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기상이나 액상 또는 혼합조성이라도 특정성분을 종류에 관계없이 선택적으로 흡착하여 적합한 처리에 의하여 흡착한 물질을 용이하게 탈착시켜 흡착력을 회복할 수 있어 연초제조, 환경분야(대기,수질), 식품공업 등 여러 산업분야에서 필터용, 탈색, 탈취, 용제회수, 유기물질 제거 등 여러 분야에서 활용되고 있다.
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활성탄은 크게 기상용과 액상용으로 용도를 구분할 수 있으며, 업종에 따라서 사용되어지는 용도는 다음과 같다.
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| 구 분 |
용 도 |
| 기상용 |
담배필터 |
· 담배필터용(니코틴, 타르 등 유해성분제거) |
| 공기정화 |
· 크린룸(Clean Room), 병원, 백화점등에 실내공기 정화
· 페인팅 부스(Painting Booth), 건조로(Dry Oven) 등의 집진기에 사용
· 화학공업의 공정가스 정제 및 폐가스 중 유해성 물질 제거
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| 용제회수 |
· 마그네틱 테이프(Magnetic Tape), 페인트(Paint), 인쇄업체의 유기용제 제거 및 회수 |
| 기 타 |
· 자동차 흡입구(Canister), 방진마스크, 탈황 등 |
| 액상용 |
정 수 |
· 음료수 및 주류공업에서 유기물, 염소, 냄새제거
· 공업용수 처리시 유기물 및 염소제거
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| 초 순 수 |
· 반도체 공업 등 초순수 제조시 이온교환수지
· 멤브레인(Membrain) 보호
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| 폐 수 |
· 하수도 및 산업폐수처리시 COD, BOD, 페놀(PHENOL), 세제 및 특정 유해물질 제거 |
| 상수도 |
· 정수장내 미생물, COD, 페놀(PHENOL), 세제, 농약등 이물질 제거 및 탈색, 탈취 |
| 촉매 및 담채 |
· 산화, 환원, 탈수소, 이성화, 중합 등의 촉매 및 담채 |
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① 활성탄소의 교체주기는 흡착성능과 밀접한 관계가 있습니다.
② 액상용과 대기용은 구별하여 사용하여야 합니다.
③ 활성탄소에 불순물이 적게 함유되어 있어야 하며 기계적 강도가 우수해야 합니다.
④ 흡착탑내 압력손실을 고려하여 적당한 입도를 선택하여야 합니다.
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① 표면적 : 피흡착물질의 흡착량에 중요한 영향을 미치며 요오드흡착력과 밀접한관계가 있다.
② 세공크기 : 활성화 조건과 원자재선택에 의해서 결정되고 흡ㆍ 탈착의 속도와 이행량, 다른분자 크기의 흡착량(Retentivity)
에 영향을 준다.
③ 세공용적 : 세공용적은 활성화공정과 조건에 의해 결정되고 총 흡착량과 흡착수명에 영향을 준다.
④ 입자크기 : 입자크기는 원자재 분쇄 및 활성화 후 선별에 의해 생성되고, 세공 속으로 확산되는 속도와 카본층(Bed)을 통과
하는 압력손실에 영향을 준다.
⑤ 경도 : 제조공정과 원자재에 의해서 결정되고 취급제품의 층분리와 열재생의 수율에 영향을 준다.
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활성탄은 분자크기정도의 미세세공이 잘 형성되어 큰 내부 표면적을 가지게 되는 흡착제이다. 이 표면적은 활성탄의 생명인 흡착능력을 좌우하게 된다. 세공의 분포는 Micro pore(미세공), Transiton pore(중세공), Macro pore(대세공)라 하는데 ,이 기공을 오염물질(Ex. COD, BOD, N-Hexan, ABS 등)이 흡착되어 제거되면서 활성탄소의 흡착능력을 상실하게 된다.
그런데, 오염물질 흡착 진행 중에 분자량이 큰 유기오염물질이 기공의 입구부분을 막아버리게 됨으로서 활성탄소 본연의 흡착력을 반감시켜 버린다. 통상 활성탄 교체시점을 산정시 요오드 흡착력을 교체선정 자료로 사용하는데 신탄의 경우 요오드 흡착력은 1,000mg/g 이상이다.
이론적으로 볼때 요오드 흡착력이 0 Point시 교체해야 하는데 실제 사용시는 위 설명의 문제로 인해 흡착력이 약 500~600mg/g일시 수명이 다한 것(파괴점, Break Point)으로 간주하여 교체시점으로 잡는다.
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① TM(Total Moisture) : 활성탄에 함유된 수분량을 백분율로 나타낸것으로 건조감량이라 한다.
(시험방법은 115±5℃에서 3시간 건조시켜 그 감량을 구한다.)
② VM(Volatile Matter) : 건조된 활성탄에 함유된 휘발성분을 백분율로 나타낸 것으로 휘발분이라 한다.
(시험방법은 925±5℃에서 7분간 휘발된 량을 구한다.)
③ Ash : 건조된 시료를 완전연소 후 남는 잔분을 백분율로 나타낸 것으로 강열잔분이라 한다.
(시험방법은 800℃에서 1시간정도 연소시켜 그 잔량을 구한다.)
④ BD(Bulk Density) : 단위부피내의 충전된 활성탄의 량을 무게로 나타낸 것이다.(단위는 g/㎖)
⑤ 경도(Hardness) : 입자상의 활성탄의 물리적 강도를 나타낸 것으로 Ball Pan Hardness를 말하며 시험방법은 일정크기의
활성탄 100cc와 직경이 1/2, 3/8 Inch인 Steel Ball(강구) 각각 15개씩을 황동 Pan에 넣고 30분간
Rotation Tap(체 진탕기)에서 진탕후 입도표시 하한에 대응하는 체 눈금 2단 아래의 체로 분리하여 체
위에 남는 량의 백분율을 구한다.
⑥ 요오드가 : 활성탄 단위 g당 요오드의 흡착량을 mg으로 나타낸 것으로 시험방법은 0.1N 요오드액 50㎖와 분말화 한 활성탄
0.5g을 삼각플라스크에 넣고 진탕기내에서 15분간 진탕시킨 후 50㎖ 침전관에 옮겨 원심분리기로 고, 액분리 후
분리된 액속의 잔류농도를 0.1N티오황산나트륨 용약으로 적정하여 구하여 흡착된 요오드량을 계산하여 구한다.
⑦ MB가 : 활성탄 단위 g당 Methylene Blue 청색잉크를 탈색시키는 시험으로 탈색가능량을 ㎖로 나타낸 것이다.
⑧ 벤젠가 : 활성탄을 U자간에 5-10g내로 충전시킨후 벤젠증가와 접촉시켜 활성탄 단위 g당 흡착된 벤젠증기량을 무게 %로
나타낸 것이다.
⑨ 페놀가 : 100ppb(0.1ppm)페놀용액의 페놀을 90%제거하여 10ppb로 하는데 필요한 활성탄의 량을 ppm으로 표시한 것이다.
⑩ ABS가 : ABS 5.0ppm용액에 활성탄을 첨가하여 1시간후 잔존 ABS량을 0.5ppm으로 하는데 필요한 시료의 량을 ppm으로
표시한 것이다.
(ABS : Alkyl Benzens Sulfonate음이온 계면활성제로 세제성분)
⑪ 입도(Size) : 활성탄의 입자상의 크기를 mesh 또는 mm의 크기로 나타낸 것이다.
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