KR100372202B1 - 휘발성유기화합물 제거용 촉매 및 이의 제조방법 - Google Patents

휘발성유기화합물 제거용 촉매 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휘발성유기화합물 제거용 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 평소에는 낮은 농도로 배출되는 휘발성유기화합물을 흡착하고 필요시에 흡착된 휘발성 유기화합물을 산화시킬 수 있는 촉매로서 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입한 촉매를 제조하므로서 규모가 큰 열소각 장치 등과는 달리 소규모의 작업장에서 배출되는 휘발성유기화합물을 제거할 수 있는 소형 장치 용도로서 사용이 가능하며, 약 4,000ppm까지의 농도 범위로 배출되는 휘발성유기화합물을 약 50℃까지의 온도 범위에서 완전 흡착하고 완전흡착시간 이후에는 300℃에서 탈착하는 휘발성유기화합물과 연속적으로 도입되는 휘발성유기화합물을 완전 산화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.

Description

휘발성유기화합물 제거용 촉매 및 이의 제조방법{CATALYST FOR REMOVING THE VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS AND IT'S PREPARATION METHOD}
본 발명은 본 발명은 휘발성유기화합물 제거용 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평소에는 낮은 농도로 배출되는 휘발성유기화합물을 흡착하고 필요시에 흡착된 휘발성유기화합물을 산화시킬 수 있는 2기능성 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 배기 및 증발가스, 주유소, 도장, 인쇄 및 각종 산업공정 중 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 물질의 비점에따라 초휘발성유기화합물(Very VOC), 휘발성유기화합물, 반휘발성유기화합물(Semi VOC), 입자상유기물질(Particulate Organic Matter) 등으로 분류할 수 있다.
전술한 바와 같은 VOC의 직접적인 유해로는 벤젠의 경우 백혈병과 중추신경장애 및 염색체 이상 등을 유발하는 것으로 알려져 있으며, 간접적인 2차 유해로는 대기 중에 존재하는 질소산화물(NOx) 및 다른 화학물질과 광화학 반응을 통하여 광화학 스모그의 원인인 오존(O3)을 발생시키거나, 퍼옥시아세틸니트레이트(Peroxy-acetylnitrate : PAN)등 강산성의 2차 오염물질에 의한 광화학 스모그의 원인, 성층권의 오존층 파괴 및 지구 온난화 등의 환경과 인체에 치명적인 악영향을 끼치고 있다.
따라서, 각국에서는 VOC의 배출에 대한 규제들이 강화되고 있는데, 이러한 VOC의 배출에 대한 규제수단은 외국의 경우 규제 항목이 다양화되어 있으며, 아메리카의 규제개정 CAA(대기청정법)은 189종의 유해물질(그 중 70% 이상이 VOC임)을 현재 방출량의 90% 수준으로 저감시킬 것을 요구하고 있고, 유럽의 경우에는 VOC의 대기오염 방지대책에 있어서 가맹국은 1999년 각국이 결정한 기준 년에 대해 30% 이상의 VOC 저감을 목표로 하고 있고, 우리 나라의 경우에는 2000년 까지는 VOC 배출량의 50% 이상 감축을 목표로 지금까지 배출시설 규제대상에 제외되어 왔던 석유저장시설, 주유소, 도장시설, 인쇄시설, 세탁시설에 대한 규제를 강화하고 있는 실정이다.
한편, VOC를 제거하기 위한 노력으로 일환으로 현재 세계적으로 널리 채용되어지고 있는 상업화된 VOC의 제거기술은 촉매산화법, 흡착처리법, 직접연소법 등이 있다.
전술한 VOC 제거기술 중 열에너지 회수설비가 함께 구성되어 있는 고온소각법(직접연소법)은 연소를 통해 배출가스를 분해시키는 방법으로 다른 기술에 비해 폭넓게 사용되고 있으며, VOC를 95 ∼ 99%까지 제거할 수 있는 장점이 있지만, VOC 농도가 낮은 상태에서 운전할 경우에는 외부에서 열원으로 연료를 공급해야 하므로 운전비가 많이 들고, 배출가스의 성분 중 할로겐화합물이 포함되어 있거나 다량의 무기금속화합물을 함유하고 있을 경우에는 추가의 소각장치가 필요하며, 고온에서 NOx의 생성 가능성이 있는 등의 단점이 있다.
흡착처리법은 가스를 고형 흡착제와 접촉시켜 흡착제의 표면에 오염물질을 채취, 포집, 체류시키는 방법으로 다른 방법에 비하여 운전하기 용이하고 운전비용이나 설비투자가 적게 들며, 배출가스 중 오염물질의 농도가 극히 낮거나 오염물질이 비가연성일 때에도 사용할 수 있으며, 휘발성이 낮고 분자량이 큰 화합물은 거의 완벽하게 제거될 수 있는 장점이 있는 반면에 흡착제의 재생시 탈착이 어려우며, 2차 오염을 유발할 수 있고, 휘발성이 높고 분자량이 45 이하인 물질은 흡착제에 쉽게 흡착되지 않으며 흡착제는 배출가스의 상태에 민감하므로 여과, 냉각, 수분제거 등의 전처리 과정이 요구되는 단점이 있었다.
한편, 촉매산화법은 낮은 농도의 VOC를 함유하는 폐가스의 처리나 유량과 농도가 변하는 조건에서의 운전에 적합하며, 타시스템에 비해 에너지 소모가 적고 투자비와 운전비가 적게 들며 낮은 온도에서 운전이 가능하고 상대적으로 높은 효율을 낼 수 있다는 장점이 있어 최근에 가장 많은 관심을 끌고 있는 분야이다.
VOC의 접촉산화 촉매로는 Pt/γ-Al2O3, Pd/γ-Al2O3의 입상촉매 및 하니컴 촉매와 Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 등의 금속을 단독 또는 혼합하여 γ-Al2O3, SiO2, SiO2ㆍAl2O3, TiO2, 제올라이트 등의 담체에 도입하고 프레스로 압축하여 괴상의 형태로 사용하고 있고, 그 외에 기타 희토류 금속이 포함된 폐롭스카이트 촉매가 알려져 있으며, 현재 대부분의 상업용 촉매 연소기에는 귀금속촉매가 사용되고 있다.
귀금속촉매는 가격이 비싸다는 단점이 있으나, 저온활성이 우수하고 적은 담지량에서도 높은 활성을 나타내며, 하니컴 재료에 코팅하여 사용되고 있고, 공간속도가 큰 것을 취급하는 장치가 치밀하게 설계되어 상용화되고 있으며, 폐촉매의 회수 시스템이 확립되면 경제적으로 유리한 점이 있다.
이에 비하여 금속산화물촉매는 고온이 아니면 충분한 활성을 얻을 수가 없는 상황이므로 공간속도가 큰 것에는 사용하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 규모가 큰 열소각 장치 등과는 달리 소규모의 작업장에서 배출되는 휘발성유기화합물을 제거할 수 있는 소형 장치 용도로서 사용이 가능하며, 평소에는 낮은 농도로 배출되는 휘발성유기화합물을 흡착하고 필요시에 흡착된 휘발성 유기화합물을 산화시킬 수 있는 휘발성유기화합물 제거용 촉매를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적의 촉매를 용이하게 제조할 수 있는 휘발성유기화합물 제거용 촉매의 제조방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나로 구성되는 군으로부터 선택된 1종의 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐으로 구성되는 군으로부터 선택된 금속을 도입한 특징이 있다.
전술한 금속은 이온교환될 수 있으며, 또한 금속은 혼합될 수 있다.전술한 금속의 사용량은 담체에 대하여 무게비로 1 ∼ 25%일 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 촉매를 제조하기 위한 방법은 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입한 촉매를 제조한 다음, 무기 바인더를 첨가하여 균질하게 혼합한 후, 성형강도와 점성을 증대시키는 물질을 소량 첨가하여 혼합 반죽하고, 압출기에서 압출 성형하여 입자상의 촉매를 제조한 다음, 건조하고 소성한 특징이 있다.
전술한 무기바인더로는 라로쉬(larosch), 카올린 또는 폴리비닐알코올을 첨가하고, 성형강도와 점성을 증가시키는 물질로는 증류수 또는 염산을 첨가한다.
도 1 은 본 발명에 따른 여러가지 담체상에서 VOC 흡착성능을 비교한 그래프.
도 2 는 본 발명에 따른 여러가지 담체상에서 VOC 산화반응 결과를 보인 그래프.
도 3 은 본 발명에 따른 이중층 반응기에서 흡착/산화 연속공정에 의한 VOC 제거반응 결과를 보인 그래프.
본 발명은 평소에는 낮은 농도로 배출되는 휘발성유기화합물을 흡착하고 필요시에 흡착된 휘발성유기화합물을 산화시킬 수 있는 촉매로서 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입한 촉매를 제조하므로서 규모가 큰 열소각 장치 등과는 달리 소규모의 작업장에서 배출되는 휘발성유기화합물을 제거할 수 있는 소형 장치 용도로서 사용이 가능하며, 약 4,000ppm까지의 농도 범위로 배출되는 휘발성유기화합물을 약 50℃까지의 온도 범위에서 완전 흡착하고 완전흡착시간 이후에는 300℃에서 탈착하는 휘발성유기화합물과 연속적으로 도입되는 휘발성유기화합물을 완전 산화시킬 수 있는 특징이 있다.
이하, 발명의 상세한 설명에서 기술될 휘발성유기화합물의 표기에 있어 '휘발성유기화합물' 또는 'VOC' 를 병행하여 표기한다.
본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 휘발성유기화합물 제거용 촉매는 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 라듐과 같은 금속을 도입한 것으로 특징지워진다.
또한, 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 제거용 촉매의 제조방법은 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입한 촉매를 제조한 다음, 무기 바인더를 첨가하여 균질하게 혼합한 후, 성형강도와 점성을 증대시키는 물질을 소량 첨가하여 혼합 반죽하고, 압출기에서 압출 성형하여 입자상의 촉매를 제조한 다음, 건조하고 소성하는 것으로 특징지워진다.
본 발명에서 사용되는 ZSM-5는 기존의 알루미노 실리케이트 제올라이트에 비하여 실리카 함량이 매우 높은 제올라이트로서 독특한 기공 크기 및 구조에 기인한 뛰어난 형상 선택도와 열적 안정성을 가진 다공성의 결정성 물질이고, H-ZSM-5는 C6이상의 포화탄화수소 혼합물(특히, n-알칸)로부터 벤젠계 방향족 탄화수소를 주생성물로 생성하며, ZSM-5를 이용한 공업화된 다른 주요 공정들로는 자일렌의 이성화, 톨루엔의 불균일화 및 에틸벤젠의 합성공정이 있다.
많은 종류의 제올라이트계 촉매중에서 실리카 함량이 높은 ZSM-5는 열적안정성이 매우 높고 Si/Al의 비율이 약 25에서 무한대까지 임의 조절이 가능하기 때문에 산도(acidity)의 조절이 매우 용이하다는 장점이 있다. 즉, ZSM-5는 Si/Al의 함량비를 25에서 무한대까지 다양하게 변화시킬 수 있는 한편 알루미늄을 임의로 배제한 실리카라이트(Silicalite)의 경우에는 핵생성 반응이 매우 용이하게 일어나고 결정화 반응이 용이하여 100％의 결정화도에 도달하기가 비교적 용이하다.
알루미나는 주로 알미늄금속정련에 이용하고, 고온전기절연성을 이용하는 세라믹바이트, 유발, 연마제, 화학저항성을 활용한 항아리, 반응관, 고내화성을 이용한 내화물, 알루미나시멘트의 원료, 베르누이법으로 만든 인조 보석, 축수, 혹은 촉매담체, 흡착제로의 용도가 알려진 것이다.
본 발명에서 ZSM-5, 알루미나를 담체로 사용하는 이유는 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속과의 반응성이 클 뿐만 아니라 흡착성이 우수하기 때문이다.
상기와 같은 담체에 금속을 도입하되 VOC를 완전히 산화시킬 수 있는 크롬, 코발트, 팔라듐을 사용하는 것이 효과적이다.
SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입시 금속의 사용량은 담체에 대하여 무게비로 1 ∼ 25%를 사용하는 것이 바람직하며, 금속의 양이 1% 미만으로 사용될 경우에는 금속에 의한 산화력이 약하기 때문에 VOC의 완전 분해가 일어나지 않는 단점이 있으며, 25를 초과할 경우에는 산화력이 증가되기는 하지만 흡착력이 저하되어 저온에서 배출되는 VOC의 흡착력이 저하되는 단점이 있다.한편, 전술한 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5는 M2O(M은 알칼리 금속이온 또는 알칼리 토금속이온) 5∼12 몰, 테트라프로필암모니움 브로마이드(TPABr) 1∼10 몰, H2O 2,000∼5,000 몰, Al2O3과SiO2(SiO2/Al2O3= 25∼∞)의 조성비가 되도록 출발조성을 조절하고, 필요에 따라 결정종을 적당량 첨가하며 환류장치가 장착된 테플론 반응기를 사용하여 제조된다.출발조성에 있어서 M2O는 5∼12몰이 적당하며, 알칼리 성분으로는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속이 모두 사용 가능하고, 특히 나트륨, 리튬, 포타슘이 바람직하게 사용될 수 있다.M2O의 사용 몰수가 5몰 미만이면 핵생성 및 결정화 반응에 문제점이 있으며, 12 몰을 초과하는 경우에는 급속한 겔화반응이 일어나는 단점이 있었다.TPABr은 유기 템플레이트로 사용되었고, 1∼10몰을 사용하는 것이 바람직하다. TPABr 대신 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 다른 유기 템플레이트를 사용할 수 있음은 주지의 사실이다. TPABr의 사용량이 1몰 미만이면 결정화 반응에 단점이 있고, 10몰을 초과하면 공정단가 및 환경오염 문제가 발생한다.H2O로는 증류수를 사용하였으며, 2,000∼5,000 몰, 좀 더 바람직하게는 3,000∼3,500 몰을 사용하는 것이 바람직하다. 즉 본 발명에서는 H2O의 사용량을 증가시켜 저온-상압하에서 ZSM-5의 합성이 가능하도록 하였으며, 물의 사용량이 2,000 몰 미만이면 결정화도 100％에 이르는 시간이 과다하게 소요되어 반응물의 처리가 용이하지 못하는 문제가 있으며, 5,000 몰을 초과할 경우에는 수율이 급격히 떨어지는 단점이 있어 경제적이지 못하다.결정종으로는 1 ㎛ 이하의 ZSM-5 결정을 총반응물 중량기준 0.01∼0.1 wt.％ 첨가하였다. 결정종의 첨가량이 0.01 wt.％ 미만이면 결정화도 100％에 도달하는 시간이 많이 소요되므로 첨가 효과가 미미하고, 0.1 wt.％를 초과하면 첨가 상승 효과가 없어 경제적이지 못하다.실리카 원으로는 40 wt.％ 콜로이달 실리카 용액인 Ludox AS-40(Du Pont Chem. Co.)을 사용하였고, 알루미나 원으로는 특급시약인 알루미늄산 소다를, 알칼리 원으로는 50 wt.％ NaOH 용액을 사용하였다. 유기 템플레이트로는 테트라프로필암모니움 브로마이드(TetraPropylAmmonium Bromide, TPABr)가 사용되었고 증류수를 사용하였다.ZSM-5의 합성은 1.5 ℓ 테플론 반응기를 최대 8개 장착할 수 있는 오일 배스(Oil Bath)를 이용하여 저온-상압하에서 수열 합성에 의해 수행하였으며 열매체로는 실리콘 오일을 사용하였다. 반응이 균일하게 일어날 수 있도록 300 rpm으로 고정시킨 교반기를 이용하여 교반시키면서 반응을 수행하였다.담체에 금속을 도입하는 방법은 담체 분말을 증류수에 투입하여 슬러리를 만든 다음, 금속을 첨가하여 용해하고, 70 ∼ 90℃의 온도에서 10 ∼ 20시간 동안 교반하여 침전물이나 겔상의 혼합물을 얻은 다음, 건조시킨 후 소성하여 촉매를 얻는다.
그 다음에 무기 바인더를 첨가하여 균질하게 혼합한 후, 성형강도와 점성을 증대시키는 물질을 소량 첨가하여 혼합 반죽하고, 압출기에서 압출 성형하여 입자상의 촉매를 제조한 다음, 건조하고 소성하여 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 제거용 촉매를 제조한다.
무기 바인더로는 특별히 한정되는 것은 아니고 제조되는 촉매에 영향을 끼치지 않는 것이면 모두 사용이 가능하지만 본 발명에서는 라로쉬(larosch), 카올린 또는 폴리비닐알코올을 사용하였으며, 성형강도와 점성을 증가시키는 물질로는 HCl 또는 증류수를 사용하였다.
촉매 제조시 건조와 소성은 특별히 한정되는 것은 아니지만 100 ∼ 125℃를 유지하며 12시간 동안 건조하고, 다시 550 ∼ 600℃의 전기로에서 산화물을 형성할 수 있도록 충분한 공기를 유지하며 5 ∼ 10시간에 걸쳐 소성한다.
또한, 성형시 건조와 성형 역시 특별히 한정되는 것은 아니지만 100℃에서 충분히 건조하고 다시 공기 흐름하 550℃의 전기로에서 3시간 정도 소성하는 것이 바람직하다.
다음의 실시예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1(ZSM-5에 Co가 이온교환된 촉매의 제조)
H-ZSM-5 분말을 400㎖의 증류수와 함께 슬러리를 만든 다음, H-ZSM-5에 대해서 코발트의 무게비로 3%가 되도록 염형태의 코발트를 첨가하여 용해시킨다. 코발트가 H-ZSM-5에 충분하게 이온교환이 되도록 80℃ 정도를 유지하며 12 ∼ 15시간동안 교반시킨다.
침전물을 거름종이를 사용하여 거르고, 잔류물이 존재하지 않도록 증류수를 사용하여 수회에 걸쳐 반복 수세한 후, 수세된 침전물을 115℃에서 12시간 건조하고 550 ∼ 600℃의 전기로에서 공기 분위기를 유지하며 8시간 동안 소성하여 Co가 이온교환된 Co-ZSM-5 촉매를 얻었다.
실시예 2(ZSM-5에 Co가 이온교환된 촉매의 성형)
실시예 1에서 제조된 분말상의 Co-ZSM-5 촉매를 반응기에 충진하여 압력차를 유발하는 방법으로 적절한 크기 및 형태로 성형하였다.
먼저, 분말형의 촉매와 무기바인더로써 라로쉬(larosch)를 각각 무게비로 8 : 2 정도가 되도록 혼합한다. 분말 상태인 혼합물은 막자사발을 이용하여 최소 30분 이상 혼합하여 균일하게 섞이도록 한 후, 성형강도 및 점성을 증대시키기 위하여 적정량의 0.1N HCl 용액을 가하여 혼합반죽한다. 반죽된 혼합물이 촉매로서의 펠릿(Pellet) 형태를 유지하기 충분한 점성을 가지면 압출기에서 적절하게 압출속도를 조절하여 압출성형한다. 성형된 입자상의 촉매를 다시 100℃에서 충분히 건조하고 다시 공기 흐름하 550℃의 전기로에서 3시간 소성하여 균일한 크기와 강도를 유지하는 입자상의 촉매를 제조하였다.
실시예 3(ZSM-5에 Co가 담지된 촉매의 제조)
ZSM-5 분말을 400㎖의 증류수와 ZSM-5에 대해서 코발트의 무게비로 5%가 되도록 염형태의 코발트와 함께 용해시킨다. 균일한 조성이 되도록 정도를 유지하며 12 ∼ 15시간 동안 교반시키며 증류수를 증발시킨다.
겔상의 혼합물을 115℃에서 12시간 건조하고 550 ∼ 600℃의 전기로에서 산화물을 형성할 수 있도록 충분한 공기 분위기를 유지하며 8시간 동안 소성하여 Co/ZSM-5 촉매를 얻었다.
실시예 4(ZSM-5에 Co가 담지된 촉매의 성형)
실시예 3에서 제조된 분말상의 Co/ZSM-5 촉매를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 입자상의 촉매를 제조하였다.
실시예 5(TiO2에 Cr가 담지된 촉매의 제조)
담체로서 TiO2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 Cr/TiO2촉매를 얻었다.
실시예 6(TiO2에 Cr가 담지된 촉매의 성형)
분말형의 촉매와 무기바인더로써 카올린과 폴리비닐알코올을 전체 무게비로 각각 2%, 17%가 되도록 혼합한다. 분말 상태인 혼합물은 막자사발을 이용하여 최소 30분 이상 혼합하여 균일하게 섞이도록 한 후, 성형강도 및 점성을 증대시키기 위하여 증류수를 가하여 혼합반죽한다. 반죽된 혼합물이 촉매로서의 펠릿(Pellet) 형태를 유지하기 충분한 점성을 가지면 압출기에서 적절하게 압출속도를 조절하여 압출성형한다. 성형된 입자상의 촉매를 다시 100℃에서 충분히 건조하고 다시 공기 흐름하 550℃의 전기로에서 3시간 소성하여 균일한 크기와 강도를 유지하는 입자상의 촉매를 제조하였다.
실시예 7(ZSM-5에 Pt가 이온교환된 촉매의 제조)
코발트 대신에 각각 Pt를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 Pt이 이온교환된 ZSM-5 촉매를 얻었다.
실시예 8(ZSM-5에 Pt가 이온교환된 촉매의 성형)
실시예 7에서 얻은 촉매를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 촉매를 제조하였다.
실시예 9(ZSM-5에 Pt가 담지된 촉매의 제조)
코발트 대신에 Pt를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 Pt가 담지된 ZSM-5 촉매를 얻었다.
실시예 10(ZSM-5에 Pt가 담지된 촉매의 성형)
실시예 9에서 얻은 촉매를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 촉매를 제조하였다.
온도(℃)샘플 100 150 200 250 300 350 400 450
Pt/ZSM-5 0 10 87 93 97.5 98.4 99.2 99.4
PT/Al2O3 0 3 73 91 97 97.3 98.7 99.2
Pd/Al2O3 0 5 60.5 92 97 98 98.4 99.1
Co/Al2O3 0 0 0 10 59 92 97.6 99
Cr/TiO2 0 0 10 83 98 98.3 98.7 98.3
Co/ZSM-5 0 0 1 20 63 96 98 98.7
전술한 표 1 에서와 같이 본 발명에 따른 촉매는 VOC 제거효율에 있어 350℃이상에서는 유사한 제거효율을 보이고 있는 것을 알 수 잇다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입한 촉매를 제조하므로서 규모가 큰 열소각 장치 등과는 달리 소규모의 작업장에서 배출되는 휘발성유기화합물을 제거할 수 있는 소형 장치 용도로서 사용이 가능하며, 약 4,000ppm까지의 농도 범위로 배출되는 휘발성유기화합물을 약 50℃까지의 온도 범위에서 완전 흡착하고 완전흡착시간 이후에는 300℃에서 탈착하는 휘발성유기화합물과 연속적으로 도입되는 휘발성유기화합물을 완전 산화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (8)

  1. SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나로 구성되는 군으로부터 선택된 1종의 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐으로 구성되는 군으로부터 선택된 금속을 도입한 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 제거용 촉매.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속이 이온교환된 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 제거용 촉매.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속의 사용량은 담체에 대하여 무게비로 1∼25%임을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 제거용 촉매.
  5. 삭제
  6. SiO2/Al2O3의 비율이 최적으로 조절된 ZSM-5, 알루미나와 같은 담체에 크롬, 코발트, 팔라듐과 같은 금속을 도입한 촉매를 제조한 다음, 무기 바인더를 첨가하여 균질하게 혼합한 후, 성형강도와 점성을 증대시키는 물질을 소량 첨가하여 혼합 반죽하고, 압출기에서 압출 성형하여 입자상의 촉매를 제조한 다음, 건조하고 소성하는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 제거용 촉매의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 무기바인더는 라로쉬(larosch), 카올린 또는 폴리비닐알코올임을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 제거용 촉매의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 성형강도와 점성을 증가시키는 물질은 증류수 또는 염산임을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 제거용 촉매의 제조방법.
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