활성탄과 제올라이트 이용한 건식/습식 흡착에 의한 황화수소와 암모니아 흡착 성능 비교 = Comparison of hydrogen sulfide ammonia adsorption performance by dry/wet adsorption using activated carbon and zeolite
저자
장재경 ( Jae Kyung Jang ) ; 문종필 ( Jong-pil Moon ) ; 황정수 ( Jeongsu Hwang ) ; 윤성욱 ( Sung-wook Yun )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
339-339(1쪽)
제공처
본 연구는 가축분뇨 바이오가스 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 원예시설에 이용하기 위해 건식/습식 흡착 방식을 이용하여 황화수소와 암모니아 흡착 성능을 알아보기 위한 것이다. 흡착제로 입상 활성탄과 zeolite를 이용하여 유입, 유출되는 가스 성분을 측정하였다. 흡착제 충진층은 직경 5cm, 높이 30cm (또는 직경 4cm, 높이 60cm) 원통형으로 상부에 별도 공간을 두어 살수 노즐을 장착하였다. 혼합가스는 흡착제 충진층 하부 1cm 위로 유입되어 상향류하여 상부에서 유출되도록 하였다. 혼합가스는 바이오가스를 모사하여 100ppm H2S, 30% CO2, CH4 을 밸런스 가스로 전문 가스회사에 의뢰하여 조제하였다. 이산화탄소, 황화수소, 암모니아 등 동시 분석이 가능한 바이오테크 5000(영국) 계측기를 이용하여 측정하였다. 혼합가스 유입속도는 400~450ml/min으로 하였으며, 흡착층을 거쳐 유출되는 농도를 측정하여 처리 효과를 비교하였다. 반응기 유입되기 전, 모사 가스 농도를 측정한 결과, 메탄 68.4%, 이산화탄소 30%, 황화수소 113ppm, 암모니아 85ppm으로 조제 의뢰한 농도와 유사한 것을 확인 후 실험하였다. 3mm 볼타입 제올라이트를 충진하여 건식/습식 흡착 처리한 결과를 앞서 실험한 활성탄 습식 흡착 성능과 비교하였다. 활성탄 습식 흡착실험에서는 황화수소는 113ppm에서 1ppm으로 99.1%가 제거되었고, 암모니아도 109ppm에서 0ppm으로 100% 제거되는 것이 확인되었는데, 제올라이트를 이용한 경우, 건식 흡착처리에서 황화수소는 70.4%, 습식에서는 19.9% 제거되었다. 암모니아도 건식은 57.6%, 습식은 오히려 조금 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과, 활성탄을 흡착제로 이용한 것이 제올라이트를 이용하였을 때보다 황화수소와 암모니아 흡착 성능 모두 더 높은 것으로 나타났다. 또한 흡착제 충진층 길이를 2배로 증가시켜 활성탄 충진하여 건식/습식 흡착 성능을 측정한 결과, 황화수소는 건식/습식 모두 100% 감소하였으며, 암모니아도 건식 흡착 방법에서는 99.4%, 습식은 100% 처리되는 것이 확인되었다. 그러나 이산화탄소 농도가 건식 흡착과정에서 50%나 감소하는 것으로 나타나 1.1% 감소하는 습식 흡착법으로 처리하는 것이 효율적인 것으로 판단되었다.
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