배오존 처리법

배오존 처리법이란

배오존 처리법은 오존 접촉 후 남은 잔류 오존을 배출 전에 분해하는 방법이다.

정식으로는 열, 촉매 또는 활성탄을 써서 안전한 농도까지 분해하는 방법이다.

처리 대상은 물에 녹지 않은 오존 가스이고, 목표는 대기 배출 전 농도 확보다.

필요성

오존은 물에 용해도가 낮아, 주입한 오존의 일부가 미반응 가스로 빠져나온다.

이 가스를 그대로 두면 작업장 공기를 오염시키고 주변 설비에도 피해를 준다.

오존은 호흡기를 자극하고 배관과 금속, 고무 부품을 산화시켜 부식을 일으킨다.

한 공급사 기술 자료는 배오존 처리 후 잔류 농도를 0.05ppm 이하로 제시한다.

처리 방식 비교

배오존 처리 방식은 열분해식, 촉매식, 활성탄흡착식 세 가지다.

열분해식은 고온으로 오존을 산소로 바꾸고, 촉매식은 촉매 표면에서 분해한다.

활성탄흡착식은 흡착 후 탄소와 반응시켜 분해하며, 별도 가열이 없다.

세 방식은 온도와 에너지, 설비 구성이 달라 현장 조건에 맞춰 고른다.

활성탄 흡착 원리

활성탄은 미세공극에 오존을 흡착시키고, 표면 촉매 작용으로 산소로 분해한다.

동시에 활성탄의 탄소는 오존과 반응해 이산화탄소로 산화되며 서서히 소모된다.

그래서 활성탄은 교체 주기를 정해 관리해야 한다.

수처리 배오존에서 활성탄은 자기 중량의 약 4배의 오존을 처리한다고 알려져 있다.

계산 예제

앞 문제의 정답은 이산화탄소다. 탄소가 오존과 반응하면 CO2로 산화된다.

계획정수량 200,000 m³/일과 오존주입률 1.0 mg/L로 오존 소요량은 200 kg/일이다.

배오존율 30%를 곱하면 배오존량은 60 kg/일이다.

교체 주기 120일 동안의 배오존량을 분해능 2 gO3/g으로 나누면 활성탄 질량은 3,600 kg이다.

활성탄 밀도 0.45 kg/L로 나누면 부피는 8 m³다. 3개 탑에 나누면 탑당 2.67 m³다.

가스 공탑속도 120 m/h로 단면적을 구하면 직경은 약 1.20 m 안팎이다.

답안에는 3개 탑 분산 운전과 소수점 둘째 자리 반올림 조건을 함께 적는다.

정리

시험에서는 처리 방식 비교, 활성탄 흡착탑 설계 계산, 재이용 방안이 반복 출제된다.

방식마다 분해 원리를 구분해 쓰는 것이 핵심이다.

설계 계산에서는 공탑속도를 m/h로 쓰고, 가스 유량은 Nm³/h로 환산해 단면적을 구한다.

재이용은 원료 공기 재순환처럼 구체적 방안을 들어 쓴다. 활성탄 교체 주기 관리도 함께 정리한다.