활성탄과 제올라이트 이용 메탄 흡착 성능 비교 = Comparison of methane adsorption performance using activated carbon and zeolite
저자
장재경 ( Jae Kyung Jang ) ; 이유경 ( Yookyung Lee ) ; 백정현 ( Jeonghyun Baek ) ; 황정수 ( Jeongsu Hwang ) ; 유영선 ( Young Sun Ryou )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
338-338(1쪽)
제공처
대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO<sub>2</sub>) 대비 메탄(CH<sub>4</sub>)은 23~25배 더 강력한 온실효과가 있는 것으로 알려져 있다. 축산업은 전 세계 온실가스 배출량의 14.5%를 차지하고, 이 중 소가 배출하는 양이 65%로 발표되어 최근 소에서 발생하는 메탄가스 저감기술 개발에 관심이 높아지고 있다. 소에서 발생하는 메탄의 95%는 호흡 과정에서 발생한다. 따라서 이 연구에서는 소 호흡 시 발생하는 메탄가스를 소에 직접 적용할 수 있는 형태로 개발하기 위하여 흡착에 의한 메탄 저감 디바이스 개발을 위한 기초 연구를 수행하였다. 흡착실험을 위해 반응기는 내경 4cm, 높이 40cm, 부피 약 500mL 크기의 원통형으로 제작하였다. 반응기 상부와 하부에는 미세공극이 타공된 메탈 막을 장착하여 가스가 담체 충진층으로 잘 분산되도록 하였다. 흡착용 담체는 입상 활성탄(4*8)(180g)과 제올라이트(420g)를 이용하였으며, 가스는 하단으로 유입, 상향류하여 상단에서 배출되도록 하였다. 실험은 약 70% 메탄을 포함하는 모사 가스를 400mL/min으로 공급하면서 메탄 저감 효과를 분석하였다. 메탄분석은 바이오테크 5000(영국) 이용하였다. 이 결과 제올라이트(Zeolite)를 사용하였을 때, 메탄은 68.6±0.5%에서 64.2±1.3%로 감소하여 약 4.4%가 감소하는 것으로 나타났으며, 이산화탄소는 29.7±0.2%에서 28.4±0.9%으로 1.3% 감소하는 것으로 나타났다. 입상 활성탄(4×8)을 사용하였을 때는 메탄과 이산화탄소는 63.6±0.2%와 28.2±0.1%로 각각 5.0%와 1.5%가 제어되었다. 메탄과 이산화탄소 측정 농도인 퍼센트(%) 단위를 ppm으로 환산하면, 처리된 메탄과 이산화탄소 농도는 각각 43,500~50,000ppm과 13,000~14,500ppm 정도 처리가 가능한 것으로 나타났다. 소 호흡 시 발생하는 메탄 챔버 연구 사례에서 메탄(CH<sub>4</sub>), 이산화탄소(CO<sub>2</sub>) 농도 측정 농도는 각각 0~700ppm, 이산화탄소 0~5,000ppm 정도인 것을 고려하였을 때 활성탄과 제올라이트를 이용하였을 때, 소 호흡 시 발생하는 메탄가스를 효과적으로 처리할 수 있을 것으로 판단되었다.
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