LCA방법을 적용한 모액열회수공정의 효율성 제고

김형석 전남대학교 대학원 2002 국내석사

L사의 Extrusion ABS Resin인 RS-656H와 RS-800을 대상으로 TEAM^(TW) 프로그램을 사용하여 LCA를 수행하고 그 결과를 기반으로 지구온난화라는 환경 영향성을 가지고 있는 스팀사용의 모액 열회수 공정의 운전 효율 제고에 대한 연구를 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 제품별 환경성을 분석한 결과 RS-800→RS-800(APME)→RS-656H(APME)→RS-656H 순으로 양호하게 나타났고, 공정별 분석결과 Compounding 공정에 의한 환경영향보다 사용된 원료 물질들에 의한 환경부하가 높게 나타남을 알 수 있었다. 영향범주별 분석결과는 지구온난화→인간독성→수계독성→산성화→광학스모그→부영양화 순으로 나타났고, 지구 온난화에 영향을 미치는 부분으로는 원료인 ABS DP가 전체의 50% 수준을 차지하고 있음을 알 수 있었다. CO₂배출량과 관계가 있는 Steam사용 공정인 모액열회수 공정에서 에너지 사용량을 절감함으로써 환경영향인자 저감과 함께 기업에서의 수익성 지표 중의 하나인 cost saving을 실현하기 위해 L기업에서 6-시그마의 프로그램으로 사용중인 MINITAB을 사용하여 모액열회수 공정의 최적화를 실시하였고, 모액열회수 공정의 통계적 기법에 의해, 최적 운전조건을 도출함으로써 10%의 운전효율 증대와 Utility(steam)공급처인 자체보유의 열병합 발전소와 연계하여 g-C배출량을 100여톤/년을 저감함으로써 환경 친화기업으로서의 이미지를 높이고 공정의 운전효율을 1% 향상함에 따라 10,840 Kg-C 배출량을 감소시킬 수 있었다. In this study, the LCA(Life Cycle Assessment) of RS-656H and RS-800 (extrusion ABS resin) in L company were performed by TEAM^(TW) program in order to improve the operation efficiency of the mother liquid heat recover (MLHR) process using the steam with environmental adverse effect. The results of the LCA showed that the environmental effect of each product was satisfactorily appeared in order of RS-800 → RS-800(APME) → RS-656H(APME) → RS-656H, and the analysis of the processes indicated that the environmental load by raw material was higher than that by compounding process. The results of the effect-category analysis took higher effect in order of Global-Warming → Human Toxicity → Auatic Ecotoxicity → Acidification → Photochemical Oxidant Formation → Eutrophication, and the raw material ABS DP effecting the global-warming reached 50%. To reduce the amount of energy use in MLHR process connected with the amount of CO₂discharge and establish the cost-saving, one of the profitability index in the business, the MLHR process was optimized by using the 6-sigma program (MINITAB) of L company and a statistical technique. As the results of optimization, the operation efficiency was increased by 10%, the amount of g-C discharge was reduced by about 100t/year in combination with the heat-absorption plant supplying the steam, and also the image of the L enterprise, making the friends of environment, was improved.

유동상 소각시설에서 NO_(X) 저감을 위한 연소제어에 관한 연구

서채석 전남대학교 대학원 2002 국내석사

산업발달에 따른 인구 및 에너지사용량 증가로 폐기된 폐기물 처리방법중의 하나로 소각이 이루어지고 있다. 폐기물 소각은 부피감소, 독성물질 감소, 에너지 회수 등의 장점이 있으나, 소각로에서 발생되는 질소산화물, 다이옥신, 먼지와 같은 대기오염물질이 자연환경에 악 영향을 주는 단점이 있다. 따라서 대기오염물질의 발생을 최소화하는 소각기술의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 폐수처리과정에서 발생된 슬러지을 소각하는 유동층 소각시설에서 연소제어에 의한 질소산화물을 저감하기 위하여 현장에 설치·운영중인 소각시설을 모델로 연구를 수행하였으며, 연소 운전조건 변화에 따른 NO_x 생성농도를 고찰하고자 온도, 산소농도 및 2차 연소공기 주입 등의 변화를 주어 실험을 실시하였다. 본 연구에서 연소실에 sludge 투입량의 감소로 과잉연소공기비가 증가되었을 때 생성한 NO_x를 측정한 결과, 연소실 공기비(m) 1.7에서 NO_x농도는 최고 173(6) ppm까지 발생되었고, 공기비(m) 1.3에서 NO_x발생농도는 50(6) ppm까지 감소하였다. 또한, 연소공기 주입방법에 있어서 1차 연소공기만 주입하였을 때와 1차, 2차 연소공기를 분할하여 주입한 결과, NO_x 배출농도 평균은 각각 61.88(6) ppm, 29.96(6) ppm으로 측정되었다. 이 결과로부터 유동(1차)공기와 2차 연소공기를 분할하는 것이 NO_x 발생 저감효과를 주는 것으로 고찰되었다. As an industry develops, incineration is increasingly used as a method for treating the growing volume of wastes due to the increasing population and energy usage. While incineration has several advantages such as reduction of waste volume and poisonous materials and recycling of energy, it also has a disadvantage, i.e., produces atmospheric pollutants such as nitrogenous oxide compound, dioxin, and dust. Thus, it is absolutely necessary to develop an incineration technique that can minimize its atmospheric pollutants. This research was executed using a model study that was established and operated onsite to reduce NOx in combustion control, using the fluidized bed combustion method of producing sludge in wastewater processing. Changes in combustion operating conditions, e.g., temperature, oxygen concentration, and second combustion air injection, etc., during NOx formation concentration were measured. In particular, quantity of NOx produced was measured after excess combustion air increased as the quantity of sludge injected at the combustor was reduced. Results show that NOx concentration rose to its highest at 173(6) ppm. However, it dropped to 50(6) ppm with actual air/theoretical air ratio(m) of 1.7 and actual air/theoretical air ratio(m) of 1.3. In addition, the injection method of combustion air was broken down into two steps, i.e., primary combustion air was injected and divided into first and second injection. Results show that the effluent concentration averages of NOx were 61.88(6) ppm and 29.96(6) ppm for the first and second combustion air, respectively. Thus, NO reduction was achieved by executing the injected first and second combustion air separately.

카본블랙 제조공정의 건조기에서 발생하는 악취제거 특성

박규서 전남대학교 대학원 2007 국내석사

Carbon Black 제조공정의 건조기에서 발생하는 악취발생특성을 파악하고자 수행하였다. 조사대상 악취물질은 현행 악취방지법에서 지정한 지정악취물질 12개와 2008년 추가지정 될 악취물질 중 방향족류 2개 물질을 포함하여, 총 14개 물질에 대하여 악취중화제 투입에 따른 투입전과 투입후의 악취발생특성과 악취제거효율을 파악하여 악취배출허용기준의 준수여부와 향후 추가 지정될 악취물질에 대해 검토하였다. 암모니아의 경우 대해 악취중화제를 투입한 후의 농도를 비교한 결과, 악취배출허용기준을 만족하였다. 황화합물의 경우는 황화수소만이 검출되는 특성을 보였고, 중화제 투입후 악취배출허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 알데히드류의 경우는 악취중화제 투입후 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드는 각각 100ppb, 90ppb, 65ppb 정도로 검출되었고, iso-발레르알데히드는 약 5.8ppb로 검출되었다. 또한, 악취중화제 투입후 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데드 및 iso-발레르알데히드는 모두 악취배출허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 방향족 화합물의 경우는 악취중화제 투입후 스타이렌은 3.4ppb를 나타내어 악취배출허용기준 을 만족하였고. 톨루엔, o,m,p-자일렌은 악취중화제 투입후 각각 약 22ppb, 1ppb 수준의 농도로 검출되었다. 이상과 같은 결과를 통해, 카본블랙 제조공정에서 발생되는 주요 악취물질은 암모니아, 황화수소, 알데히드류 등이 주요 악취대상물질이었으며, 악취중화제 투입에 따른 제거효율은 iso-발레르알데히드 > 스타이렌 > 암모니아 > 황화수소 순서로 우수한 효율을 나타내었다.

벙커C유로 오염된 토양내 PAHs와 TPH 제거를 위한 정화기술 연구

정선국 전남대학교 대학원 2008 국내석사

본 연구는 벙커C유로 오염된 토양을 단기간에 정화하기 위해, 1단계 열탈착 공법으로 온도별 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)와 PAHs(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)의 제거율을 실험하였고, 2단계로 열탈착 처리된 토사를 대상으로 각 공법별 PAHs와 TPH를 동시에 제거할 수 있는 적용가능성 연구를 수행하였다. 열탈착법으로 처리온도 350℃ 처리시, TPH는 61.4%, PAHs는 48.0%를 제거할 수 있었고, 열탈착 처리시 처리온도가 증가함에 따라 PAHs 구성화합물에 대한 벤젠고리 개수의 비율은 2-3환, 4환, 5환 화합물의 구성비는 감소하였으나 6환 화합물의 구성비는 증가하였다. 열탈착후 처리공법별 PAHs 제거율은 계면활성제에 공기분사법으로 처리시 81.7%로 효율적이었고, TPH 제거율은 과산화수소에 의한 화학적산화법으로 처리시 85.9%로 각각 효율적인 처리 효과를 보였다. This study was conducted to clean up contaminatied soil in bunker-C oil for short term. At first step, Removal ratio (each temperature) of Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) by Thermal Desorption was investigated. Second, several simultaneous removal methods of PAHs, TPH after Thermal Desorption were examined. In the treatment at 350℃ by Thermal Desorption, TPH 61.4% and PAHs of 48.0% were removed. In case of gradual heating up, PAHs compounds with benzene ring of 2-3 circle, 4 circle, 5 circle was reduced, whereas 6 circle increased. PAHs removal ratio after Thermal Desorption showed efficiency of 81.7% in the air-sparging method together with surfactant, and TPH removal ratio showed efficiency of 85.9% by H2O2 treatment.

簡易給水施設의 管理改善을 위한 基礎 調査硏究-全南 光陽市 一部地域을 中心으로

金學龍 全南大學校 大學院 2005 국내석사

미생물 고정화 담체를 이용한 석유화학 폐수처리에 관한 연구

안성수 전남대학교 대학원 2006 국내석사

본 연구에서는 A석유화학공장에서 배출되는 유기성 복합폐수를 대상으로 미생물 고정화 담체를 이용하여 페놀을 함유한 석유화학 폐수처리의 가능성을 고찰하였다. 본 연구의 실험은 자체 제작한 폭기조 반응기를 이용하였으며, 비교를 위해서 활성슬러지 공법과 유동성 미생물고정화 담체를 이용한 실험을 동시에 수행하였다. 본 연구의 설험결과는 폐놀이 함유된 유기 복합성 폐수를 대상으로 미생물 고정화 담체를 이용할 경우에 유입수의 충격부하, COD제거 효율 및 슬러지 저감 효과는 있는 것으로 나타났으나, 담체별 처리효율은 현재 알려진 생물막 폐수처리공정과 달리 기존 Active Sludge 법과 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. In this study, a long-term feasibility tests have been performed with both biofilm and activated sludge processes for comparison on the treatment of wastewater discharged from a domestic petrochemical company using various commercial microbial fixing fluidizing carriers. The wastewater contains a mixture of organic compounds including phenol. An aerationbioreactor has been introduced in experiment. Simultaneously, microbial populations have been also counted to characterize the wastewater. The results of this study show that the biofilm process improves the resistance ability of sudden shocks of influent, the removal rate of COD, the reduction of amount of waste sludge. In comparison, however, the removal efficiencies of biofilm processes using various microbial fixing carriers are similar to those of the well known conventional activated sludge process.

석유화학 공장 VOC누출원 파악을 통한 LDAR 시스템 적용사례 고찰

이상진 전남대학교 대학원 2007 국내석사

석유화학 공장에서의 악취배출원 파악 및 대기확산모델링 사례 고찰

강명호 전남대학교 대학원 2007 국내석사

질소처리공정 사례연구

임경순 全南大學校 大學院 2004 국내석사

산업화에 따른 용수사용량의 증가는 물 부족 헌상과 오염물질의 부하량 증가를 유발하고 이에 따른 하천의 부영양화 현상의 다발 등 자정능력은 한계에 다다르고 있다. 이러한 과다한 영양염류의 유입으로 인한 하천의 부영앙화와 바다의 적조 발생은 환경문제뿐만 아니라 경제적으로도 큰 피해를 유발하고 있는 실정이다. 정부는 공공수역에 유입되는 질소 · 인을 저감하기 위하여 1997년 1월 1일부터 팔당호, 대청호 및 낙동강 유역을 총질소 · 총인 배출허용기준 적용지역으로 지정(환경부고시 제1995-143호, 1995. 13. 26)관리하여 왔으나 일부지역에 대한 규제만으로는 수질개선효과가 미흡하여 2003년 1월 1일부터는 전국의 모든 폐수배출시설에 총질소 · 총인 배출허용기준을 적용토록 수질환경보전법 시행규칙을 개정(환경부령 제100호, 2000. 10. 23)하여 규제강화하면서 각 사업장의 폐수처리장에서의 적절한 질소 · 인 처리대책이 요구되고 있으나, 기존의 활성슬러지 공법으로는 완전한 처리가 불가능하므로 질소 · 인 등을 제거할 수 있는 새로운 공법의 개발이 요구되고 있다. 현재 A사의 폐수처리장에 과다한 초기투자비 및 유지관리비가 요구되는 외국의 질소처리공법을 도입하기보다는 폐수 내 오염물질의 성상과 농도에 따라 현재 설비를 개조하여 개선요인을 선정하고 개선인자를 발견하여 적절한 운전조건을 확립하여 안전적으로 질소처리를 할 수 있었다. Because of industrialization, the increase in uses of the water causes a shortage of water and increase of pollutant amount. Above all, the effluent containing nitrogen and phosphorous accelerate the eutrophication and the red the of lakes and reservoirs. It stimulates the growth of algae and aquatic lives(principally plants) in swallow streams. Then the presenre of algae and aquatic plants interfere with beneficial uses of the water resources, specially which are used for supplies. The concentrations of nitrogen in treated effluents also have other adverse effects including depleting DO(dissolved oxygen) in waters, showing toxicity toward aquatic lives, affecting chlorine disinfection efficienct, presenting a public health hazard, and affecting the suitability of wastewater for reuse. Therefore the control of nitrogen and phosphorous is becoming increasingly important in water quality management. To improve water quality, the government revised Water Quality Conservation Act on October 23, 2000 and expanded regulations to individual work places. However, existing activated sludge method can not remove nitrogen completely and then a new method which is able to treat nitrogen and phosphorous in wastewater is needed urgently. "A" company did not introduce thc foreign method of removal of nitrogen which needs the excessive first investment costs and maintenance costs but reconstructed the existing facilities and selected the improvement factors established the operating conditions. In that way, we could remove nitrogen in wastewater stably

건조기 배출가스의 악취제거방법 사례연구

오재섭 全南大學校 大學院 2003 국내석사

여수공단 내 K사와 관련한 악취문제는 Carbon Black을 Pellet 제품으로 가공하는 성형공정에서 물과 함께 첨가된 당밀 등의 성분이 건조기를 거치는 과정에서 드럼내벽의 고온접촉부에 의해 탄화되며 발생되는 건조가스가 일부의 연소가스와 같이 Blower에 의해 Bag Filter Module과 Wet Scrubber and Stack을 지나 대기 중으로 배출되는 과정에서 동반되는 냄새 문제이다. 본 연구에서는 현재의 악취제거방법에 대한 제반 타당성을 검토하고 그 결론으로 Stack Gas를 모아 소각시키는 연소설비의 도입보다는 각각의 Scrubber Stack에 Spray Nozzle을 통한 악취중화제의 분무시스템이 보다 경제성이 있었음으로 악취중화제시스템을 도입. 설치하기로 하고 그 적용사례 및 테스트를 통하여 최적의 중화제를 선정하고자 하였다. 직접관능법과 화학측정법을 통해서 악취의 성분가스별로 선택 대응하는 低價의 비교적 경제적인 혼합 화합물의 악취중화제를 선정하였고, 해당 악취의 취기도 개선되는 결과를 얻었다. 전체적 사업장 악취방지는 발생 이전단계의 생산 공정에서 근본적인 방지설계가 이루어져 사업장 악취를 획기적으로 저감시키는 방향에 대한 연구와 관리정책의 개선이 이루어 져야 할 것이다. Since K-plant had been started, the complaints from neighbor companies and residents for some smell, headache and vomiting from the exhaust gas of the dryer stacks has been rising continuously. To eliminate the complaints to the exhaust gas smell of the dryer stacks, all possible present odor removal process was reviewed as for the efficiency and profitability. Odor material combustion method which gathering all stack gases to a combustor request so much investment and operation costs, and so the odor neutralizing chemical spraying system on the scrubber stacks was chosen for the best available method for K-plant. We study some of cases for the decision to apply an odor neutralizing chemical spraying on the scrubber stacks, and choose some of odor neutralizing products which accepted by United States Department of Agriculture. It is tested with diluted solution to select a proper odor chemical for the plant application and selected one odor neutralizer, which has a removing effect when we checked the smell at the plant boundary limit of K-plant by the direct sensuous measurement method. One odor neutralizer can be selected through the direct sensuous and instrument method, which is not so expensive and has an odor removal or reducible function for each individual odor chemical components.