Hrbirid Thermal Oxidation(HTO)를 이용한 VOCs 제거기술

Abstract

중소규모의 산업체 등에서 발생하는 VOCs 제거시설은 기업의 경제적 부담, 생산현장의 협소, VOCs 제거시설 보급 등의 문제로 인하여 관련 시설의 보급은 아직도 미미한 실정이다. 또한, 설치된 제거시설의 경우에도 관리·감독 등의 소홀로 인하여 정상적인 운전을 하지 못하고 있는 실정이다. 중소기업에서 VOCs 제거시설의 설치 및 효과적인 운영을 위해서는 VOCs 처리비용 저감에 의한 설비의 경제성 향상, 설비의 크기 축소를 통한 설치효율 증대, 운전 기능 및 신뢰성 향상 등이 이루어져야 한다. 따라서, 본 연구에서는 폐열재생과 촉매로 구성된 multi-bed 구조 반응대를 가진 HTO 시스템의 최적 설계조건을 최적화하였다. 연소온도에 따른 전환율은 연소실 온도가 약 350℃에서 100%에 가까운 전환율을 보였으며, 당량비에 따른 전환율은 100%에 가까운 전환율을 보였다. HTO 시스템의 주입 연료량과 밸브교대시간에 따른 열효율은 밸브교대시간에 관계없이 93.0 ～ 96.3%의 열효율을 보였다. 연소실의 좌우측 온도는 대칭으로 이루어져 유동의 쏠림 현상이 발생하지 않았다. HTO 시스템을 이용한 MEK 제거 효율의 경우, 효율 범위는 91.1 ～ 97.1%를 나타내었다. MEK 제거 시 보조연료량과 밸브교대시간에 따라 다소 차이를 보였으나, 열효율은 범위는 93.0 ～ 96.3%로서 우수한 열효율을 보였다.Toluene의 주입량과 밸브교대시간에 따른 제거 효율은 93.5 ～ 94.6%로서 거의 일정한 수준의 제거 효율을 유지하였다. 무연료 조건에서의 Toluene 제거 효율은 시간 경과에 따라 다소 차이를 보였으나, 최저 94.6 ～ 96.4%, 최대 97.1 ～ 97.3%로서 안정된 제거 효율을 보였다. 본 연구에서 제작한 HTO 시스템은 VOCs를 저비용, 고효율로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 안정적인 운전이 가능하다. 따라서, 중소규모나 영세규모의 사업체에서 발생하는 VOCs 제거에 있어서 효율적인 적용이 가능할 것으로 판단된다.; The VOCs removal system in the small and medium-sized companies is still feeble due to the burden of budget, small production site, and the distribution problem. In addition, in case of the already-installed removal system, they are not in the regular operation because of the lack of management and supervision. In order to set up the VOCs removal system as well as operate efficiently in the small and medium enterprises, the operating cost of system should decrease by reducing the processing cost of VOCs, the efficiency of the system should increase by curtailing the size, and the function to operate and its credibility should be improved. Therefore, this study optimized the best design conditions of HTO system which has a reaction plate having the multi-bed structure consists of thermal regeneration and catalysis. The conversion efficiency in accordance with the combustion temperature indicated nearly 100% conversion efficiency at about 350℃ in the combustion reactor while the conversion efficiency in accordance with the equivalent conversion efficiency showed nearly 100%. The thermal efficiency related to the amount of injected fuel into HTO system and the valve change time, was revealed at the level of 93.0 ~ 96.3% regardless of the valve change time. The temperature of the left and right side in combustion reactor showed bilateral symmetry, leading not to generate the yawing phenomenon of oil flow. For the efficiency of MEK removal using HTO system, its latitude ranged from 91.1 to 97.1%. With the removal of MEK, the latitude were somehow different according to the assistant fuel level and the valve change time, however, the scope ranged from 93.0 ~ 96.3%, presenting excellent thermal efficiency. The removal efficiency according to the injection amount of toluene and its valve change time ranged from 93.5 to 94.6%, maintaining the consistent efficiency. The removal efficiency of toluene without fuel had a bit difference as time went on, however, being stabilized at the level of 94.6 ~ 96.4% at minimum and 97.1 ~ 97.3% at maximum. HTO system created in this study is able to remove VOCs at a low cost and with a high efficiency as well as to be stable in operation. Therefore, it seems to be possible to be applied effectively to the VOCs removal generated in small and mid-sized companies.