형제기계공업

활성탄 상식2

4.흡착탑 설계

① 보편적으로 많이 사용하는 악취제거용 흡착탑 설계조건

흡착탑 내 통과유속	0.3m/sec
흡착층의 높이	350m
흡착층 접촉시간	1.2sec 이상
허용압력손실	150mm H2O 이하
활성탄의 크기	입상활성탄(4×8 mesh), 조립활성탄(4mm)
충전밀도	0.4 ~ 0.5 g/㎖
고려조건	- 제거성분농도가 크면 세척, 흡수, 냉각, 응축 등의 전처리로 고농도를 줄인 다음 활성탄 흡착 - 온도가 높으면 활성탄에 흡착된 오염물질의 탈착이 일어나므로 흡착시설의 온도는 50℃ 미만으로 하는 것이 바람직함 - 기체온도가 저온일 때 효과가 크고 고온일 때는 흡착 활성탄에 발화점 여부 등을 반드시 검토

- 활성탄의 세공내 각종 냄새 성분이 축적, 포화 상태로 흡착되어 더 이상 탈취효과가 없고 냄새가 유출되기 시작하면 새로운 활성탄으로 교체해주어야 함
- 당초 설계 시에 이런 교체주기를 반영하여 흡착탑을 제작하며, 주기 선정은 3개월, 6개월, 1년 단위를 선정하여 행함

② 흡착법의 장단점 비교

장점	단점
- 운전조작이 용이함 - 장치가 비교적 간단함 - 활성탄을 재생하여 사용 할 수 있음	- 분진등의 제거를 위한 전처리 시설 필요 - 고농도 및 흡착율이 적은 가스는 활성탄 수명을 단축시킴 - 건설비 및 운전비가 많이듦

5.FLUE GAS 정화

- 소화가스 중에 포함된 황화수소(H₂S)를 제거시키는 공정으로 산화철(FeO₃) 흡착제를 이용한 탈황 방법
- 가스 중 황화수소는 유독성 물질로 철(Fe)와 반응해 설비를 부식시키고, 연소 후 이산화황으로 산화하여 산성비의 원인이 됨
- 가스에 포함된 수분은 응축 및 탈황제에 부착되어 흡착탑내 압력손실을 증가시킴 (수분 제거 필요)
- 활성탄에 Cu, Mn, Co등의 전이금속을 혼합하여 고온에서 열분해 한 것을 탈황제로 사용하여 탈황효과를 극대화 시킴

6.용어해설

충전 밀도	활성탄의 단위 부피당 무게로써 흡착탑 충진시 활용인자 단위 부피내의 충진된 활성탄 양을 무게로 표시한다.
경도	입자상 활성탄의 물리적 강도(단단한 정도)의 수치로써 경도가 높을수록 사용시 시료의 이동 또는 유동에 의해 서로 충돌함으로써 마모되어 분으로 되는 것을 최소화 하고 사용 후 재생시 활성탄 손실 방지에 유리하다.
건조감량	활성탄 시료를 일정 조건하에 건조시켰을 때 감량된 양으로써 시료가 함유하고 있다가 증발된 수분의 양을 나타낸다.
고정탄소	초기 시료에서 수분, 휘발분, 회분등을 제외한 값의 백분율
메틸렌 블루 탈색력	평형 상태에서의 활성탄 1g에 의해 흡착된 메틸렌 블루의 ㎖수
비표면적	활성탄의 비표면적은 실험적으로 Brunauer, Emmett, Teller Method(BET방법)에 의해 결정되며, 흡착이 실제로 이루어 질 수 있는 공간으로 g당 ㎥으로 나타낸다.
세공용적	활성탄 단위 무게의 세공들의 용적 (cc/g)
회분	활성탄의 무기산화물 성분으로 일정한 조건하에서 일정한 양의 시료가 산화(연소) 된 후 잔류물로 대개 중량 %로 나타낸다.
흡착등온선	일정한 온도에서 활성탄의 양이나 활성탄과 접촉하는 불순물의 농도를 변화시킴으로써 결정되는 흡착의 측정법
ABS가	ABS 5ppm 용액에 활성탄을 첨가하여 1시간 교반 후 ABS양을 0.5ppm으로 감소시키는데 필요한 활성탄의 양으로 ABS 및 페놀 성분이 수중에 존재할 때 제거할 수 있는 활성탄의 능력을 알아보는 방법이다.
페놀가	페놀 100ppm 용액에 활성탄을 첨가하여 1시간 교반 후 잔류 페놀양을 10ppb로 제거하는데 필요한 활성탄의 양으로 물속에 잔류하는 페놀을 흡착하는 활성탄의 성능을 평가하는 항목이다.
벤젠평형흡착력	활성탄의 벤젠 평형흡착량을 백분율로 표시, 시료에 1/N(포화도) 용제증기를 함유하는 공기를 2ℓ/min의 속도로 통하여 무게가 일정하게 된 때의 시료의 증가한 무게로부터 평형흡착성능을 구한다.
요오드 흡착력	활성탄의 흡착성능을 측정하는 방법으로 세공이 발달한 활성탄의 경우 요오드 흡착력이 높고 피흡착 물질을 흡착할 수 있는 능력이 크다.
세공분포	활성탄 내에 세공크기의 분포형태이며, 미세공이 많을수록 비표면적이 늘어나서 흡착량이 늘어난다. 세공이 너무 작을 경우에는 피흡착물질이 세공을 통해 활성탄 내부까지 침입이 어려우므로 이용 가능한 세공은 줄어들게 된다. 화학처리에서처럼 단일물질 흡착제거시에는 세공분포가 특정세공에 편중된 것이 좋으나 수처리와 같은 경우에는 다양한 물질을 제거해야 하므로 세공분포가 큰 쪽이 유리할 수 있다. 따라서 미세공이 편중된 야자껍질 보다는 Meso ~ Macro pore가 고르게 발달한 석탄계쪽이 수처리(특히, 폐수처리)용으로 유리하다.
입도	활성탄 입자상의 크기를 Mesh로 구분하며 규정크기내의 양을 백분율로 표시한다.