KR100591271B1 - A processing method of volatile organic compounds of use electrical change adsorption method and that equipment - Google Patents

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KR100591271B1 KR1020050028690A KR20050028690A KR100591271B1 KR 100591271 B1 KR100591271 B1 KR 100591271B1 KR 1020050028690 A KR1020050028690 A KR 1020050028690A KR 20050028690 A KR20050028690 A KR 20050028690A KR 100591271 B1 KR100591271 B1 KR 100591271B1
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문승현
심재운
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 휘발성 유기화합물이 포함된 가스가 가스 유입구를 통하여 유입되면 입구밸브와 출구밸브가 열린상태로 유지되고 진공측 밸브는 닫힌 상태로 유지되어 유입된 가스는 전 처리된 벌크 형태의 활성탄소섬유가 충전된 흡착탑을 통과하면서 휘발성 유기화합물이 95%이상 흡착, 제거된 후 출구를 통하여 배출되도록 하며, According to the present invention, when a gas containing a volatile organic compound is introduced through a gas inlet, the inlet valve and the outlet valve are kept open and the vacuum valve is kept closed, so that the inlet gas is pretreated bulk activated carbon fiber. While passing through the adsorption tower filled with gas, the volatile organic compounds are adsorbed and removed by 95% or more, and then discharged through the outlet.

흡착탑입구와 출구에 활성탄소섬유의 누출을 방지하고 분진의 유입을 방지하는 동시에 탈착 시 통전을 위한 전극으로 활용하기위한 스크린이 설치되어 운전하고 난 후 흡착제의 흡착용량이 파괴되면 재생을 위하여 입구밸브와 출구밸브를 닫고 진공측 밸브를 열고 흡착탑의 양측에 설치된 전원공급장치를 통하여 스크린에 전원을 공급하면서 진공펌프로 탈착된 휘발성 유기화합물을 연소기로 보내어 연소시키거나 별도의 용기에 저장함을 특징으로 하는 것이다.At the entrance and exit of the adsorption tower, a screen is installed to prevent the leakage of activated carbon fibers and to prevent the inflow of dust, and at the same time, the screen is used as an electrode for energization during desorption. And close the outlet valve, open the vacuum valve and supply power to the screen through the power supply installed on both sides of the adsorption tower, and send the volatile organic compounds desorbed by the vacuum pump to the combustor for combustion or to store in a separate container. will be.

활성탄소섬유, 벌크, 흡착탑, 전기변동 흡착법 Activated carbon fiber, bulk, adsorption tower, electrophoretic adsorption

Description

전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리방법과 그 장치{A processing method of volatile organic compounds of use electrical change adsorption method and that equipment}A processing method of volatile organic compounds of use electrical change adsorption method and that equipment}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 단면도1 is a cross-sectional view of the installation state showing a preferred embodiment of the present invention

도 2 는 본 발명서 사용하는 탈착방법인 전기변동흡착법과 종래 압력변동 흡착법에 의한 흡착제 재생 효율을 비교한 성능곡선2 is a performance curve comparing the adsorbent regeneration efficiency by the electrophoretic adsorption method and the conventional pressure swing adsorption method used in the present invention

도 3 은 본 발명의 인가전압에 따른 전류변화 곡선Figure 3 is a current change curve according to the applied voltage of the present invention

도 4 는 본 발명의 인가전압에 따른 온도 및 저항의 변화 곡선4 is a change curve of temperature and resistance according to the applied voltage of the present invention

도 5 는 본 발명의 전력에 따른 온도변화 곡선5 is a temperature change curve according to the power of the present invention

도 6 은 본 발명의 활성탄소섬유의 전처리에 따른 발열 특성 비교 그래프Figure 6 is a graph comparing the exothermic characteristics of the activated carbon fiber of the present invention according to the pretreatment

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

10 : 가스 유입구 11 : 입구밸브10 gas inlet 11 inlet valve

12 : 출구밸브 13 : 출구12 outlet valve 13 outlet

20 : 흡착장치 21 : 흡착탑20: adsorption device 21: adsorption tower

22, 23 : 전원공급장치 24 : 열전대22, 23: power supply 24: thermocouple

25, 26 : 스크린 30 : 진공측밸브25, 26: screen 30: vacuum valve

31 : 진공펌프 32 : 연소기31: vacuum pump 32: combustor

본 발명은 소규모 또는 간헐적으로 발생하는 휘발성 유기화합물의 처리방법과 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁소, 염료공장, 페인트공장, 도장공장, 인쇄공장 등과 같이 분산된 오염원에서 간헐적으로 배출되는 유기용제를 전기발열 특성이 있는 활성탄소섬유 또는 활성탄소섬유에 금속성분을 미세하게 도포시킨 흡착제로 흡착, 제거하고 흡착이 완료된 흡착제는 양단에 전기를 가하여 자체 발열을 시킴으로 해서 흡착된 유기용제를 탈착시킨 뒤 별도의 용기로 포집하여 순수한 용제를 회수, 재사용하거나 경우에 따라 소각 처리하는전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리방법과 그 장치에 관한 것이다.  The present invention relates to a method and apparatus for treating volatile organic compounds occurring at small or intermittent levels, and more particularly, to organic materials intermittently discharged from dispersed pollutants such as a laundry, a dye factory, a paint factory, a painting factory, a printing factory, and the like. The solvent is adsorbed and removed with an activated carbon fiber or an activated carbon fiber with finely coated metal components on the activated carbon fiber, and the adsorbent that has completed the adsorption generates electricity by applying electricity to both ends to desorb the adsorbed organic solvent. The present invention relates to a method and apparatus for treating volatile organic compounds using an electrophoretic adsorption method, which is collected in a separate container and recovered, reused or optionally incinerated with a pure solvent.

VOC(Volatile Organic Compound : 휘발성 유기화합물)란 유기화합물질중에서 0.02 psi 이상의 증기압을 갖거나 끓는점이 100℃ 미만의 탄화수소화합물을 총칭하며, 대기질 관리에서는 질소화합물과 광화학반응에 의해 오존 및 광화학산화물을 형성하는 전구물질(precursor)로 정의되고 있다.VOC (Volatile Organic Compound) is a hydrocarbon compound that has a vapor pressure of 0.02 psi or more or a boiling point of less than 100 ℃ among organic compounds. In air quality management, ozone and photochemical oxides are removed by nitrogen compounds and photochemical reactions. It is defined as a precursor to form.

휘발성 유기화합물인 VOC 는 유해대기물질, 악취의 원인 물질로 호흡기관의 장애, 발암성 등 인체에 대한 유해성을 갖는 외에도 광화학 반응을 통한 스모그의 형성, 악취발생, 도시 오존농도의 상승 등의 원인 물질로 환경오염을 일으키고 있다. VOC, a volatile organic compound, is a source of harmful air and odors. It has harmful effects on the human body such as respiratory disorders and carcinogenicity. It also causes substances such as smog formation through photochemical reactions, odor generation, and urban ozone concentrations. It is causing environmental pollution.

따라서 선진국에서는 ISO 등 각종 국제 협약에 의거하여 기준치를 이미 설정하고, 제어시설의 설치를 의무화하거나 혹은 장기적인 계획에 따라 발생량의 감소 대책을 마련해 놓은 상태이다.Therefore, developed countries have already established standard values according to various international agreements such as ISO, mandated the installation of control facilities, or prepared measures to reduce the amount according to long-term plans.

세탁소의 용제는 휘발성 유기화합물(VOC)로서 배출규제 대상일 뿐 만 아니라 악취의 원인이 되고 세탁업을 3D 업종의 하나로 만드는 주요 원인이 되고 있다. 이러한 휘발성 유기화합물을 처리하는 종래의 기술들로는 바이오필터법, 촉매산화법, 직접연소법, 습식세정법, 흡착법 등과 같은 방법들이 있다. 이러한 종래의 기술들은 부피가 크고, 장치가 복잡하며, 초기투자비 및 운전유지비가 많이 소요되어 대용량의 VOC가 일정하게 배출되는 산업체에 적용되고 있다. 또한, 처리되는 휘발성유기화합물은 대부분 소모되어 없어지므로 회수, 재사용이 필요한 공정에는 적용이 어렵다. The solvent in the laundry is a volatile organic compound (VOC), which is not only an emission control target, but also a cause of odor and a major cause of making the laundry business one of the 3D industries. Conventional techniques for treating such volatile organic compounds include biofiltering, catalytic oxidation, direct combustion, wet cleaning, and adsorption. These conventional technologies have been applied to an industry in which a large volume of VOCs are constantly discharged due to a large volume, a complicated device, a large initial investment cost, and a high maintenance cost. In addition, since most of the treated volatile organic compounds are consumed, it is difficult to apply them to processes requiring recovery and reuse.

흡착법의 경우에는 활성탄이나 제올라이트(zeolite)가 대표적으로 사용되는데, 단위 무게 당 표면적이 본 고안에서 사용하는 활성탄소섬유 흡착제보다 작고, 포화흡착된 흡착제를 재생할 때 대용량의 진공장치나 외부 열원이 필요한 단점이 있다. In the case of the adsorption method, activated carbon or zeolite is typically used. The surface area per unit weight is smaller than that of the activated carbon fiber adsorbent used in the present invention, and a large capacity vacuum device or an external heat source is required when regenerating saturated adsorbent. There is this.

더욱이 흡착제의 재생을 위하여 고온공기나 수증기 등을 사용하므로 회수되 는 용제의 순도가 낮으므로 재사용이 매우 어렵다는 문제점이 있다. Moreover, since high temperature air or steam is used for regeneration of the adsorbent, there is a problem that reuse is very difficult because the purity of the recovered solvent is low.

종래의 기술 중에서 활성탄소섬유를 이용하여 휘발성 유기화합물을 흡착하고 통전에 의하여 탈착시키는 기술인 일본 공개특허공보 제2004-148211호(2004. 5. 27. 공개)는 오염물을 함유하는 가스를 청정화하기 위해 2개의 전극을 가지고, 통전에 의하여 발열을 만들어 내는 활성탄 섬유 시트(sheet)를 내부에 배치한 밀폐성 용기로 되는 단위 흡착 장치의 적어도 2개를 조합시킨 흡착 장치를 이용하는 법으로, 적어도 1개의 그 단위 흡착 장치에 x어서 그 가스중의 오염물을 그 활성탄 섬유 시트에 흡착시킨 흡착 공정과, 적어도 1개의 그 단위 흡착 장치에 있어서 그 활성탄 섬유 시트에 흡착한 오염물을 이탈시킨 이탈 공정을 포함하는 것과 동시에, 그 흡착 공정은 그 단위 흡착 장치에 그 오염물 함유 가스를 공급하는 것과, 그 이탈 공정은 그 단위 흡착 장치내를 배기하면서 그 전극간에 통전하고 그 활성탄 섬유 시트를 발열시키는 것에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2004-148211 (published on May 27, 2004), which is a technique of adsorbing volatile organic compounds using activated carbon fibers and desorbing them by energization, is used to clean gas containing contaminants. At least one unit by using the adsorption apparatus which combined the at least two of the unit adsorption apparatus which has two electrodes and becomes an airtight container which arrange | positioned inside the activated carbon fiber sheet which generate | occur | produces heat generation by electricity supply. An adsorption step of adsorbing the activated carbon fiber sheet by adsorbing the activated carbon fiber sheet in at least one unit adsorbing device by adsorbing the adsorbent to the activated carbon fiber sheet; The adsorption step is to supply the contaminant-containing gas to the unit adsorption device, and the desorption step is performed in the unit adsorption device. It is made by energizing between the electrodes while exhausting and generating the activated carbon fiber sheet.

그러나 벌크(bulk) 상태의 섬유를 사용할 경우 발열 밀도가 낮고, 섬유와 섬유사이의 스파크로 인하여 폭발의 위험성이 있어 펠트 형태로 직조된 천을 사용하고 있다. However, when the bulk fiber is used, the exothermic density is low, and there is a risk of explosion due to the spark between the fiber and the fiber, so the fabric is woven in the form of felt.

펠트 형태를 사용함으로써 충전층 형태의 반응기로 사용하기가 용이하지 않고 크기와 모양의 조절 또한 어려운 단점이 있다. 또한, 펠트 형태로 직조된 천은 벌크 형태의 활성탄소섬유에 비하여 고가이므로 경제성 확보 측면에서 단점이 많다. By using the felt form, it is not easy to use the reactor in the form of a packed bed, and there is also a disadvantage in controlling the size and shape. In addition, the fabric woven in the felt form is expensive compared to the bulk activated carbon fibers, so there are many disadvantages in terms of securing economic feasibility.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 세탁소, 도장공장, 인쇄업 등과 같이 휘발성 유기화합물이 소규모, 간헐적으로 발생되는 곳의 가스를 활성탄소섬유를 기본 물질로 하는 흡착제로 흡착, 제거하여 오염물질의 배출을 억제하고 포화흡착된 흡착제의 재생을 위하여 전원을 공급하여 자체 발열을 통한 탈착을 유도한 뒤 이를 별도의 용기로 포집하거나 소각 처리하는 장치를 제공함을 목적으로 한다. The present invention has been invented to solve the above-mentioned drawbacks, and adsorption and removal of gases in places where volatile organic compounds are generated at small and intermittent intervals, such as laundry, paint shop, printing industry, etc. with an adsorbent based on activated carbon fibers. The purpose of the present invention is to provide a device for suppressing the discharge of pollutants and supplying power for regeneration of saturated adsorbents to induce desorption through self-heating and then collecting or incineration them into separate containers.

이 때 흡착제로 사용되는 활성탄소섬유는 펠트 형태로 직조되지 않고 저렴한 벌크 형태를 사용하고 이로 인한 문제점을 해결하기 위하여 전기에 의한 발열특성이 향상되도록 열처리되거나 금속성분이 활성탄소섬유의 표면에 미세하게 도포되어 사용됨을 특징으로 한다. In this case, the activated carbon fiber used as the adsorbent is not woven into the felt form, but uses the inexpensive bulk form and heat-treated to improve the heat generation characteristics by electricity or the metal component is finely applied to the surface of the activated carbon fiber to solve the problem. It is characterized by being applied and used.

본 발명은 흡착제의 발열특성을 향상시키기 위하여 열처리하거나 금속성분을 표면에 미세하게 도포한 활성탄소섬유를 사용하는 기술과 이러한 흡착제를 사용하여 휘발성 유기화합물이 흡착 및 탈착되도록 하는 장치로 구성된다. The present invention is composed of a technique using an activated carbon fiber heat-treated or finely coated a metal component on the surface in order to improve the exothermic properties of the adsorbent and a device for adsorbing and desorbing volatile organic compounds using such an adsorbent.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에서 사용하는 탈착방법인 전기변동흡착법과 기존의 기술인 압력변동 흡착법에 의한 흡착제 재생 효율을 비교한 성능곡선이고, 도 3 내지 도 5는 흡착제에 전기를 통하였을 때 전압과 전류, 저항 및 온도의 관계를 도시한 것으로서 흡착제의 온도가 상승할 수록 저항이 감소하는 NTCR(Negative Temperature Coefficient Resistivity)특성을 나타내고 있다. Figure 1 shows a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a performance curve comparing the adsorbent regeneration efficiency by the electrosorption adsorption method of the desorption method used in the present invention and the pressure swing adsorption method of the prior art, Figures 3 to 5 shows the relationship between voltage, current, resistance, and temperature when the adsorbent is electrically charged, and shows NTCR (Negative Temperature Coefficient Resistivity) characteristics, where the resistance decreases as the temperature of the adsorbent increases.

이러한 NTCR특성을 갖는 물질은 히터(Heater)로서의 적용 시 온도가 올라감에 따라 저항 값이 낮아지게 되며, 그로 인한 전류 값 상승이 발열을 더욱 증가시켜 열을 제어함에 있어 어려움을 갖게 하는 단점이 있다. The material having the NTCR characteristic has a disadvantage in that the resistance value decreases as the temperature is increased when applied as a heater, and thus the increase in the current value increases the heat generation, thereby making it difficult to control the heat.

따라서 이러한 발열체를 제어하기 위해서는 전압제어 회로를 통한 제어보다는 전류제어회로를 통한 제어가 더욱 안정적인 컨트롤을 가능하게 할 것이다.Therefore, in order to control the heating element, control through the current control circuit will enable more stable control than control through the voltage control circuit.

도 1에서 휘발성 유기화합물이 포함된 가스가 유입되는 가스 유입구(10)가 설치되고 그 안쪽으로 가스 유입구(10)의 개폐를 결정하는 입구밸브(11)가 설치되어 있다.In FIG. 1, a gas inlet 10 through which a gas containing a volatile organic compound is introduced is installed, and an inlet valve 11 for determining the opening and closing of the gas inlet 10 is installed therein.

상기 입구밸브(11)의 안쪽에는 흡착장치(20)가 설치되며, 이 흡착장치(20)는 내부에 발열특성을 향상시키기 위하여 진공에서 열처리를 통하여 탄소섬분의 함량을 증가시키기 위하여 전처리된 할성탄소섬유가 벌크형태로 충전된 흡착탑(21)과 가스 유입구(10)측과 출구(13)측에 활성탄소섬유의 누출을 방지하고 분진의 유입을 방지하기 위하여 양측에서 밀폐링(27, 27')와 고정판(28, 28')으로 고정시키는 동시에 탈착 시 통전에 의한 발열을 유도하는 전극으로 활용하기 위하여 스테인레스 스크린(25, 26)을 각각 설치하였다.An adsorption device 20 is installed inside the inlet valve 11, and the adsorption device 20 is pretreated to increase the content of carbon island through heat treatment under vacuum in order to improve heat generation characteristics therein. Sealing rings (27, 27 ') at both sides to prevent leakage of activated carbon fibers and to prevent dust from entering the adsorption tower (21) and the gas inlet (10) and outlet (13) side filled with fibers in bulk form. And stainless steel screens 25 and 26 were installed to fix them with fixing plates 28 and 28 'and at the same time utilize them as electrodes for inducing heat generation when energizing.

흡착탑(21)의 한 부분(중앙부)에는 탈착 시 통전에 의하여 내부 온도가 상승하게 될 때 온도를 제어하는 열전대(24)를 설치하고, 스크린(25, 26)에는 고정판(28, 28')에서 전원공급장치(22, 23)가 연결되어 있다.A portion (center) of the adsorption tower 21 is provided with a thermocouple 24 for controlling the temperature when the internal temperature rises by energization during desorption, and the fixing plates 28, 28 'are mounted on the screens 25, 26. The power supplies 22, 23 are connected.

흡착탑(21)에서 출구(13) 방향에는 출구밸브(3)를 설치하여 출구(13)의 개폐를 제어한다.In the adsorption tower 21, an outlet valve 3 is installed in the direction of the outlet 13 to control the opening and closing of the outlet 13.

상기 입구밸브(11)와 스크린(15)의 사이에는 탈착된 휘발성 유기화합물을 흡입하는 진공펌프(31)와 진공측 밸브(30)를 연결하며, 진공펌프(31)의 한 부분에는 탈착된 휘발성 유기화합물을 연소시키거나 외부로 보내어 별도의 용기에 포집, 저장하는 연소기(32)가 설치된다.Between the inlet valve 11 and the screen 15 is connected a vacuum pump 31 for sucking the volatile organic compounds desorbed and the vacuum side valve 30, the volatile desorbed on one portion of the vacuum pump 31 The combustor 32 which burns or sends an organic compound to the outside and collects and stores in a separate container is installed.

흡착탑(21)의 발열특성을 향상시키기 위하여 진공에서 열처리를 통하여 탄소성분의 함량을 증가시키는 구체적인 실예는, 반지름 3cm, 길이 20cm 인 Quartz 반응기에 활성탄소섬유를 채운 후 반응기의 양단을 막고 진공펌프로 반응기 내부의 공기를 제거하면서(＜700 torr) 8∼15℃/분의 속도로 승온시키고 450∼550℃에서 40분 내지 1시간 20분 동안 유지한 결과 탄소함량이 2.8% 증가하였고 이는 다른 성분 즉 불순물의 감소로 이어졌음을 아래의 표1을 통하여 확인할 수 있다.Specific examples of increasing the content of the carbon component through heat treatment in a vacuum to improve the exothermic characteristics of the adsorption column 21, after filling the activated carbon fibers in a quartz reactor having a radius of 3cm, length 20cm to block both ends of the reactor and vacuum pump Removing the air in the reactor (<700 torr) and raising the temperature at a rate of 8-15 ° C./min and maintaining it at 450-550 ° C. for 40 minutes to 1 hour 20 minutes increased the carbon content by 2.8%. It can be confirmed from Table 1 below that the reduction of impurities.

활성탄소섬유의 진공열처리 전후 물성 비교       Comparison of Properties of Activated Carbon Fiber Before and After Vacuum Heat Treatment Elemental analysis*wt%)Elemental analysis * wt%) Surface area(㎡/g)Surface area (㎡ / g) Total pore volume(㎎/g)Total pore volume (mg / g) Pore size r(Å)Pore size r (Å) CC HH NN O (diff:)O (diff :) AshAsh 원료 활성탄소섬유Raw carbon fiber 95.595.5 0.90.9 0.30.3 2.82.8 0.50.5 1,8941,894 0.810.81 5.35.3 진공 열처리 활성탄소섬유Vacuum Heat Treatment Activated Carbon Fiber 98.398.3 0.220.22 0.110.11 0.880.88 0.490.49 1,5681,568 0.7480.748 6.26.2

이러한 본 발명은 휘발성 유기화합물이 포함된 가스가 가스 유입구(10)를 통하여 유입되면 입구밸브(11)와 출구밸브(12)는 열린 상태로 유지되고 진공측 밸브(30)는 닫힌 상태로 유지되어 유입된 가스는 스크린(25)을 통과하여 전 처리된 활성탄소섬유가 충전된 흡착탑(21)이 설치된 흡착장치(20)를 통과하면서 휘발성 유기화합물이 95% 이상 흡착, 제거된 후 개방된 출구밸브(12)와 출구(13)를 통하여 깨끗한 가스만 배출되도록 한다.When the gas containing the volatile organic compound is introduced through the gas inlet 10, the inlet valve 11 and the outlet valve 12 are kept open and the vacuum valve 30 is kept closed. The inlet gas passes through the screen 25 and passes through an adsorption device 20 equipped with an adsorption tower 21 filled with pre-treated activated carbon fibers, and at least 95% of volatile organic compounds are adsorbed and removed. Only clean gas is discharged through (12) and outlet (13).

흡착탑(21)의 입구와 출구측에는 활성탄소섬유의 누출을 방지하고 분진의 유입을 방지하는 동시에 탈착 시 통전을 위한 전극을 활용하기 위하여 스테인레스로 이루어진 스크린(25, 26)이 설치되어 있으므로, 일정시간 동안 운전하고 난 후 흡착제의 흡착용량이 포화상태에 도달하게되면 재생을 위하여 흡착탑(21)의 양측으로 설치된 전원공급장치(22, 23)에 외부에서 전류를 공급하면서 진공펌프(31)를 가동시킨다.At the inlet and outlet sides of the adsorption tower 21, stainless steel screens 25 and 26 are installed to prevent leakage of activated carbon fibers and to prevent dust from entering, and at the same time, to utilize electrodes for energization during desorption. When the adsorption capacity of the adsorbent reaches a saturation state after operating for a while, the vacuum pump 31 is operated while supplying current from the outside to the power supply devices 22 and 23 installed on both sides of the adsorption tower 21 for regeneration. .

진공펌프(31)가 가동되면서 진공측 밸브(30)를 개방시키면 전원공급장치(22, 23)를 통하여 발열된 스크린(25, 26)으로 흡착탑(21) 내부에 설치된 활성탄 탄소섬유에 흡착된 휘발성 유기화합물이 발열에 의하여 탈착된 후 연소기(32)로 보내어 연소시키거나 별도의 용기에 포집, 저장하게 된다.When the vacuum valve 31 is opened and the vacuum valve 30 is opened, the volatiles adsorbed on the activated carbon carbon fibers installed inside the adsorption tower 21 by the screens 25 and 26 generated by the power supply devices 22 and 23. After the organic compound is desorbed by heat, it is sent to the combustor 32 to be burned or collected and stored in a separate container.

이 때 입구밸브(11)와 출구밸브(12)는 닫힌 상태로 유지되고 진공측 밸브(30)는 열린 상태로 유지하여 흡착탑(21)에 탈착된 휘발성 유기화합물을 연소기(32)로 용이하게 공급한다.At this time, the inlet valve 11 and the outlet valve 12 are kept closed and the vacuum valve 30 is kept open to easily supply the volatile organic compounds desorbed to the adsorption tower 21 to the combustor 32. do.

휘발성 유기화합물의 탈착 시 전원공급장치(22, 23)의 통전에 의하여 흡착탑(21)의 온도가 상승하게 될 때 흡착탑(21)의 중앙부에 설치된 열전대(24)는 온도를 제어하여 일정한 온도 이상 과열되지 않도록 안정되게 유지한다. When the temperature of the adsorption tower 21 is increased by energization of the power supply devices 22 and 23 when the volatile organic compounds are desorbed, the thermocouple 24 installed at the center of the adsorption tower 21 controls the temperature to overheat a certain temperature or more. Keep it stable so as not to.

이러한 본 발명은 발열특성을 향상시키기 위하여 진공에서 열처리를 통하여 탄소성분의 함량을 증가시키고, 활성탄소섬유 표면에 금속(구리) 성분을 도포하여 종래의 진공 탈착보다 17% 이상 높을 탈착효율을 제공한다.The present invention increases the content of the carbon component through heat treatment in a vacuum to improve the exothermic characteristics, and provides a desorption efficiency of at least 17% higher than conventional vacuum desorption by applying a metal (copper) component on the surface of the activated carbon fiber .

활성탄소섬유 표면에 구리성분을 도포하거나 열처리를 통하여 탄소함량을 증가시키는 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.A specific embodiment of increasing the carbon content by applying a copper component or heat treatment to the surface of the activated carbon fiber will be described.

[실시예 1]Example 1

1. 세척 과정1. Washing process

40℃의 온도에서 에스크린 30g/ℓ 침적한다.Epic 30 g / l was deposited at a temperature of 40 ° C.

2. 수세 및 건조과정2. Washing and drying process

순수 수세과정을 3회 반복해서 실시한 후 원심분리기를 이용하여 건조한다.Pure water washing process is repeated three times and dried using a centrifuge.

3. 엑세레이터과정3. Accelerator Course

액조성 : PdCl2 2H2O b: 0.1∼1g/ℓ, Conc(진한) - HCl : 0.1∼1g/ℓ, PH : 3∼4, 50℃의 온도에서 2∼5분간 엑세레이터과정을 수행한다.Liquid composition: PdCl 2 2H 2 O b: 0.1 to 1 g / l, Conc (dark)-HCl: 0.1 to 1 g / l, PH: 3 to 4, perform the process for 2 to 5 minutes at a temperature of 50 ℃ .

4. 수세 및 건조과정 4. Washing and drying process

순수 수세과정을 3회 반복해서 실시한 후 원심분리기를 이용하여 건조한다.Pure water washing process is repeated three times and dried using a centrifuge.

5. 엑세레이터과정5. Accelerator Course

액조성 : NaH2PO4.H2O : 75g/ℓ, PH : 6∼7, 40∼60℃의 온도에서 3∼5분간 엑세레이터과정을 수행한다.Liquid composition: NaH 2 PO 4 .H 2 O: 75g / L, PH: 6-7, the accelerator process is performed for 3 to 5 minutes at a temperature of 40 to 60 ℃.

6. 수세 및 건조과정 6. Washing and drying process

순수 수세과정을 3회 반복해서 실시한 후 원심분리기를 이용하여 건조한다.Pure water washing process is repeated three times and dried using a centrifuge.

7. 동도금과정7. Copper Plating Process

액조성 : ①황산동 : 10 g/ℓ, ②롯셀염 : 40 g/ℓ, ③수산화나트륨으로 조절, PH : 12.5, ④파라포름알데히드 : 13 g/ℓ, ⑤티오요소(염소 제거제) : 0.1∼2mg/ℓ, ⑥공기교반(bubble 발생 공기 혼합) - 1시간에 1∼2㎛의 속도로 5분간, ⑦온도 : 상온(25℃).Composition: ① Copper sulfate: 10 g / ℓ, ② Rotsel salt: 40 g / ℓ, ③ Adjusted with sodium hydroxide, PH: 12.5, ④ Paraformaldehyde: 13 g / ℓ, ⑤ Thiourea (chlorinating agent): 0.1 ～ 2mg / l, ⑥ air agitation (bubble generated air mixture)-5 minutes at a speed of 1 ~ 2㎛ 1 hour, ⑦Temperature: room temperature (25 ℃).

4. 수세 및 건조과정 4. Washing and drying process

순수 수세과정을 3회 반복해서 실시한 후 원심분리기를 이용하여 건조한다.Pure water washing process is repeated three times and dried using a centrifuge.

[실시예2]Example 2

흡착탑의 내부에 벌크 형태의 활성탄소섬유를 채운 후 흡착탑의 양단을 막고 진공펌프로 흡착탑 내부의 공기를 제거하면서(＜700 torr) 8∼15℃/분의 속도로 승온시키고 450∼550℃에서 40분 내지 1시간 20분 동안 유지하여 열처리하는 과정으로 탄소성분의 함량을 증가시킨다.Fill the inside of the adsorption column with bulk activated carbon fibers, block both ends of the adsorption tower, and remove the air inside the adsorption tower with vacuum pump (<700 torr) to raise the temperature at the rate of 8-15 ℃ / min and 40 at 450 ~ 550 ℃. The content of the carbon component is increased in the process of heat treatment by maintaining for 1 to 20 minutes.

이상과 같이 활성탄소섬유를 전처리하고 100℃로 온도를 올리는데 소요되는 에너지를 비교하였을 때 열처리와 구리 담지에 의한 에너지 절약 효과는 각각 13%, 33%에 달하였다. When comparing the energy required to pretreat the activated carbon fiber and raise the temperature to 100 ℃ as described above, the energy saving effect of the heat treatment and the copper support reached 13% and 33%, respectively.

본 발명은 소규모 또는 간헐적으로 발생하는 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스로부터 휘발성 유기화합물을 선택적으로 흡착하여 제거하고, 흡착이 완료되었을 때 흡착제의 양측을 통전하여 재생하는 방법으로서 벌크 형태의 활성탄소섬유를 사용하여 가격을 1/2이상 절감하는 효과를 제공한다.The present invention provides a method of selectively adsorbing and removing volatile organic compounds from a gas containing volatile organic compounds generated at small or intermittently, and energizing both sides of the adsorbent when the adsorption is completed. It can reduce the price by 1/2 or more.

본 발명은 활성탄소섬유의 표면에 금속 성분을 미세하게 도포하거나 열처리를 통하여 탄서함량을 증가시켜 사용하며, 전기변동법을 사용하여 종래의 진공 탈착보다 높을 탈착효율을 제공한다.The present invention is used by finely applying a metal component on the surface of the activated carbon fiber or by increasing the carbon content through heat treatment, using an electrophoretic method provides a higher desorption efficiency than conventional vacuum desorption.

본 발명은 활성탄소섬유의 표면에 금속 성분을 도포하거나 열처리를 통하여 탄소 함량을 증가시키는 방법을 사용하는 구체적인 예를 통하여 설명하였으나, 여기에 설명된 것에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 정도의 변경은 가능하지만, 본 발명의 권리범위를 벗어날 수 없을 것이다. The present invention has been described through a specific example of using a method of increasing the carbon content by applying a metal component or heat treatment to the surface of the activated carbon fiber, but the scope of the present invention is not limited to that described herein, Changes to the extent that those skilled in the art can easily be carried out in the art, but will not depart from the scope of the invention.

Claims (7)

소규모 또는 간헐적으로 발생하는 휘발성 유기화합물의 처리방법에 있어서,In the small or intermittent volatile organic compound treatment method, 휘발성 유기화합물이 포함된 가스가 가스 유입구를 통하여 유입되면 입구밸브와 출구밸브가 열린상태로 유지되고 진공측 밸브는 닫힌 상태로 유지되어 유입된 가스는 전 처리된 벌크 형태의 활성탄소섬유가 충전된 흡착탑을 통과하면서 휘발성 유기화합물이 95%이상 흡착, 제거된 후 출구를 통하여 배출되도록 하며, When gas containing volatile organic compounds is introduced through the gas inlet, the inlet and outlet valves remain open and the vacuum valve remains closed, so that the inlet gas is filled with pre-treated bulk activated carbon fiber. While passing through the adsorption tower, more than 95% of volatile organic compounds are adsorbed and removed, and then discharged through the outlet. 흡착탑입구와 출구에 활성탄소섬유의 누출을 방지하고 분진의 유입을 방지하는 동시에 탈착 시 통전을 위한 전극으로 활용하기위한 스크린이 설치되어 운전하고 난 후 흡착제의 흡착용량이 파괴되면 재생을 위하여 입구밸브와 출구밸브를 닫고 진공측 밸브를 열고 흡착탑의 양측에 설치된 전원공급장치를 통하여 스크린에 전원을 공급하여 발열시키며 진공펌프로 탈착된 휘발성 유기화합물을 연소기로 보내어 연소시키거나 별도의 용기에 저장함을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리방법.At the entrance and exit of the adsorption tower, a screen is installed to prevent the leakage of activated carbon fibers and to prevent the inflow of dust, and at the same time, the screen is used as an electrode for energization during desorption. Close the outlet valve and open the vacuum valve, supply power to the screen through the power supply devices installed on both sides of the adsorption tower, generate heat, and send the volatile organic compounds desorbed by the vacuum pump to the combustor for combustion or to store in a separate container. A method of treating volatile organic compounds using electrophoretic adsorption. 소규모 또는 간헐적으로 발생하는 휘발성 유기화합물의 처리방법에 있어서,In the small or intermittent volatile organic compound treatment method, 흡착탑 활성탄소섬유를 채운 후 흡착탑의 양단을 막아 진공펌프로 흡착탑 내부의 공기를 제거하면서(＜700 torr) 8∼15℃/분의 속도로 승온시키고 450∼550℃에서 40분 내지 1시간 20분 동안 유지시켜 흡착탑의 내부에 탄소성분의 함량을 증 가시켜 휘발성 유기화합물을 처리함을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리방법.After filling the activated carbon fiber with adsorption tower, block both ends of the adsorption tower to remove the air inside the adsorption tower with vacuum pump (<700 torr) and raise the temperature at a rate of 8-15 ℃ / min, and 40 ~ 1 hour 20 minutes at 450 ~ 550 ℃. A method of treating volatile organic compounds using an electrophoretic adsorption method characterized in that the volatile organic compounds are treated by increasing the content of carbon in the adsorption tower by maintaining them for a while. 소규모 또는 간헐적으로 발생하는 휘발성 유기화합물의 처리방법에 있어서,In the small or intermittent volatile organic compound treatment method, 40℃의 온도에서 에스크린 30g/ℓ 침적하는 세척과정과;Washing process of depositing 30 g / l of Eskise at a temperature of 40 ° C .; 순수 수세과정을 3회 반복해서 실시하고 원심분리기를 이용하여 건조한 후, After repeated washing with pure water three times and dried using a centrifuge, PdCl2 2H2O b: 0.1∼1g/ℓ, 진한 HCl : 0.1∼1g/ℓ, PH : 3∼4, 50℃의 온도에서 2∼5분간 수행하는 엑세레이터과정과;PdCl 2 2H 2 O b: 0.1 to 1 g / L, concentrated HCl: 0.1 to 1 g / L, PH: 3 to 4, the process performed for 2 to 5 minutes at a temperature of 50 ℃; 순수 수세과정을 3회 반복해서 실시하고 원심분리기를 이용하여 건조한 후,After repeated washing with pure water three times and dried using a centrifuge, NaH2PO4.H2O : 75g/ℓ, PH : 6∼7, 40∼60℃의 온도에서 3∼5분간 엑세레이터과정; 및NaH 2 PO 4 .H 2 O: 75 g / L, PH: 6 to 7 minutes at an temperature of 40 to 60 ° C. for an accelerator process; And 순수 수세과정을 3회 반복해서 실시하고 원심분리기를 이용하여 건조한 후, After repeated washing with pure water three times and dried using a centrifuge, ①황산동 : 10 g/ℓ, ②롯셀염 : 40 g/ℓ, ③수산화나트륨으로 조절, PH : 12.5, ④파라포름알데히드 : 13 g/ℓ, ⑤티오요소(염소 제거제) : 0.1∼2mg/ℓ, 1시간에 1∼2㎛의 속도로 공기교반하면서 25℃에서 5분간 동도금하는 흡착탑을 이용하여 휘발성 유기화합물을 처리함을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리방법.① Copper sulfate: 10 g / ℓ, ② Rotsel salt: 40 g / ℓ, ③ Controlled with sodium hydroxide, PH: 12.5, ④ Paraformaldehyde: 13 g / ℓ, ⑤ Thiourea (chlorine remover): 0.1 ~ 2mg / ℓ And treating the volatile organic compound using an electrophoretic adsorption method using an adsorption tower for copper plating at 25 ° C. for 5 minutes while stirring the air at a rate of 1 to 2 μm per hour. 소규모 또는 간헐적으로 발생하는 휘발성 유기화합물을 처리함에 있어서,In treating small or intermittent volatile organic compounds, 휘발성 유기화합물이 포함된 가스가 유입될 때 개방되며 가스 유입구 방향에 설치되는 입구밸브와;An inlet valve that opens when a gas containing a volatile organic compound is introduced and is installed in a gas inlet direction; 입구밸브를 통하여 유입된 가스가 흡착탑을 통과하면서 흡착, 제거된 후 배출되는 출구 방향에 설치되는 출구밸브와;An outlet valve installed in an outlet direction after the gas introduced through the inlet valve passes through the adsorption tower and is adsorbed and removed; 상기 입구밸브와 출구밸브의 사이에 설치되며 전처리된 활성탄소섬유가 충전되어 유기화합물을 흡착, 제거하는 흡착탑과;An adsorption tower installed between the inlet valve and the outlet valve and filled with pretreated activated carbon fibers to adsorb and remove organic compounds; 상기 흡착탑의 입구밸브와 출구밸브 방향에 설치되며 탈착시 통전을 위한 전원공급장치와 연결된 스크린과;A screen installed in an inlet valve and an outlet valve of the adsorption tower and connected to a power supply device for energizing when detached; 상기 입구밸브와 스크린의 사이에 설치된 진공측밸브가 개방되면 탈착된 휘발성 유기화합물을 연소기로 보내어 연소시키거나 별도의 용기에 포집, 저장하는 진공펌프로 이루어짐을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리장치.When the vacuum side valve installed between the inlet valve and the screen is opened, the volatile organic compound using the electrophoretic adsorption method comprises a vacuum pump for sending the desorbed volatile organic compound to the combustor and collecting or storing it in a separate container. Apparatus for treating compounds. 제4항에 있어서, 흡착탑은 벌크 형태의 활성탄소섬유를 사용함을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the adsorption column uses bulk activated carbon fibers. 제4항에 있어서, 흡착탑의 활성탄소섬유 표면에 금속성분을 미세하게 도포함을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리장치.The apparatus for treating volatile organic compounds using the electrophoretic adsorption method according to claim 4, wherein the metal component is finely coated on the surface of the activated carbon fiber of the adsorption column. 제4항에 있어서, 흡착탑의 활성탄소섬유에 진공에서 열처리를 통하여 탄소함량을 증가시켜 사용함을 특징으로 하는 전기변동 흡착법을 이용한 휘발성 유기화합물의 처리장치.The apparatus for treating volatile organic compounds using the electrophoretic adsorption method according to claim 4, wherein the carbon content of the activated carbon fiber of the adsorption column is increased by heat treatment in vacuo.
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