제올라이트 개질을 통한 VOCs 흡⋅탈착 증진 연구

A Study on the Improving Adsorption⋅Desorption Performance of VOCs for Modification of zeolite

본 연구에서는 우수한 습도저항성과 VOCs 흡착 성능을 증진하고자 NH4 + -Y zeolite의 탈알루미늄화를위하여 수증기 열처리 및 산처리를 수행하였으며, 상용 소수성 제올라이트와 흡착 성능을 비교하고 VOCs 응축 및 회수 실험을 진행하였다. 수증기처리는 550 ℃, 600 ℃, 650 ℃에서 수행하였으며, 산처리는 0.5 M HNO3 용액을 95 ℃에서 1 g zeolite/10 ml HNO3 비율로 주입하여 교반 후세척 및 건조를 실시하였다. 수증기 처리 온도에 따른 제올라이트 벤젠흡착실험 결과 550 ℃, 600 ℃, 650 ℃에서 각각 38, 77, 61 mg/g의 흡착량을 보였으며, 이는 개질전 NH4 + -Y zeolite의 흡착량보다23 mg/g 증진된 것을 확인하였다. 소수성 개질 정도를 확인하기 위한 지표인 Si/Al 비를 XRF의 분석을통해 확인한 결과 개질전 3.17에서 600 ℃수증기 열처리 및 산처리 후 7.30으로 증진됨을 확인하였다. 또한 상용 제올라이트를 이용하여 톨루엔 간접응축 실험을 수행한 결과 1회(91.9%), 2회(95.2%)의 응축효율을 가짐을 확인하였다. 탈착 후 재흡착 반복 실험 결과 동일한 흡착효율을 나타냈으며, 저비용운전을 위한 탈착 온도, 유량 조건에 따른 에너지 소모 비교를 통한 최적 탈착 운전이 중요함을 확인하였다. 본 연구를 통해 향후 활성탄을 대체할 수 있는 소수성 제올라이트 최적 제조 조건을 도출하였으며, VOCs를 응축/회수하여 자원으로 재사용할 수 있을것으로 판단하였다.