Sliding Arc Plasma를 이용한 석유공장에서의 BTX 처리효율에 관한 연구

BTX Treatment of a Petrochemical Plant by Sliding Arc Plasma

본 연구는 울산소재 석유공장의 건조시설에서 발생하는 가스를 스크러버(Scrubber)로 최종 처리하여 배출되는 저 농도의 유해가스와 산 처리 시설에서 발생되는 고 농도로 발생하는 유해가스를 대상으로 연구하였다. 공정별로 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 자일렌(Xylene) 및 총휘발성유기화합물(TVOCs)을 대상으로 측정하였으며 농도 측정은 TVOCs 측정기와 GC-MSD를 이용하여 SAP 전 후단의 TVOCs와 BTX의 농도를 측정, 분석하여 제거효율을 평가하였고, SAP 반응기는 5 단계로 구성하여 실험을 수행하였다. 슬라이딩 아크 프라즈마(slidind arc plasma) 반응기의 단수별에 따른 TVOCs 농도 변화는 유입 TVOCs 농도의 변화에 따른 처리효율 결과 481 ppm 미만에서 94.83%, 481 ppm 이상일 경우에는 1단에서는 89.07% 2단에서는 약 91% 이상으로 처리되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 석유화학공정 및 제조시설에서 SAP 공정을 통한 VOCs 제거에 대한 연구 및 기술개발의 기초가 되어 VOCs의 보다 안정적인 처리와 다양한 기술개발에 효과가 있을 것으로 기대해 본다.

This research examines the removal efficiency of benzene, toluene, xylene (BTX) and total volatile organic compounds (TVOCs) by flowing VOCs, which are generated at a petrochemical complex in the Ulsan area, in a sliding arc plasma (SAP) reactor. The SAP reactor process is composed of 5 steps and the analysis was conducted using a BTX detector and TVOC measuring instrument. The removal efficiency of BTX was better at high concentration than at low concentration and the emitted TVOC concentration increased in later steps of the reactor. In addition, the removal efficiency improved, as the flow velocity increased. The maximum permissible concentration of TVOCs in the first step was about 481 ppm and showed over 94.83% efficiency when it was operated in the 2nd step at concentrations beyond 481 ppm. Therefore, there are many factors for improving the removal efficiency of SAP reactors at low concentration and measures should be prepared according to the application method for the various types of industrial reactors.