 어렴움 빠른 화학 반응 흡수에 국한

53 NaOH + NaClO Solution 흡수탑
산 알칼리 약액 흡수법 악취 물질이 포함되어 있는 가스를 산, 알칼리 및 약액으로 Scrubbing하는 방법으로 습식 화학적 반응 흡수법을 이용하는 방법이다 정의 알칼리성 악취(NH3, R-NH2 등): 산성 흡수액으로 처리- 황산 산성 악취(H2S, R-SH 등): 알칼리성 흡수액으로 처리- 수산화 나트륨 약액 : 보조적으로 황화물의 산화를 위하여 사용 -차아염소산 나트륨(NaOCl) 반응시약 기본구조 H2SO4 Solution 흡수탑 NaOH + NaClO Solution 흡수탑 중성활성탄 흡착탑

54 장점 제거효율 높다 자본비와 소요 공간이 적다 확장과 변형에 융통성 있다 에너지 소비량이 적다
가스뿐만 아니라 입자상 물질도 포집이 가능 부식성이 큰 오염물질을 처리가능 압력강하 낮다 습식세정은 공기유량의 처리 범위가 매우크다 장점

55 단점 흡수탑에 일반적으로사용되는 유리섬유질 강화 플라스틱은 온도에 민감 입자상 물질의 침착으로 상 또는 판에
폐흡수액의 처리가 필요 유지비가 많다 입자상 물질의 침착으로 상 또는 판에 막힘 현상이 발생 단점

56 생물학적 처리법 정의 원리 주의 처리되는 배출가스는 생물학적으로 분해가능 미생물에 독성을 주면 안된다 미생물의 분해작용을 이용
물의 용해도가 높은 단일결합 구조 분자량이 작은 물질

57 압력손실 : 활성탄 흡착법과 비교하여 1/4 ～1/10 정도
바이오 필터 밀폐형구조 미생물의 서식에 최적조건을 제공 동력 : 송풍기 (그외 필요없음) 압력손실 : 활성탄 흡착법과 비교하여 1/4 ～1/10 정도 운전비용 작다

58 바이오 스크러버 원리 폐가스를 세정탑으로 통과시켜 오염물질을 물에 흡수시킨 후 용해된 오염물질을 포함하는 물을 포기조에서 미생물의 활동에 의해 제거하는 것이다 적용가능 물질 물에 잘 용해되어야 한다 고농도에서 미생물에 독성이 있는 경우에 바이오필터 대신 적용 가능

59 이것을 미생물이 고정화되어 있는 담체에서 제거
바이오트리클링 필터 바이오필터 바이오스크러버 바이오트리클링 필터 상부에서 분무되는 물 속으로 오염물질을 흡수 이것을 미생물이 고정화되어 있는 담체에서 제거

60 다양한 물질로 구성된 VOC를 동시에 처리가능
특성 장점 환경친화적 투자비가 저렴 다양한 물질로 구성된 VOC를 동시에 처리가능 운전비가 낮다 단점 넓은 부지 필요 운전변수 및 제어인자 수분함량 온도 pH와 알카리도 영양분 오염물의 농도부하와 표면부하 산소 한계 분진과 그리스

61 막분리법 기체 분리막의 공급측과 투과측의 압력차에 의한 유기물의 이동차를 이용하여 유기성 증기와 공기를 분리하는 기술이다 원리
기체 분리막은 유기성 증기는 통과시키나 공기에 대해서는 반투과성 특성 분리막의 성능은 막의 선택성과 압력차에 의해 영향을 선택성은 분리되는 두 화합물의 투과도의 비로 결정되며 사용되는 막에 따라 다르다

62 처리장치 별 비교 및 기타사항

63 VOC의 여러 가지 배출원 

64 매체 별 VOC배출량 상위물질

65 지역 별 유해화학물질 배출 현황

66 국내 VOC배출원 별 배출량

67 방지시설의 선택 시 고려사항 배출가스의 조성 및 농도 함유된 유기화합물질의 특성(폭발한계, 응축성, 용해성, 흡착성 등)
배출가스 내 수분 및 먼지 함유량 배출량(최대ㆍ평균ㆍ최소 유량 등), 온도, 압력, 습도 산재된 각 오염배출원의 형태(점, 면, 선오염원, 공정, 불특정 등) 년간 운영시간(가동시간, 가동율, 부하율 등) 오염물질의 종류(분진, 염소화합물, 고분자 탄화수소 등) 경제성(즉, 초기투자비 및 연간 운전비)

68 저감기술 안전성 배출물 특성 제어특성 오염원 특성 열연소 Nitroglycerin 등과 같은 폭발성 화합물들은 가열될 때 매우 불안정해진다. 다양한 화합물을 처리할 수 있다. 파괴효율이 매우 높고 다양한 형태의 소각로를 사용하여 비용을 감소시키고 전체효율을 증가시킬 수 있다. 어떤 구조물에서도 쉽게 적용할 수 있다. 흡 착 흡착시 폭발물질의 응축이 일어나며 매우 유해하다. 포집효율이 높고 여러 유형의 매체를 이용하여 비용을 절감하고 효율을 증가시킬 수 있다. 어떤 구조물에서도 쉽게 적용할 수 있다. 흡 수 폭발물질을 중화시킬 수 있는 매체를 폭발물질에 따라 선택해야 한다. 특정 화합물에 맞는 흡수제를 사용하여야 하고, 배출물의 조성 변화를 쉽게 처리하기 어렵다. 포집효율은 높으나 생성되는 폐수에 폭발성 물질이 포함될 수 있어 적정처리가 요구된다. 폐수처리장치가 필요하 다. 응 축 Nitroglycerin 등과 같은 폭발성 화합물은 응축이 불가능하다. 많은 유량을 처리하기 어렵다. 추가적인 응축장치가 필요하다. 특정화합물에 대한 포집효율은 높으나 고비용의 응축장치가 필요하다. 생 물 여 과 미생물에 의해 포집 된 폭발성 화합물을 쉽게 처리할 수 있다. 화합물의 유형에 따라 높은 파괴율을 나타낸다. 촉 매 산 화 반응시간과 유속에 따라 폭발성 화합물이 응축될 수 있다. 많은 유량을 처리하기가 어려우며 촉매독으로 인하여 효율이 저하된다. 광촉매 저온에서 폭발성 화합물을 파괴할 수 있다. 폭발위험은 짧은 체류시간과 저온에서 줄일 수 있다. 많은 유량을 처리하기 어렵다. 어떤 구조물에서도 쉽게 적용할 수 있다. 매운 높은 파괴효율을 가지고 있으며 전체 비용이 비교적 적게 든다.

69 처리장치 선정을 위한 기본조사 항 목 비 고 입 지 조 건 1) 규제치
항   목 비            고 입 지 조 건  1) 규제치  1) 규제의 동향도 조사하고, 장래의 규제치도 예측하고 검토한다.  2) 설치장소  2) 설치면적, 내하중, 높이제한, 고압가스, 위험물 규제법 그 외 규제법의 제약, 발생원과 유틸리티로터의 거리, 경계선과 주택으로부터의 거리  3) 소음치의 조건  4) 유틸리티 조건  4) 유틸리티의 유무, 사용능력, 증설의 가부  5) 예산액  5) 예산액 및 확보계획  6) 회수 또는 연소방침  6) 연소방식의 경우 폐열증기, 온수의 이용가부  7) 안전, 방제기준  7) 사내기준, 소방법 기준, 그 외  8) 2차공해대책의 조건  8) 폐수처리의 유무, NOxㆍSOxㆍHCl 대책  9) 유지, 보수의 조건  9) 유지보수의 유무, 방법  10) 운전비 조건  10) 설비비가 저렴한 경우 운전비가 높은 경우가 있음 배가스의 성 상  1) 배가스의 조건  1) 풍량, 온도, 습도 및 변동상태, 처리장치전의 정압, 가동시간  2) VOC의 조건  2) 성분, 농도 및 변동상태, 회수의 경우는 활성탄으로의 흡착성조사, 연소의 경우는 할로겐ㆍ유황화합물ㆍ질소화합물의 유무  3) 불순물의 확인 3) 고비점물질의 유무, 촉매열화물질의 유무(촉매연소의 경우) ,먼지의 종류와 농도

70 각 처리기술의 경제성

71 방지시설 설계과정 제1단계 : 기초 설계자료의 수집 제2단계 : 현장의 특성 및 특별 요구사항의 정리 제3단계 : 설계계산
제4단계 : 설계 사례 검토 및 설계조건의 결정 제5단계 : 최적설비의 선정

72

73 방지기술의 일반적 특성 제 어기 술 자본비 운영비 실제현장 에서의 사용여부 공정의 융통성 대용량 처리능력 저농도오염
물질에 대한 적용 가능성  열 소 각  흡 착  흡 수  응 축  생물여과  촉매산화  광촉매산화 고 저 중 ○ ×(○) ×

74 배출농도에 따른 저감효율

75 제거기술 별 효과 A：탁월 B：좋음  C：만족  D：미흡  F：적용불가

76 처리장치 별 적용 범위 열소각법 표면코팅시설, 합판제조시설, 고무제품 고분자 제조시설, 페인트 제조시설, 그래픽 산업, 유연성 있는 비닐, 우레탄 코팅, 유해물질처리업소의 보관시설, 처리시설 등 촉매 소각법 합판, 베니어판 건조시설, 휘발유 출하시설, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리에스테르 수지제조공정, 인쇄 건조기 등 촉매독이 없는 VOC 배출시설 등

77 생물학적 처리법 폐유제거공정, 식품가공공장, 도시하수/분뇨처리장 , 저동차 브레이크판 제조, 담배제조공정, 사료공장, 고기파쇄공정, 고무제조공장, 인쇄공장 등 저온 응축법 5,000 ppm이상의 휘발유 저장시설, 출하시설 등 흡착법 도장공장, 접착제제조공장, 페인트제조공장, 유기용제사용공장, 제약회사, 정유회사, 잉크제조공장, 인쇄공장 등

78 2차 오염물질 발생현황

79 회수된 VOCs의 재활용 액체상태로 회수해 세척액 등으로 재활용 지역 냉난방 시설의 연소원료로 재활용 소각로의 원료로 재활용

80 출처 인터넷 : 네이버, 구글 사이트 : 환경부, 디복스 (deVocs), 농촌 진흥촌 (원예연구소 화훼과) , 환경기술연구소, 한국환경 기술개발원

81 Q & A

82 감사합니다