흡착탑(AC Tower) 개요

H&K Environment, K 작성

 

 

 

안녕하세요 H&K의 K입니다.

대기방지시설로 많이 설치되는 흡착탑에 대해서 조사해 보았습니다.

 

흡착법 개요

1) 흡착법은 기체의 분자 및 원자가 고체 표면에 달라붙는 성질을 이용하여 오염된 기체를 제거하는 방법

2) 유해가스 및 휘발성유기화합물 및 악취처리 시 사용됨

3) 오염물질이 비연소성이거나 연소시키기 어려운 경우, 오염물질을 회수할 가치가 충분히 있는 경우, 배출가스 내 오염물질 농도가 매우 낮은 경우 효과적으로 적용 가능함

 

흡착 단계

1) 1단계 : 기체가 흡착제에 접촉하면서 선택적으로 흡착제에 흡착

 - 물리적 흡착 : 반데르발스 인력에 기인, 가역흡착 (공극 표면흡착)

 - 화학적 흡착 : 공유결합, 수소결합에 의해 일어남

 - 정전기적 흡착 : 정전기적 상호작용에 의해 일어남

2) 2단계 : 흡착되지 않는 기체는 흡착제-흡착질과 분리되어 나감

3) 3단계 : 마지막으로 흡착제가 흡착한 가스를 탈착하여 재생되거나, 새로운 흡착제로 교환함

 

* 탈착에 의한 흡착제 재생방법 : 일반적으로 가스나 증기를 탈착할 때는 흡착제-흡착질의 온도를 올리거나 압력을 내리는 방법을 사용

* 흡착제 선정기준 : 기체 흐름에 대한 압력손실, 강도와 경도, 재생 가능성, 온도와 가스의 조성에 따른 적응성 등을 고려

 

흡착제 종류 및 용도

흡착제	용도
활성탄	악취 처리, VOC 처리, 가스 정화, 용제 회수
활성알루미나	가스 및 액체 건조
보크사이트	가스 및 액체 건조, 유분 제거
실리카겔	가스 건조, 황분 제거, 가성소다 정제
황산스트론듐	가스 건조, 정제
마그네시아	기름 및 용제정제

 

활성탄 교체주기

https://hk-environment.tistory.com/80

 

활성탄 충진물량 계산

1) 충진물량(kg) : 통과면적(A, ㎡) × 충진층 높이(H, m) × 1단 × 비중(kg/㎥)

2) 가스량(Q) : 48㎥/min

3) 통과유속(V) : 0.5m/sec

4) 통과면적(A) : Q/V = 48㎥/min / (0.5m/sec × 60sec/min) = 1.6㎡

5) 충진층 높이(H) = 포촉시간(T) 1sec, V 0.5m/sec = V × T = 0.5m

6) 비중(kg/㎥) : 500kg/㎥

7) 충진물량(kg) : 통과면적(A, ㎡) × 충진층 높이(H, m) × 1단 × 비중(kg/㎥) = 1.6㎡ × 0.5m × 1단 × 500kg/㎥ = 400kg

 

흡착에 의한 시설의 주요유형

1) 고정층 흡착탑

- 보통 원통형 챔버로 구성

- 내부 입상 흡착제를 충진하고 흡착제를 유지관리하기 위해 스크린을 설치

- 흡착과 탈착을 동시에 진행하므로, 2기 이상을 병렬로 연결하여 사용하는 것이 일반적

- 흡착층이 포화되기 이전에 탈착층은 탈착을 완료하여야 하고, 탈착된 흡착제는 흡착 조업온도까지 냉각되어 있어야 함

 

 

2) 이동층 흡착탑

- 흡착제를 흡착탑의 상부에서 계속 투입하며, 가스는 흡착제와 반대방향, 즉 하부에서 상부로 유입시킴

- 탑 하부에서 포화된 흡차제는 재생기로 보냄

- 항상 포화된 흡착제를 탈착부로 이동시킬 수 있으며, 흡착제가 적게 소모됨

 

 

3) 유동층 흡착탑

- 흡착제의 유동층에서 흡착을 행하는 방식으로 고정층 흡착탑과 이동층 흡착탑 보다 가스의 유속을 크게 유지할 수 있음

- 상대적으로 압력 손실이 적음

- 또한 고체와 기체의 접촉이 잘된다는 장점이 있으나, 흡착제 입자의 유동에 의한 마모가 크다는 단점이 있음

 

4) 압력변동 흡착탑

- 흡착제 존재 하에서 대상 기체의 압력을 주기적으로 변화시킴으로써, 성분 간의 흡착 및 탈착 특성 차이에 의해 성분을 분리하는 방법

- 유해가스, VOC, 악취 또는 회수가치가 있는 가스의 처리가 가능

- 먼지나 미스트를 함유하는 가스는 전처리가 필요하며, 고온가스를 처리하기 위해서는 부대적인 냉각장치가 필요

 

 

[참고문헌]

반도체 제조업의 환경방지 및 통합관리를 위한 최적가용기법 기준서, 환경부

 

 

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