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요약문
SUMMARY
목차
1. 연구개발과제의 개요 23
1-1. 연구개발 목적 24
1-2. 연구개발의 필요성 24
1-3. 연구개발 범위 27
2. 국내외 기술개발 현황 30
2-1. 해외 기술개발 동향 30
가. 흡착소재 30
나. 흡착장치 32
2-2. 국내 기술개발 동향 34
가. 흡착소재 34
3. 연구수행 내용 및 결과 38
3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 38
가. 연구개발의 내용 38
나. 연차별 연구진행 내용 38
다. 연구개발의 최종목표 40
라. 연구개발의 추진전략·방법 40
마. 연구개발의 추진체계 41
바. 연구개발 성과 및 평가방법 42
3-2. 연구개발 결과 및 토의 43
가. 활성화 물질의 활성 unit 제거기술 43
나. 고 비표면적 복합탄화물 기술검토 58
다. 회전입자분리장치 기술검토 87
3-3. 연구개발 결과 요약 138
4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 142
4-1. 목표달성도 142
4-2. 관련분야 기여도 142
가. 기술적 측면 142
나. 환경적 측면 142
다. 경제·산업적 측면 143
라. 일자리 창출 측면 143
마. 개발기술과 기존기술의 경제성 검토 144
5. 연구결과의 활용계획 148
5-1. 연구개발결과의 활용방안 148
5-2. 사업화계획 및 효과 149
가. 사업화전략 149
나. 사업화계획 150
다. 무역수지 개선효과 150
라. 사업화가능성 SWOT 분석 151
6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 154
7. 연구개발결과의 보안등급 158
8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 162
9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 166
9-1. 연구실 안전조치 이행계획 166
10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 170
11. 기타사항 174
12. 참고문헌 178
12-1. 국외문헌 178
12-2. 국내문헌 181
부록 184
〈표 1.1〉 UV도료의 성분 자료 25
〈표 1.2〉 배기가스의 특징 및 문제점 26
〈표 2.1〉 국외 업체별 흡착 시스템 33
〈표 3.1〉 UV 파장별 특징 43
〈표 3.2〉 UV도료의 도장 방법 47
〈표 3.3〉 UV LED와 UV LAMP 방식 비교 51
〈표 3.4〉 UV LED 경화기 및 광량계 제품사양 52
〈표 3.5〉 광량계 사양 53
〈표 3.6〉 거리별 광량 53
〈표 3.7〉 UV Paint의 사양 54
〈표 3.8〉 UV도료의 경화조건에 따른 경화특성 55
〈표 3.9〉 UV도료의 경화특성 테스트조건 56
〈표 3.10〉 건조 후 UV조사 필터의 경화특성 56
〈표 3.11〉 UV조사 후 건조 필터의 경화특성 57
〈표 3.12〉 활성탄소 원료물질 58
〈표 3.13〉 활성탄소 원료별 장단점 비교 59
〈표 3.14〉 피치를 이용한 구형활성탄 제조장비 64
〈표 3.15〉 Pitch / Carbon의 배합비율 66
〈표 3.16〉 PVA투입량 변화 배합비율 67
〈표 3.17〉 입도별 분포 67
〈표 3.18〉 불융화 온도별 특성 68
〈표 3.19〉 탄화 및 활성화 특성 69
〈표 3.20〉 구형활성탄 수율 69
〈표 3.21〉 페놀수지의 두 가지 형태 70
〈표 3.22〉 입자크기 제어를 위한 고분자 중합법 및 특성 71
〈표 3.23〉 페놀 올리고머(Phenolic oligomer) 71
〈표 3.24〉 경화제(Hardener) 72
〈표 3.25〉 유화제(Emulsifier) 72
〈표 3.26〉 유화제 투입량결정 실험 74
〈표 3.27〉 경화제 투입량결정 실험 75
〈표 3.28〉 경화시간에 따른 특성 76
〈표 3.29〉 구형수지의 후경화 특성 77
〈표 3.30〉 구형수지의 불융화 특성 78
〈표 3.31〉 구형활성탄의 강도 및 비표면적 80
〈표 3.32〉 구형활성탄의 활성화 시간별 물성 및 종합수율 80
〈표 3.33〉 개발된 구형활성탄의 물성 81
〈표 3.34〉 개발된 Pitch계 구형활성탄과 폐놀계 구형활성탄의 비교 81
〈표 3.35〉 THC분석 장비사양 83
〈표 3.36〉 BET분석 장비사양 84
〈표 3.37〉 BET분석 결과 84
〈표 3.38〉 4가지 시편 및 입자분리장치 사양 96
〈표 3.39〉 입자발생장치 및 회전입자분리장치 사양 99
〈표 3.40〉 입자분석 장비사양 99
〈표 3.41〉 Separator 실험조건 및 소재별 특성 비교 100
〈표 3.42〉 실험에 사용된 Separator 및 셀 높이 비교 101
〈표 3.43〉 Separator 셀 높이에 따른 특성 비교 103
〈표 3.44〉 실험에 사용된 Metallic honeycomb separator 및 셀 높이 비교 104
〈표 3.45〉 Separator 소재별 제작 단가비교 106
〈표 3.46〉 Separator 강도실험 107
〈표 3.47〉 강도분석 장비사양 107
〈표 3.48〉 압축강도 Test 및 Sample 108
〈표 3.49〉 강도실험 조건 및 결과 108
〈표 3.50〉 Separator 실험조건 및 특성 110
〈표 3.51〉 측정현장 및 도장조건 113
〈표 3.52〉 Rotational Particle Separator용 Rotor 제작 116
〈표 3.53〉 600m³/hr급 Pilot System 제작과정 120
〈표 3.54〉 Pilot 현장설치 122
〈표 3.55〉 1차년도 Pilot Test 조건 123
〈표 3.56〉 2차년도 Pilot Test 조건 125
〈표 3.57〉 UV Paint 분진입자분포 및 제거효율 127
〈표 3.58〉 흡착성능 실험조건 및 특성 133
〈표 3.59〉 SEM분석 장비사양 134
〈그림 3.1〉 열 경화 메커니즘 44
〈그림 3.2〉 UV 경화 메커니즘 44
〈그림 3.3〉 UV 도료의 개시반응 45
〈그림 3.4〉 UV 도료의 성장반응 45
〈그림 3.5〉 UV 도료의 종결반응 46
〈그림 3.6〉 수은 UV 램프의 파장 48
〈그림 3.7〉 메탈 할라이드 램프의 파장 49
〈그림 3.8〉 갈륨 UV 램프의 파장 50
〈그림 3.9〉 UV LED의 구조 50
〈그림 3.10〉 UV LED 램프의 파장 52
〈그림 3.11〉 UV LED 조사거리에 따른 광량변화 54
〈그림 3.12〉 노볼락 수지의 반응 메커니즘 61
〈그림 3.13〉 경화제를 사용한 노볼락 수지의 경화 메커니즘 62
〈그림 3.14〉 레졸 수지의 반응 메커니즘 63
〈그림 3.15〉 구형활성탄 제조과정 65
〈그림 3.16〉 탄화 및 활성화 조건 68
〈그림 3.17〉 구형페놀수지 제조를 위한 반응장치 72
〈그림 3.18〉 고분자수지를 이용한 구형활성탄 제조과정 73
〈그림 3.19〉 경화된 구형수지 76
〈그림 3.20〉 구형수지 불융화 78
〈그림 3.21〉 1차 열처리 후 경화에 대한 열적 거동 79
〈그림 3.22〉 탄화 및 활성화 조건 79
〈그림 3.23〉 완성된 구형활성탄 80
〈그림 3.24〉 개발된 구형 활성탄 81
〈그림 3.25〉 THC 가스 제거성능 실험 82
〈그림 3.26〉 THC 가스 제거성능 실험장비 83
〈그림 3.27〉 BET surface area 85
〈그림 3.28〉 Total pore volume 85
〈그림 3.29〉 회전입자분리장치의 제거원리 87
〈그림 3.30〉 Vane type Separator 88
〈그림 3.31〉 Axial cyclone 90
〈그림 3.32〉 Axial RPS 91
〈그림 3.33〉 RPS에 의하여 분리된 입자의 직경 92
〈그림 3.34〉 회전입자분리장치로 측정한 4가지 시료의 입자포집 효율 95
〈그림 3.35〉 회전입자분리장치 포집효율 예상 값 97
〈그림 3.36〉 Separator 소재별 입자 개수에 대한 처리효율 102
〈그림 3.37〉 Separator 셀 높이에 따른 처리효율 105
〈그림 3.38〉 Separator 경화수지에 따른 압축강도 109
〈그림 3.39〉 Separator rpm에 따른 처리효율 111
〈그림 3.40〉 SIT 현장실측 Inlet Particle Number 114
〈그림 3.41〉 SIT 현장실측 Inlet Cumulative Mass 114
〈그림 3.42〉 600m³/hr급 Pilot PFD 117
〈그림 3.43〉 600m³/hr급 Pilot P&ID 118
〈그림 3.44〉 600m³/hr급 Pilot 도면 119
〈그림 3.45〉 UV LED 조사면 오염방지 122
〈그림 3.46〉 THC 제거효율 124
〈그림 3.47〉 미세분진 제거효율 124
〈그림 3.48〉 UV Paint 분진입자분포 및 제거효율 126
〈그림 3.49〉 THC 처리효율 128
〈그림 3.50〉 미세분진 처리효율 128
〈그림 3.51〉 프리필터 차압변화 129
〈그림 3.52〉 구형활성탄필터 차압변화 129
〈그림 3.53〉 실증 Pilot 처리효율 - Number 130
〈그림 3.54〉 실증 Pilot 처리효율 - Cumulative Mass 131
〈그림 3.55〉 반자동식 먼지시료채취장치 131
〈그림 3.56〉 효율평가 시험성적서 132
〈그림 3.57〉 Pilot System 성능평가 134
〈그림 3.58〉 활성탄 SEM 분석 135
〈그림 3.59〉 12,000m³/hr급 상용화 설비 PFD 137
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