ACE 환경기술

Air control Engineering Co., Ltd.

VOCs & 악취 처리기술

휘발성 유기화합물의 종류

배출시설(대기환경보전법 시행령 제45조제1항)의 관리대상 휘발성유기화합물의 종류
연번 제품 및 물질명 분자식 CAS No.
1 아세트알데히드 Acetaldehyde C2H4O[CH3CH0] 75-07-0
2 아세틸렌 Acetylene C2H2 74-86-2
3 아세틸렌 디클로라이드 Acetylene Dichloride C2H2C12 540-59-0
4 아크롤레인 Acrolein C3H4O 107-02-8
5 아크릴로니트릴 Acrylonitrile C3H3N 107-13-1
6 벤젠 Benzene C6H6 71-43-2
7 1,3-부타디엔 1,3-Butadiene C4H6 106-99-0
8 부탄 Butane C4H10 106-97-8
9 1-부텐,
2-부텐		 1-Butene,
2-Butene		 C4H8[CH3CH2CHCH2)],
C4H8[CH3(CH)2CH3]		 106-98-9,
107-01-7
10 사염화탄소 Carbon Tetrachloride CCl4 56-23-5
11 클로로포름 Chloroform CHCl3 67-66-3
12 사이클로헥산 Cyclohexane C6H12 110-82-7
13 1,2-디클로로에탄 1,2-Dichloroethane C2H4Cl2[Cl(CH2)2Cl] 107-06-2
14 디에틸아민 Diethylamine C4H11N[(C2H5)2NH] 109-89-7
15 디메틸아민 Dimethylamine C2H7N 124-40-3
16 에틸렌 Ethylene C2H4 74-85-1
17 포름알데히드 Formaldehyde CH2O[HCHO} 50-00-0
18 n-헥산 n-Hexane C6H14 110-54-3
19 이소프로필 알콜 Isopropyl Alcohol C3H8O[(CH3)CHOHCH3] 67-63-0
20 메탄올 Methanol CH4O[CH3OH] 67-56-1
21 메틸에틸케톤 Methyl Ethyl Ketone C4H8O[CH3COCH2CH3] 78-93-3
22 메틸렌클로라이드 Methylene Chloride CH2Cl2 75-09-2
23 엠티비이(MTBE) Methyl Tertiary Butyl Ether C5H12O[CH3OC(CH3)2CH3] 1634-4-4
24 프로필렌 Propylene C3H6 115-07-1
25 프로필렌옥사이드 Propylene Oxide C3H6O 75-56-9
26 1,1,1-트리클로로에탄 1,1,1-Trichloroethane C2H3Cl3 71-55-6
27 트리클로로에탄 Trichloroethylene C2HCl3 79-01-6
28 휘발유 Gasoline - 86290-81-5
29 납사 Naphtha - 8030-30-6
30 원유 Crude Oil - 8002-5-9
31 아세트산(초산) Acetic Acid C2H4O2 64-19-7
32 에틸벤젠 Ethylbenzene C8H10 100-41-4
33 니트로벤젠 Nitrobenzene C6H5NO2 98-95-3
34 톨루엔 Toluene C7H8 108-88-3
35 테트라클로로에틸렌 Tetrachloroethylene C2Cl4 127-18-4
36 자일렌(o-,m-,p-포함) Xylene C8H10 1330-20-7
(95-47-6, 108-38-3, 106-42-3)
37 스틸렌 Styrene C8H8 100-42-5

배출농도에 따른 최적 VOCs 처리시스템

입구 THC 농도(ppm) 처리 방법 상세설명
~ 35 ~ 흡착 교환법 흡착제를 이용하여 흡착 후 포화되면 새 것으로 교체함
흡착 재생법 흡착 후 포화되면 열, 압력 등을 이용하여 흡착제를 재생
~ 350 ~ 농축기 + 직접 소각법 농축기로부터 농축, 탈착된 성분을 직접 소각함
축열 소각법(RTO) 농축기로부터 농축, 탈착된 성분을 축열식 소각기로 소각함
촉매 소각법(RCO) 농축기로부터 농축, 탈착된 성분을 촉매식 소각기로 소각함
~ 3,500 ~ 직접 소각법 (TO) 유입되는 성분을 직접 소각함
축열 소각법(RTO) 유입되는 성분을 축열식 소각기로 소각함
촉매 소각법(RCO) 유입되는 성분을 촉매식 소각기로 소각함
~ 35,000 희석 소각법 유입되는 성분을 폭발하한 농도로 희석하여 직접 소각함
농축 회수법 유입되는 성분을 흡착, 탈착(농축)한 후 냉각, 응축하여 회수함
> 35,000 응축 회수법 유입되는 성분을 냉각, 응축하여 회수함

VOCs 처리기술의 적용 특성

제어기술 자본비 운영비 실제현장에서의 사용여부 공정의 융통성 대용량 처리능력 저농도 오염 물질에 대한 적용가능성
열소각 고 고 O O O O
흡 착 고 중 O O O O
흡 수 저 중 O X O O
응 축 고 중 O X X O
생물여과 중 저 △ O X O
촉매산화 중 중 X O X X
광촉매산화 중 저 X O X X

VOCs 처리시설의 특징 및 장단점

구분 특징 및 장점 단점 적용공정
직연식연소로 (TO)
  • 가스를 700~900℃에서 산화분해
  • 완전연소시 고효율(99%)가능
  • 타르, 분진의 허용성 높음
  • 낮은 초기투자비용
  • 불연성용제 적용 불가
  • 연소시 2차 공해발생 주의
  • 높은 운전비 (고온연소,보조연료多)
  • 열교환기 이용
  • 고온연소에따른 설비대형화
  • 풍량변화가 없는 공정 저/중풍량
  • 고농도 (LEL20~25%)
촉매산화장치 (CO)
  • 열교환기와 촉매를 이용
  • 가스를 300~450℃에서 산화분해
  • 낮은 운전비 (저온연소)
  • 저온연소에따른 COMPACT한설비
  • 전기열원 사용가능
  • 유기실리콘등 촉매독 주의필요
  • 주기적 촉매재생 필요
  • 촉매독없는 중/대풍량(1000CMM 이하)
  • 중간 농도 (LEL10~20%)
축열식연소로 (RTO)
  • 가스를 800~850℃에서 산화분해
  • 축열체에서 95%이상의 열회수
  • 열회수율 높아 운전비 저렴
  • 2차 공해요인이 적음
  • 불연성용제 적용 불가
  • 높은 초기투자비
  • 심한 풍량/농도변화에 적응곤란
  • 중풍량 ( 100CMM 이상)
  • 중간농도 (LEL10%)
축열촉매연소 (RCO)
  • 가스를 250~400℃에서 산화분해
  • 축열체에서 92%이상의 열회수
  • 열회수율 높아 운전비 저렴
  • 2차 공해요인이 적음
  • 유기실리콘등 촉매독 주의필요
  • 주기적 촉매재생 필요
  • 높은 초기투자비
  • 심한 풍량/농도변화에 적응곤란
  • 비교적 대풍량 (300CMM 이상)
  • 낮은 농도 (LEL4%)
흡착(농축) (ROTOR)
  • 풍량, 농도변화에 대응용이
  • 불연성, 가연성 모두 처리가능
  • 운전비 저렴
  • 타르, 분진의 허용성 높음
  • 폭발하한의 1/3~1/4이상 농축불가
  • 고비점물질, 분진, MIST등이 포함시 전처리필요
  • 흡착제 주기적 재생/교체 필요
  • 농축가스의 2차처리 필요 (산화/회수)
  • 대풍량저농도공정

VOCs처리 기술

흡착재생법

흡착탑은 보통 원통형 용기를 쓰며, 입상의 흡착제를 충진하고 흡착제(활성탄)을 유지시키기 위하여 스크린(Screen)을 설치한다. 흡착조 수직과 수평으로 이용하는 2가지 경우가 있는데 대량의 가스를 처리하는 경우에는 수평 흡착탑을 주로 쓴다. 또한, 유입가스를 연속적으로 처리할 경우에는 흡착탑 2기를 병렬로 연결하여 흡착 및 재생을 교대로 실시한다. 보통 단면속도는 9-30m/min, 체류시간은 0.6-6초로 설계한다.

화학흡착법 CHEMACAL ADSORPTION

  • 화학흡착제(chemical adsorbents)란 다공성의 물질에 제거하고자 하는 대상Gas와 효율적으로 반응하는 화학작용제를 첨착 혹은 혼합 성형하여 만든 제품을 말한다.
  • 다공성 제품은 대상Gas의 물리적흡착(모세관 현상)을 용이하게 하여 화학작용제의 제거율을 극대화하는 역할을 하며, 화학작용제는 대상Gas와 반응을 하여 제거하는 물질로서 반응 후 다공성 기공내에 고착한다.
  • 화학흡착제는 유기계 약재와 무기계 약재로 구분된다.
물리흡착 제거 원리
화학흡착 제거 원리

축열 소각법 RTO

R.T.O(Regenerative Thermal Oxidizer)은 휘발성유기화합물(VOCss)을 800℃의 고온에서 연소시켜 99%이상 제거하는 장치.
R.T.O는 세라믹 축열제를 이용해 VOCss이 연소할 때 발생 하는 열을 95%이상 회수하여 에너지로 활용하기 때문에 보조연료의 소비를 최소화할 수 있다.

농축기 + 축열 소각법 RTO

  • 저농도 · 대풍량의 VOCs함유공기를 농축기로 고농도 · 소풍량으로 농축시킨후 연소장치에서 산화분해
  • 농축처리에 의해 연소장치가 소형이 되어 통합적으로 저 비용, 콤펙트화가 가능함
  • 농축처리에 의해 연소장치의 연료소비량이 저감가능함.(농축장치의 재생열원은 연소배기를 이용)

Catalystic Thermal Oxidizer

  • 저농도 배기가스의 처리에 적용
  • 적용촉매 & 운전온도 : 저온산화촉매, 오존산화산화 : 180~220℃, 중온,고온산화촉매 : 300~450℃
  • 적용분야 : 도장, 인쇄, 연포장, 석유화학 공정
  • 발생오염물에 따른 적합한 촉매 및 산화방식 적용
  • 장점 : 저온 운전에 따른 에너지비용 절감, 화재위험성 낮음
  • 단점 : 발생조건에 적합한 촉매 결정 필요, 가스 중 유기실리콘 및 피독물질 함유시 적용 불가

촉매연소장치 RCO

촉매는 화학반응을 일으키는데 필요한 활성화 에너지를 낮추어 비교적 낮은 온도에서 화학반응속도를 촉진하는 물질로, 촉매연소는 백금(Pt), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd)등의 산화촉매를 사용하여 200~400℃로 공기 중 산소를 사용하여 산화반응을 일으킨다.

흡수법 SCRUBBER

흡수는 기체와 액체가 향류 또는 병류로 접촉해서 VOCs 함유기체로부터 VOCs가 액상 흡수제로 전달되는 공정으로, 물질 전달의 구동력은 기체와 액체간의 VOCs 농도 구배이다.
보통 흡수제로는 물, 가성소다 용액, 암모니아 또는 고비점 탄화수소 등이 있다. 흡수제의 선택은 VOCs의 특성에 따라 달라지며 예를 들면 VOCs가 수용성이면 물이 좋은 흡수제가 될 수 있다.

P & ID

Chemical Adsorption Tower

ADSORPTION TOWER DESIGN

흡착탑 설계기준

  • 공탑 속도 : 0.35~0.5m/sec
  • 체류시간 : 1 sec 이상
  • Depth (흡착제 충진 두께) : 500mm

Control

Gas Chemical Adsorption Tower Operation Manual

상황 운전방법 1 운전방법 2 비고
평상시(GAS 유출없음) 방지시설 및 배기팬 정지 ROOM의 음압을 유지하기위해 배기팬만 운전 방지시설은 미운전 ( VALVE OFF) 상황에 따라 운전방법 결정
ROOM내부에 GAS 유출 발생시 GAS DETECTOR SETTING 농도에 따라 감지 -> FAN/방지시설 운전 / ALARM 송출 -> 감지농도 이하로 떨어지면 FAN/ALARM 정지 -> 유출된 ROOM에 설치된 GAS DETECTOR SETTING 농도에 따라 감지 -> 해당 방지시설 VALVE OPEN / ALARM 송출 -> 감지농도 이하로 떨어지면 해당방지시설 VALVE OFF & ALARM 정지
Event 발생 후 조치 유출 ROOM 및 방지시설 점검 -> 필요에 따라 Chemical Media 교체 진행 유출 ROOM 및 방지시설 점검 -> 필요에 따라 Chemical Media 교체 진행