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이온교환섬유를 이용한 바이오가스 고효율 탈황정제기술 개발
탁봉열(Tak, Bong-Yeol),탁봉식(Tak, Bong-Sik),민길호(Min, Gil-Ho),이상민(Lee, Sang-Min),이원구(Lee, Won-Gu),이소아(Lee, So-A) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
바이오 가스 플랜트의 혐기소화 공정에서 발생하는 바이오 가스는 중 유해가스인 황하수소(H₂S)는 부식성 가스로 수천 PPM농도를 함유하여, 발전기나 가스보일러로 이용하는 경우에는 H₂S를 제거하는 탈황공정이 반드시 필요하다. 탈황방식에는 산화철 탈황(건식 탈황)과 생물 탈황이 현재 많이 사용되고 있어나 산화철 탈황은 산화철 pellet이 유화철에 변화하면 탈황능력이 저하되어 pellet을 교환해야 하며 많은 비용이 발생한다. 생물 탈황 방식은 유황산화세균의 서식활동조건(온도, 반응시간, 산소량)확보가 반드시 필요하여 높은 운전기술을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오가스 전처리 기술 중 활성탄 또는 약액을 이용한 기존의 탈황정제방식보다 흡착성능이 뛰어난 이온교환섬유를 이용하여, 황화수소(H₂S)를 95% 이상 제거할 수 있는 고효율 섬유상 이온촉매 악취제거 시스템 개발을 수행하였다. 이온교환섬유는 방사선 조사를 이용하여 부직포에 라디칼을 인위적으로 형성시켜(그라프트 중합) 양이온 또는 양이온을 교환할 수 있도록 제조된 섬유상의 흡착제로, 이온교환 섬유의 화학적 이온교환과 물리적 흡착 및 탈착반응이 동시에 발생되고, 활성탄/실리카켈 보다 흡착능력이 2~4배 높다. 또한 이온섬유의 재생기능을 이용하여 장기적 다양한 악취(H₂S, NH₃, 아민계, 메르갑탄류, 알데히드 등) 및 유해가스(VOCs, NOx, SOx) 등을 95% 이상 제거할 수 있다.
탁봉열(Bong-Yeol Tak),김영주(Young-Ju Kim),방창열(Chang-Yeol Bang),한기영(Gi-Young Han),민길호(Gil-Ho Min),이소아(So-A Lee) 한국마린엔지니어링학회 2010 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10
루츠형 중진공펌프는 1~10-3torr 범위의 진공을 발생하기 때문에 진공상태에서 이루어지는 정밀가공, 증발, 농축, 분리, 주조, 증착, 이송 등의 여러 가지 생산 및 처리공정에 활용될 수 있어 진공을 필요로 하는 국내 여러 분야의 산업, 특히 반도체, 전자, 자동차, 금속소재, 환경설비, 물류 관련 제품을 생산하는 산업에서 수요량이 증가되는 추세이다. 그러나 국산 루츠형 중진공펌프는 진공도가 10-1torr 이하이며, 핵심부품이라 할 수 있는 펌프케이싱과 임펠러에 대한 CFD해석, 진동ㆍ소음저감, 3D 강도해석, 열팽창 및 내마모성을 감안한 정밀주조 등의 관련기술이 미흡하기 때문에 대부분 수입에 의존하고 있다. 본 연구를 통하여 이러한 애로기술을 해결하여 배기속도 2,500ㅡm3/h(진공도를 10-3torr) 정도인 루츠형 다단 중진공펌프 설계와 시작품에 적용될 성능시험 장치를 제작하여 확보하였다.