Pt와 Mn-Cu 산화물을 이용한 B.T.X.와 n-Hexane의 촉매산화

Abstract

휘발성 유기화합물(VOCs)은 시각장애, 기억력 감퇴, 피로 등 다양한 건강 위해 물질로 인식되고 있다. 휘발성 유기화합물 중에는 암을 유발하는 물질도 존재하며 온실효과, 산성비 그리고 오존층 파괴의 전구물질이기도 하다. 휘발성 유기화합물의 사용량 증가와 위해성이 널리 알려지면서 전 세계적으로 이의 규제가 강력히 시행되고 있다. 휘발성 유기화합물의 제거기술로는 연소법, 촉매연소법 등이 있으나 촉매산화법이 장치의 규모를 최소화할 수 있고 저온(200~350℃)에서 처리가 가능하여 가장 널리 쓰이고 있다. 본 논문에서는 널리 쓰이고 있는 일본의 N사, n사 및 미국 M사, 독일K사 등의 희귀금속과 일본의 N사의 금속 산화물로 제조된 촉매를 구입하여 휘발성 유기화합물 처리실험을 수행하였고, 본 논문 연구에서 제조한 촉매와 성능을 비교하였다. 외국 제품 중 백금함유량이 0.2 wt% Pt γ-Al2O3로 제조된 Sphere type의 촉매가 높은 처리효율을 보였다. 백금촉매는 저온에서 성능은 좋으나 가격이 매우 비싸며 약550℃이상에서 Heat aging (열노화)등의 문제가 발생되어 성능저하 문제가 될 수 있다. 특히 귀금속의 가격 변동이 심하여 안정적인 공급이 어렵다. 이에 대한 대안으로 금속산화물(Mn-Cu)을 혼합한 촉매를 γ-Al2O3에 담지 하여 휘발성 유기화합물 처리실험을 수행하였다. 혼합촉매의 처리효율은 350℃에서97%를 상회하여 희귀금속 촉매의 성능과 유사하였고 배기가스 풍량 100 Nm3/min의 처리장치에 적용할 시 초기 설치비 중 촉매부분에서 60%의 절약과 연간 운영비를 크게 절감을 할 수 있는 것으로 나타났다.