개념 한 쪽
흡착법은 고체 흡착제 표면에 가스나 증기상 오염물질을 붙여 포집하고 필요시 탈착하여 회수 또는 처분하는 공정이다. 희박농도 가스의 포집과 회수가 가능한 점에서 연소법 등과 구별되며, 흡착제의 성질과 오염물질의 극성 여부에 따라 흡착 성능을 좌우한다.
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출제기준 단원 「흡착법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 회수 목적·희박농도 판단 | 1 | 회수가치 있는 희박농도 불연성 가스의 처리법을 선택하기 |
| 선회운동 원리 장치 명칭 | 1 | 선회운동으로 분진을 분리하는 제진장치 이름을 가림 |
| 비상 고농도 VOC 처리법 | 1 | 비상구조설비로부터 발생한 고농도 VOC의 적합한 처리방법을 고르기 |
흡착법은 고체의 표면에 분자들이 물리적 또는 화학적으로 결합하여 머무는 현상을 이용한 처리법이다. 흡착제는 표면 특성(극성·비극성)과 다공성 구조에 따라 선택되며, 흡착된 물질은 적절한 조건에서 탈착시켜 회수할 수 있으므로 회수가치가 있는 가스 처리에 적합하다.
연소법이나 촉매 산화법은 가스를 분해·소각하여 제거하므로 회수 목적과 상충한다. 특히 불연성 가스는 연소법으로 처리할 수 없으므로 회수가 필요할 때는 흡착법을 우선 고려한다. 희박농도 가스는 흡착제로 포집하면 경제적으로 회수 가능하다는 점이 핵심 판단 기준이다.
흡착제의 선택은 제거하려는 오염물의 성질에 따라 결정한다. 비극성의 유기용제는 비극성 표면과 다공성을 가진 활성탄에 잘 흡착되므로 활성탄이 널리 사용된다. 반대로 극성 물질이나 수분을 주로 제거할 때는 실리카겔이나 활성알루미나처럼 상대적으로 극성인 흡착제가 적합하다.
흡착법은 운전 시 탈착 조건을 설계하여 포집된 물질을 회수하거나 흡착제의 재생을 가능하게 한다. 처리 목적이 '회수'인 경우 흡착법을, 처리 목적이 '제거'이고 대량의 고농도 가스가 안정적으로 공급되는 경우에는 연소법 등 다른 방법을 선택하는 원칙을 따른다.
문제에서 '회수가치가 있는 희박농도 불연성 가스'라는 표현이 주어지면 흡착법을 선택하는 것이 적절하다. 연소법은 가스를 소각하여 회수가 불가능하므로 이 경우 오답이다.
비극성 유기용제를 제거하는 장치의 흡착제로 활성탄을 선택하는 예를 기억한다. 반대로 수분과 같은 극성 물질을 다룰 때는 실리카겔이나 활성알루미나 같은 흡착제를 고려해야 한다.
분진을 함유하는 가스에 선회운동을 시켜서 가스로 부터 분진을 분리 포집하는 제진장치는?
정답 ① · 문제는 분진을 포함한 가스에 선회운동을 주어 분진을 분리하는 장치가 무엇인지 묻고 있다. 선회운동에 의해 원심력이 발생하면 입자가 관 벽으로 투과되어 분리되는 원리는 사이클론, 즉 원심력 제진장치의 작동 원리이다.
선회운동을 이용해 원심력을 발생시켜 분진을 분리하는 장치는 원심력 제진장치입니다.
유해가스 처리법중 회수가치가 있는 불연성 희박농도가스의 처리에 가장 적합한 것은?
정답 ④ · 문항은 회수 가치가 있는 불연성 희박농도 가스의 처리법으로 적합한 것을 묻고 있다. 회수가 목적일 때는 가스를 분해하지 않고 포집 후 탈착하여 회수할 수 있는 흡착법이 가장 적합하다.
회수 가치가 있는 불연성 희박농도 가스는 흡착제로 포집하여 회수하는 흡착법이 가장 적합하다.
정유공장의 비상구조설비(emergency relief system)로부터 비정상적으로 발생되는 고농도의 VOC를 처리하는 데 적합한 처리방법은?
정답 ② · 정유공장의 비상구조설비(emergency relief system)를 통해 배출되는 가스는 비정상적인 상황에서 발생하므로 순간적으로 매우 높은 유량의 가스가 방출되며 농도 변화가 심하고 불안정한 상태의 고농도 VOC를 포함합니다. 이러한 비상상황의 대용량 가스를 처리하기 위해서는 연속적인 운전이 어려운 촉매 산화법이나 직접 산화법보다는 가스를 연소탑(flare stack)로 보내 화염을 통해 즉각적으로 소각 처리하는 불꽃 연소법(flare combustion)이 가장 적합합니다.
비상 시 고농도 VOC 대용량 가스는 불꽃 연소법(플레어)으로 즉각 소각 처리한다.
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