Transcript 실록산 (Siloxane)

1. 회사소개
2. 실록산 (Siloxane)
규소화합물 중 실록산(Siloxanes)은 유기기를 함유한 규소(organosilicon)와 산소 등이 실록산 결합(Si-O-Si)으로 연결된 화합물을 의미.
이에 따라 분자구조상 무기적인 성질과 유기적인 성질을 동시에 갖게 된다. 즉, 분자 구조상 실록산 결합(Si-O-Si)에 기인하는 무기적 특성
때문에 내열성, 화학적 안정성, 전기 절연성, 내 마모성, 광택성 등이 우수하며 사슬구조의 유기적 특성에 의하여 우수한 반응성, 용해성
작업성을 갖는다.
• 실록산(Siloxanes)의 화학적 성질로 가장 많이 알려진 것은 열 및 산화에 대해 강하다는 것이다. 규소(Si)와 산소(O)는 전기음성도의 차이
가 크기 때문에 이온결합에 가깝고 그런 이유로 에너지적으로 또한 안정되어 있어 열과 산화에 강하다. 따라서 그 안정성으로 인해 고온
에서도 유용하게 사용될 수 있다.
이런한 Siloxane은 polydimethylSiloxane(PDMS)의 고분자 물질로서 그 형태에 따라 포괄적으로 오일(oil), 고무 (rubber),수지(resin)의
3가지 기본형으로 구분되며 사용목적에 따라 변형, 배합한 복합물로 제품화되어 세제, 샴푸, 냄새제거제, 화장품 등의 생활용품과
수지, 합성고무 등의 산업용품 전반에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있다.
주요 규소화합물류(Siloxanes)의 종류와 특성
• 매립가스에는 L2, L3 ,D3, D4, D5 등의 여러가지
Siloxane이 포함되어 있는 반면, 혐기성 소화가스
에서의 Siloxane은 D4와 D5가 대부분을 차지하여
90%가 넘는 것으로 분석되고 있다.
• 소화가스상의 유기성화합물인 Siloxane이 연소과정에서
이산화규소(silicon dioxide, SiO2)로 전환되고,
불연성분인 SiO2가 배가스 경로에서 회백색의 침적층을
형성시키고 있다.
• 가스 Engine
Engine 실린더 헤드
Engine 배기 밸브
Engine 연소부
• 가스 Turbine
IR 사의 70KW
마이크로 터빈 recuperator
CAPSTONE 사의 30KW
마이크로 터빈 recuperator/TurboComp.
시료채취방법
활성탄흡착
이온교환수지흡착
가스포집백
흡수법
사용매체
단점
장점
비고
활성탄, 탈리용 용매(CS2, 벤질알콜,
CH2CH2)
낮은 회수율
-
부적합
XAD2, XAD4, 탈리용 용매(헥산)
낮은 회수율
-
부적합
Bag이 실리콘 막과 실리콘 접착제
로 밀봉되어 있는 경우 분석결과가
부정확
-
부적합
정량적으로
검출이 용이
적합
Tedler Bag
- 용매/Solvent (메탄올, 헥산, 디젤,
아세톤)
메탄올 impinger 방법의
용매가 냉각되어야 한다
시료 채취 개요 및 장치
시료채취방법
국내 12개 매립지
국내 8개 소화조
황화수소 [ppm]
20~1,400
500~3,000
실록산 [mg/M3]
1.9 ~ 21.2
11.8 ~ 51.4
 매립가스 실록산의 특성
 혐기성 소화가스 실록산의 특성
Total siloxane (mg/m3)
16.00
14.00
12.00
y = 20.368e-0.008x
(R² = 0.8108)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
50
100
150
200
250
Landfilling age (month)
300
350
서남
부천
현장
유입농도
(mg/m3)
서남 물재생센터 (1)
57.6 (‘13.08)
서남 물재생센터 (2)
23.4 (‘14.02)
부천 하수처리장
9.98 (‘14.06)
대구 북부 하수처리장
13.3 (‘12.08)
대구 신천 하수처리장
3.43 (‘12.04)
부산 강변 하수처리장
5.9 (‘10.01)
춘천
제거방식
사용매체
제거율
비고
저온 냉각
열교환 방식에 의한 소화가스 냉각 (-30℃)
25.9%
부적합
용매 흡수
용매를 채운 Vessel 을 통과시켜 Siloxane 성분 흡수 방식
60.0%
부적합
-70℃ 이하로 소화가스를 냉각시켜 Siloxane 제거
99.3%
부적합
흡착제 (활성탄)로 충진된 흡착탑을 통과시켜 Siloxane 흡착제거
99.5%
적합
초저온 냉각
흡착제 (활성탄)
흡착제의 물성
흡착제종류
Surface Area
[m2/g]
Micro pore Area
[m2/g]
Micro pore Volume
[cm3/g]
Pore Size [nm]
야자계 활성탄
899
880
0.34
1.63
석탄계 활성탄
955
910
0.42
1.95
첨착 활성탄
1,035
995
0.57
2.4
흡착능력을 평가하기 위한 흡착평형 실험 (대학교 실험실)
• 실험 방법 : 흡착제를 넣은 흡착평형반응기에 실록산 STD GAS 를 주입, 24시간 동안 항온 조건에서 Shaking.
• 반 응 기 : Teflon재질의 Septum과 Screw Cap으로 밀봉.
•분
석 : 가스상 시료 100uL를 GC-MSD로 직접 분석
 실험 결과 : 흡착제 0.1g과 200ppm, 800ppm의 고농도 실록산 주입 시에도 질석과 활성알루미나를 제외한
대부분의 흡착제에서 99% 이상 흡착 되었으나, 탄소 야자계가 상대적으로 안정적이고 높은 흡착능을 나타냄.
흡착제
조건 : 흡착제 0.1g + Sx 1.6mg
조건 : 흡착제 0.1g + Sx 4.0 mg
1회
[%] 제거율
1회
2회
2회
1회
1회
2회
2회
흡착비
제거율
흡착비
제거율
흡착비
제거율
흡착비
탄소 1(야자 1)
99.7
1.6
92.1
1.5
100
4
96.7
3.9
탄소 2(야자 2)
99.8
1.6
99.5
1.6
99.9
4
100
4
탄소 3(석탄 1)
99.7
1.6
98.5
1.6
84.2
3.4
99.8
4
탄소 4(석탄 2)
99.9
1.6
99.7
1.6
100
4
100
4
탄소 5(첨착 1)
99.6
1.6
99.2
1.6
100
4
100
4
탄소 6(첨착 2)
99.9
1.6
99.8
1.6
100
4
100
4
비탄소 1(활성알루미나)
88.0
1.4
95.3
1.5
91.6
3.7
87.2
3.5
비탄소 2(실리카겔)
99.7
1.6
98.6
1.6
100
4
99.8
4
광물 1(몬모릴로나이트)
99.1
1.6
96.2
1.5
43.3
1.7
35.6
1.4
광물 2(질석)
63.9
1
15.7
0.3
14.3
0.6
27.4
1.1
실록산 농도의 표준물질에 대한 크로마토그램
L2→ D3 → L3 → D4 → L4 → D5 → L5 → D6