중공사 복합막을 이용한 도장 VOCs의 투과 특성

Abstract

본 연구에서는 방향족 탄화수소 계열의 VOCs에 대한 PEI/PDMS 복합막의 친화도, 투과·선택도 및 내용매 특성을 고찰하고, 현장 적용성을 평가하였다. PEI/PDMS 복합막은 극성 VOCs 대비 방향족 탄화수소 계열에 높은 팽윤도를 나타내는 친화도를 가진 것으로 조사되었으며, 이로 인한 용해도의 증가는 대상 VOCs의 투과·선택도를 향상시켰다. PEI/PDMS 복합막의 투과·선택도는 유입 VOCs 농도 증가와 stage-cut 감소에 따라 증가하였으며, 방향족 탄화수소 계열 VOCs에 대한 최적의 투과·선택도는 유입 농도 2,000ppm 이상/stage-cut 0.05~0.1 범위로 도출되었다. 또한 내용매성 분석 결과, PEI/PDMS 복합막은 VOCs 용매에 함침 후에도 물리·화학적 결함 없이 선택도를 유지하였고, 이를 통하여 자동차 도장공정의 저농도 방향족 탄화수소 계열 VOCs에 대해 PEI/PDMS 복합막은 충분한 내구성을 가지는 것으로 판단된다. 따라서 PEI/PDMS 복합막은 현장 자동차 도장공정의 VOCs 회수 및 처리에 적용 가능한 것으로 결론지을 수 있었다. 현장 적용 결과, PEI/PDMS 복합막은 대상 VOCs에 대해 투과 지연과 투과·선택도의 효율 저하 없이 안정적인 VOCs 투과 성능과 응축·회수율을 유지하였고, 현재 일반적으로 적용 중인 VOCs 소각 처리 기술과 비교하여 경제적이고, 환경적인 기술로 평가되었다. 이상의 결과로, PEI/PDMS 복합막을 이용한 VOCs 처리 기술은 자동차 도장공정의 VOCs를 경제적이고 환경 친화적으로 처리 할 수 있는 기술로 평가 할 수 있었다.