연면방전에 의한 질소산화물의 분해시 전극재질의 영향 = Effect of Electrode Material in case of Decomposition of NO_x by SPCP

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 특수 설계된 연면방전(Surface discharge induced Plasma Chemical Process, SPCP) 반응기로부터 발생되는 플라스마에 의하여 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO_2)등 유해 환경오염 가스를 주파수, 유량, 농도，전극재질 및 감은횟수등의 공정변수 변화에 따른 분해율, 소비전력 및 소비전압 등을 측정하여 최적의 공정조건과 최대의 분해효율을 얻고자 하였다.
표준시료로서 일산화질소와 이산화질소를 고전압발생기의 주파수(5∼50 ㎑), 유해가스의 체류시간(1∼10.5초)과 초기농도(100∼1000 ppm), 전극의 재질(W, Cu, Al), 전극의 굵기(1, 2, 3 mm) 및 감은횟수(7회, 9회, 11회)에 대하여 플라즈마 연면방전 반응기를 이용하여 분해효율을 구하였다.
유해가스(NO, NO_2)의 분해제거 실험결과, 10㎑의 주파수와 각각 19.8와 20W의 소비전력에서 각각 94．3, 84．7%로 가장 높은 분해제거율을 나타내었고，20㎑이상에서는 주파수가 커질수록 분해율이 감소하였다. 또한 연면방전 반응기에서 유해가스의 체류시간이 길수록, 그리고 초기농도가 작을수록 분해율은 증가하였다.
방전방극에 대한 영향은 전극의 굵기가 굵을수록 분해율이 증가하여 본 실험의 경우 3mm의 전극을 사용하였을 때 가장 높은 분해율을 나타내었고, 전극의 재질은 텅스텐을 사용하여 방전한 경우에 가장 높은 분해율을 보였으며 구리, 알루미늄의 순으로 낮아졌다. 방전전극의 감은횟수에 대한 성향은 7회, 9회, 11회의 순으로 감은횟수가 많을수록 분해율이 높아짐을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For hazardous air pollutants(HAP) such as NO and NO_2 decomposition efficiency power consumption, and applied voltage were investigated by SPCP(surface induced discharge plasma chemical processing) reactor to obtain optimum process variables and maximum decomposition efficiencies.
Decomposition efficiency of HAP with various electric frequencies(5∼50㎑), flow rates(100∼1,000 mL/min), initial concentrations(100∼1,000 ppm), electrode materials(W, Cu, Al), electrode thickness(1, 2, 3 min) and number of electrode windings(7, 9, 11) were measured.
Experimental results showed that for the frequency of 10 ㎑, the highest decomposition efficiency of 94.3% for NO and 84.7% for NO_2 were observed at the power consumptions of 19.8 and 20W respectively and that decomposition efficiency decreased with increasing frequency above 20 ㎑．Decomposition efficiency was increased with increasing residence times and with decreasing initial concentration of pollutants. Decomposition efficiency was increased with increasing thickness of discharge electrode and the highest decomposition efficiency was obtained for the electrode diameter of 3 mm in this experiment. As the electrode material decomposition efficiency was in order : tungsten(W), copper(Cu), aluminum(Al).