국내 환경엔지니어링 분야를 리드하는 한 중소기업이 활성탄 여과기와 연결되어 자동으로 활성탄을 인발, 재생, 재주입함으로써 활성탄 교체에 소요되는 노동력, 운반비 등을 절감할 수 있는 기술을 개발했다.
▲저에너지 On-site 활성탄 재생장치 기술 원리
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이번 기술의 원리는
●열수가압탄화반응은 수분을 함유한 원재료를 상대적으로 저온(200-250℃)에서 탄화시키는 방법으로, 열수가압 탄화반응은 열분해와 마찬가지로 산소가 낮은 상태에서 반응하게 되며, 반응과정에서 완전히 밀폐시키는 것이 중요하다.
● 유기성 분자에서 수산화이온(OH-)과 수소이온(H+)을 추출하고, 이를 다시 물로 재합성 시키는 공정으로, 이렇게 탈수된 유기물질은 새로운 고분자 물질로 형성되며, 주로 탄소가 많이 농축된 형태로 변형된다. 이것은 자연적으로 발생되는 석탄의 생성과정과 동일하다.
● 수산화이온 및 수소이온이 분리 추출되고, 이들 이온이 다시 물로 재합성(발열반응)되는 과정에서 방출되는 상당량의 에너지가 HTC 반응에 이용되어 최소 에너지만이 필요한 공정이다.
● 수분을 함유한 대상물질을 상대적으로 저온(180-250℃)에서 탄화시키는 방법으로서 탈수나 건조 등의 전처리 과정이 요구되지 않고 바로 재생이 가능해 진다.
● 상향류식 여과기와 활성탄 재생기가 하나의 시스템을 구성하여, 상향류식 여과기 하부로부터 폐활성탄을 순차적으로 인발하여 재생하고, 재생된 활성탄을 다시 여과기 상부로 공급함으로써 활성탄의 흡착 성능을 유지할 수 있다.
본 기술은 열수가압을 활용한 활성탄 재생 기술로써 회수율 90%이상, 활성탄 재생효율 90% 이상 확보 가능하며 활성탄 교체 주기가 6개월에서 5년으로 긴 점을 활용하여 6개월에서 5년에 한 번 재생하는 것이 아니라 매일 소량을 연속적으로 재생하여 활성탄 재생장치를 여과기 용량의 1/200규모로 축소함으로써 소요 부지면적, 초기투자비 및 유지관리비용 절감이 가능하다.
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본 기술 적용시 장점으로는
① 일반적인 활성탄 재생 시 필요한 활성탄 건조과정을 생략하여 건조에 소요되는 시설비와 에너지를 절감할 수 있다.
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활성탄여과기에서 활성탄을 물과 함께 인발하여 재생기에 주입하고, 활성탄이 수중에 있는 상태에서 물의 온도를 액체상태로 225℃까지 가열하여 활성탄을 재생함으로써 별도의 활성탄 건조과정이 필요없다.
② On-site에서 활성탄 여과기와 연결되어 자동으로 활성탄을 인발, 재생, 재주입함으로써 활성탄 교체에 소요되는 노동력, 운반비 등을 절감할 수 있다.
일반적인 활성탄 재생공정은 별도의 활성탄 재생시설에서 이루어지므로, 활성탄의 교체작업과 이송을 위해 인력과 장비 투입이 필요하지만, 본 기술은 활성탄 여과기와 연결된 배관을 통해 활성탄의 이송이 자동으로 이루어지므로 운송장비 및 인력의 투입이 필요하지 않다.
㈜대성그린테크는 이번 활성탄 재생장치 출시로 기존 및 신규 하·폐수처리장, 정수장, 중수처리, 침출수처리장 등을 대상으로 활성탄 여과·재생시스템을 적용할 계획이다. 또 압력용기, 히터 및 냉각장치 등의 핵심 부품도 국산화했다고 회사 측은 설명했다. 이를 통해 성능과 가격에서 경쟁력을 가질 것으로 기대하고 있다.
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