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회수한 물질이 프로세스에 재이용할 수 있거나, 보일러 연료로 쓰일 수 있거나, 혹은 장치의 세척용 용제로 쓰일 수 있다거나, 아니면 다른 용도의 상품으로 가치가 있다면 당연히 최종 처리보다는 회 수 방법이 고려되어야 할 것이다. 회수 방법으로는 흡착-탈착, 냉각 응축, 증류 등의 방법이 있다. | |
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VOC를 함유하는 배기 가스가 방출될 때 풍량 및 농도가 일정한가 아니면 수시로 변하는가 또는 주 기적인가는 처리 방법을 선택할 때 세심히 고려되어야 한다. 회분식(Batch) 공정에서와 같이 풍량과 농도의 변화가 심할 때는 처리 장치의 마모도 커지고, 열회 수효율도 낮아질 뿐 아니라 실제 파괴 효율(Destruction and Removal Efficiency)도 낮아질 수 있 다. | |
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여러 가지 성분들이 섞여 있다면, 우선 회수를 하더라도 뒤에 재 분리장치가 필요하게 되며 처리방 법 선택에도 한계가 있다. 처리방법 설계시 DRE(파괴효율)은 VOC 성분들 중 가장 파괴가 힘든 물 질을 기준으로 해야 한다. | |
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원칙적으로 모든 처리장치들은 LEL 의 25% 이하로 희석시켜 처리하도록 설계되어야 한다. 또한 덕 트의 구조나, 처리 장치의 초기 가동, 종료 및 고장 시 어느 한 순간이라도 농도가 LEL을 초과할 수 없도록 충분히 고려되어야 한다. 어떤 공정에서는 UEL을 초과하는 배출 가스가 방출되기도 하는데, 이런 경우에는 냉각 응축에 의한 회수 방법이 주로 이용된다. 그러나 회수가 진행되면서 농도가 UEL과 LEL 사이로 떨어져 폭발 가 능하게 될 수 있기 때문에 공기 대신 질소나 탄산가스를 이용하여 희석시킨다. | |
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냉각 응축이나 흡착법은 온도가 40℃ 이상이면 냉각시키기에는 비경제적일 뿐 아니라 정상적인 흡 착력도 기대할 수 없을 것이다. 그러나 배기 가스의 온도가 높으면 높을수록 소각 방법은 보조연료 소모량이 줄어들기 때문에 경제적일 수 있다. 생물학적 처리방법 역시 미생물들이 활동하기에 적절한 10 ~ 40℃를 유지시켜야 적절한 처리 효율 을 기대할 수 있다. | |
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VO 가 아닌 성분들이 얼마나 존재하는지도 처리 방법을 선택하는데 있어 매우 중요하다. 분진이 많 을 경우 흡착제나 촉매 등의 표면이 막혀 처리 효율을 저하시키고 또 납이나 황 성분 등 중금속이 있 을 때 는 촉매를 사용할 수 없다. 함유하는 VOC를 소각시킬 때는 각 할로겐 원소에 해당하는 산들 이 형성되기 때문에 Scrubber 같은 후처리 장치가 필요하고 장치 역시 내산 재질로 제작되어야 한 다. | |
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특히 배출원이 여러 군데 있을 경우 설치 장소의 유무에 따라 소규모 처리 장치를 여러 군데 설치할 수도 있겠고, 아니면 배출원들을 하나의 덕트로 연결시켜 하나의 큰 처리 장치로 처리할 수 있다. 우 리나라처럼 땅이 비좁은 상황에서는 지붕이나 옥상에 설치 가능한 방법들이 선택에 있어 우선이 될 수도 있다. | |
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유지관리를 하는데 있어 시간적, 기술적 요건 또 연간 소요되는 비용 또한 꼭 검토해야 될 사항이다. 소각의 경우에는 보조연료 소모량 및 내화물 교체 빈도, 흡착탑이라면 흡착제의 용량 및 교체 시기, Scrubber 의 Chemical 소모량 또 촉매를 쓸 경우 촉매의 수명 및 교체 비용 등이 비교 검토되어야 한다. | |
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[그림 1] VOC 농도 및 유량에 따른 경제적인 처리방법 비교표 |
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[그림 1]은 처리가스가 할로겐 화합물이나 촉매독 또 다량의 분진을 함유하지 않는다는 조건 하에서 단순히 VOC의 농도와 처리 또는 회수 가스 유량만을 고려할 때 경제적인 처리방법을 대략 나타낸 비교표이다. | |
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A 지역 (저농도 저유량) |
Afterburner (직화식 소각) 또는 Biofilter |
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B 지역 (고농도 저유량) |
석유화학 제품 또는 원료의 저장 탱크로부터 탱크 내에 포화되어 있는 공기가 누출되거나 제약 또는 화학공장의 반응기로부터 누출되는 용제 함유 공기를 처리하는 한 예로서 Condensation (냉각응축 회수)법이 주로 이용된다. |
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C 지역 (저농도 고유량) |
도장공장의 Spray Booth 등에서 포집된 폐가스와 같이 극히 저농도의 가스를 다량 처리할 필요가 있을 때는 Zeolite Wheel 또는 Carbon Fiber Wheel을 사용하여 가스농도를 10배 내지 20배 농축시킴과 동시, 유량은 1/10 또는 1/20으로 축소시킨 후 그 뒤에 촉매소각이나 축열식 소각 (RTO) 등으로 처리한다. |
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D 지역 (고농도 고유량) |
자동차나 플라스틱 도장 공장 등의 오븐 및 도장 부스에서 포집된 폐가 스와 같이 VOC 양을 어느 정도 함유하고 있을 때는 그 VOC가 갖고 있 는 열량을 이용하는 방법도 경제적일 수 있다. 따라서 상황에 따라 Recuperative Oxidation이나 아니면 Regenerative Oxidation (축열식 소각) 방법으로 에너지 소모를 줄이면서 VOC 처리도 완벽히 할 수 있다. |
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E 지역 |
이 지역에서는 VOC 농도가 100 ppm 미만일 때는 Biofilter가 유지비가 작다는 점에서 볼 때 가장 경제적이겠으나, 경우에 따라서 촉매 이용이 가능하다면 촉매소각도 경제적인 방법이 될 수 있다. 또한 극히 저농도 의 경우 흡착법을 이용하는 것도 경제적이다. | |
원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_care.htm>
