KR101006279B1 - 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법 - Google Patents

폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101006279B1
KR101006279B1 KR1020080138046A KR20080138046A KR101006279B1 KR 101006279 B1 KR101006279 B1 KR 101006279B1 KR 1020080138046 A KR1020080138046 A KR 1020080138046A KR 20080138046 A KR20080138046 A KR 20080138046A KR 101006279 B1 KR101006279 B1 KR 101006279B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reaction
polychlorinated biphenyl
catalyst solution
metal sodium
emulsion
Prior art date
Application number
KR1020080138046A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090075627A (ko
Inventor
송길섭
하야시 켄자부로
토조 히로푸미
Original Assignee
송길섭
토조 히로푸미
하야시 켄자부로
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 송길섭, 토조 히로푸미, 하야시 켄자부로 filed Critical 송길섭
Publication of KR20090075627A publication Critical patent/KR20090075627A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101006279B1 publication Critical patent/KR101006279B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B63/00—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
    • C07B63/02—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/76—Gas phase processes, e.g. by using aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B63/00—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
    • C07B63/04—Use of additives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20—Organic substances
    • A62D2101/22—Organic substances containing halogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인류 및 자연생태계에 유해한 폴리염화비페닐을 공해를 발생시키지 않고 안전하게 처리할 수 있고, 또한 적은 비용과 빠른 시간에 처리할 수 있는 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법은, 교반 반응조 내에 금속나트륨촉매 용액과 폴리염화비페닐 폐액과 혼합하는 혼합단계와, 상기 혼합된 혼합물을 150~160℃에 도달할 때까지 상기 교반 반응조 내에서 가온 및 교반하면서 동시에 폴리염화비페닐 분해 보조기로 순환시키는 순환단계와, 상기 순환단계에서 수소를 주입하는 수소주입단계와, 상기 주입된 수소와 폴리염화비페닐 중의 염소를 결합시켜 염화수소 형태로 염소를 분해시키는 분해단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
폴리염화비페닐, 금속나트륨촉매, 화성암규소, 순수한 물, 패각, 활성콜로이드수, 가성소다, 붕소

Description

폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법{Method for Separating and Treating the Polychlorinated Biphenyl Emulsion}
본 발명은, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인류 및 자연생태계에 유해한 폴리염화비페닐을 공해를 발생시키지 않고 안전하게 처리할 수 있고, 또한 적은 비용과 빠른 시간에 처리할 수 있는 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리염화비페닐(C12H10-nCln)(이하, "PCB" 또는 "Polychlorinated biphenyl"이라고도 함)은 물에 잘 녹지 않지만 기름에 잘 녹는 성질이 있다. 또한 폴리염화비페닐은 화학적으로 안정되어 있고 내열성 및 전기절연성이 뛰어나 열매체, 절연유체 등으로 넓게 사용되어 왔으나, 교환 시 폐기물 처리할 때 소각 및 매립함으로써 인체와 동식물 및 자연에 심각한 문제를 일으키는 등 많은 환경적인 문제를 일으키고 있는 실정이다. 이에 현재 상기 폴리염화비페닐은 그 사용 및 제조가 엄격히 규제되고 있다.
그러나 상기 폴리염화비페닐은 어떠한 분야에서는 현재도 필수적으로 필요한 것으로서, 예컨대 전투기 엔진 및 브레이크 주변의 윤활유 및 열매체에는 필수적으로 필요한 것이며, 상기 폴리염화비페닐을 대체할 만한 물질이 없는 실정이다. 또한 마찰계수가 큰 기계류에는 국가의 관리부서에서 인허가를 받아서 사용하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에 폴리염화비페닐을 분해 처리하는 기술이 있는데, 이 분해 처리기술을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 폴리염화비페닐 함유물을 진공감압가공에 의해 폴리염화비페닐을 분리해 오일스크러버 등으로 회수한다(3일간). 그런 다음 거대한 증류탑에서 폴리염화비페닐과 독성물인 트리클로로벤젠을 증류하여 분해한다. 분해된 폴리염화비페닐과 그 외 함유성분을 그대로 방치한 다음 2일 후 증류물을 추출한다. 다음으로 폴리염화비페닐의 염소를 팔라듐 카본 촉매를 통해 수소와 반응시켜 폴리염화비페닐을 분해하는데, 이 분해 과정은 3일의 기간이 소요된다. 마지막으로 처리물을 검증(졸업판정)하는데 처리가 끝난 물체 중의 폴리염화비페닐을 분석해서 폴리염화비페닐이 폐기물에서 없어진 것을 검증한다. 이러한 검증이 끝나면 법률로 정해진 기준 이하인 것으로서 인정될 수 있는 것만을 꺼내게 된다.
그러나 상기 종래의 폴리염화비페닐을 분해 처리하는 기술을 사용하기 위해서는 대형증류통수대, 진공가열기수대, 분리기수대 및 석유콤비나이트 같은 고가의 설비가 소요되고 고가의 설비 대비 폴리염화비페닐의 처리량이 적고, 또한 카본에 백금제를 도포한 고가의 팔라듐카본(Palladium carbon) 촉매를 대량으로 사용하기 때문에 1kg의 폴리염화비페닐을 처리하는데에도 많은 비용과 시간이 걸린다는 단점 이 있다. 실례로 현재 일본에서 실시하고 있는 상기 기술은 80Kg의 폴리염화비페닐을 처리하는데 200억엔의 설비비와 매월 2억엔의 런닝 코스트가 소요되고 기간도 약 6일의 시간이 걸린다.
따라서 인류 및 자연생태계에 유해한 폴리염화비페닐을 공해를 발생시키지 않고 안전하게 처리할 수 있는 기술의 개발이 절실한 실정이다. 또한 적은 비용과 빠른 시간에 처리할 수 있는 기술의 개발도 절실한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 인류 및 자연생태계에 유해한 폴리염화비페닐을 공해를 발생시키지 않고 안전하게 처리할 수 있고, 또한 적은 비용과 빠른 시간에 처리할 수 있는 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법을 제공하자는 것이다.
상기 목적은, 교반 반응조 내에 금속나트륨촉매 용액과 폴리염화비페닐 폐액과 혼합하는 혼합단계와, 상기 혼합된 혼합물을 150~160℃에 도달할 때까지 상기 교반 반응조 내에서 가온 및 교반하면서 동시에 폴리염화비페닐 분해 보조기로 순환시키는 순환단계와, 상기 순환단계에서 수소를 주입하는 수소주입단계와, 상기 주입된 수소와 폴리염화비페닐 중의 염소를 결합시켜 염화수소 형태로 염소를 분해시키는 분해단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 의해 달성된다.
바람직하게는 상기 분해단계 후 회수된 비페닐유와 염화나트륨을 정제하는 정제단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 분해단계 후 상기 회수된 비페닐유와 염화나트륨을 제외한 다른 부반응물로서, 반응에 의해 생성된 비결정 탄소 및 유기화합물 등의 찌꺼기를 소각하는 소각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 금속나트륨촉매 용액은 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 2,400~2,600℃에서 가열한 패각(Shell) 및 활성콜로이드수(나노수)를 포함하는 원재료를 50~70℃에서 80~100분동안 반응캔 내에 수용하여 보관유지하는 원재료 보관유지 단계; 상기 반응캔 내에서 상기 원재료가 상호 반응되도록 반응재료인 가성소다(NaOH)를 투입하여 1차 반응시간인 80~100분동안 반응시키는 반응재료 투입/반응 단계; 및 고온에 견디는 성질을 촉진시키기 위하여 상기 반응캔 내에 내고온용 촉진재료인 붕소(B)를 투입하여 2차 반응시간인 50~70분 동안 반응시키는 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계를 포함하는 제조과정을 거쳐 제조된 금속나트륨촉매 용액인 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 원재료 보관유지 단계에서 상기 원재료는 상기 화성암규소(SiO2) 1톤, 상기 순수한 물 10톤, 상기 패각 1kg 및 상기 활성콜로이드수(나노수) 1kg 으로 이루어지고, 상기 반응재료 투입/반응 단계에서 상기 반응재료는 200kg 의 가성소다(NaOH)이며, 상기 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계에서 상기 내고온용 촉진재료는 200kg의 붕소(B)인 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계 후에, 최종적으로 반응 완료된 혼합물을 별도의 수용조에 수용시키는 혼합물 수용 단계; 및 금속나트륨촉매 용액을 취출하는 금속나트륨촉매 용액 취출 단계로서, 상기 반응 완료된 혼합물의 비중은 1.3~1.5이고, PH(수소이온농도)는 10.0~12.0이 되는 시점에 금속나트륨촉매 용액을 취출하는 금속나트륨촉매 용액 취출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 금속나트륨촉매 용액 취출 단계에서 상기 반응 완료된 혼합물의 상기 비중은 1.4이고 상기 PH는 11.0 인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 금속나트륨촉매 용액은 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 2,400~2,600 ℃ 의 고온에서 가열한 패각(Shell), 활성콜로이드수(나노수), 가성소다(NaOH) 및 붕소(B)로 이루어진 성분으로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 금속나트륨촉매 용액은 상기 화성암규소(SiO2) 1톤, 상기 순수한 물 10톤, 상기 2,400~2,600℃로 가열한 패각 1kg, 상기 활성콜로이드수(나노수) 1kg, 상기 가성소다(NaOH) 200kg 및 상기 붕소(B) 200kg 으로 이루어진 성분으로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인류 및 자연생태계에 유해한 폴리염화비페닐을 공해를 발생시키지 않고 안전하게 처리할 수 있고, 또한 적은 비용과 빠른 시간에 처리할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 대한 블록도이고, 도 6는 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법은, 크게 금속나트륨촉매 용액 및 폴리염화비페닐 폐액을 혼합하는 혼합단계(S1), 순환단계(S2), 수소주입단계(S3), 분해단계(S4), 정제단계(S5) 및 소각단계(S6)로 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법은 교반날개(2)가 달린 교반 반응조(1) 내에 금속나트륨촉매 용액(이하, "MS 촉매 용액"이라고도 한다)과 폴리염화비페닐 폐액과 혼합하는 단계를 거친다(S1).
다음으로, 상기 혼합물을 150~160℃에 도달할 때까지 가열로(7) 및 교반날개(2)를 이용하여 가온 및 교반하면서 동시에 반응조 내부의 유체(流體)를 폴리염화비페닐(PCB) 분해 보조기(3)와 반응조(1)로 펌프(9)를 사용하여 순환시키는 순환단계를 거친다(S2).
다음으로, 상기 순환과정에 반응조(1) 하단에 있는 수소보충노즐을 통해 수소를 주입하는 수소주입단계를 거친다(S3). 여기서 수소를 주입하는 목적은 폴리염화비페닐 폐액 중에 있는 염소의 일부를 수소와 결합시켜 염화수소 형태로 분리해 내기 위한 것이다. 여기서 공급되는 수소는 염화수소회수기(4)를 통해 회수된 염화 수소에서 분리된 수소가 충진되거나 순수한 수소가 보충되는 수소용기(6)를 통해 반응조(1) 아래에 있는 수소보충노즐을 통해 공급된다. 도 6에 도시된 흡습기(8)는 순환 중에 있는 수소 중에 수분을 없애기 위한 장치이다.
다음으로, 상기 수소주입단계에서 주입된 수소와 폴리염화비페닐 중에 있는 일부의 염소를 결합시켜 염화수소 형태로 염소를 분리시키는 분해단계(S4)를 거친다. 이러한 분리단계에서는 상기 폴리염화비페닐 폐액 중에 있는 염소의 일부만이 수소와 결합을 통해 분리되고 그 밖에 폴리염화비페닐 폐액 중에 있는 염소의 대부분은 금속나트륨촉매 용액에 있는 나트륨과 반응하여 염화나트륨의 형태로 분리되고(도 5 참조), 분리된 염화나트륨은 순환과정 중에 PCB 분해 보조기(3)에 남게 되는 것이다. 이러한 분해 과정은 보통 약 6시간이면 종료된다. 상기 분해 과정이 종료되면 생성물회수기(5) 내에는 상부에 비페닐유(기름)가, 하부에는 MS 촉매 용액이 쌓인다. 그리고 PCB 분해 보조기(3)에는 염화나트륨(식염)이 정제된 것처럼 되어 있다. 트랜스 같은 저농도의 폴리염화비페닐은 반응조 1기에서 분해할 수 있지만, 일본, 미국, 한국 등에서 사용하는 전투기로부터 나오는 폴리염화비페닐은 농도가 높기 때문에 저농도용이 1공정이라고 하면 고농도용은 3공정이 필요하게 된다. 즉 설비비가 3배 소요된다는 것이다. 그리고 최종 처리 단계에서 독성당량 산소 12% 환산치(ng-TEQ/m3)를 측정해 비페닐유(기름)과 염화나트륨을 빼내 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법의 처리 1공정으로 한다.
다음으로, 생성물 회수기(5)를 통해 회수된 비페닐유(기름)와 PCB 분해 보조 기(3)에 있는 염화나트륨(식염)을 정제하는 정제단계를 거친다(S5).
마지막으로, 상기 회수된 비페닐유(기름)와 염화나트륨(식염)을 제외한 다른 부반응물, 즉 반응에 의해 생성된 비결정 탄소 및 유기화합물 등의 찌꺼기를 소각하는 소각단계를 거친다(S6). 이 경우 소각 설비(미도시됨)는 비교적 소형의 것으로 대응할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에서 폴리염화비페닐의 분해 반응에 대한 도식도이다. 도 5에 확인할 수 있는 바와 같이, 폴리염화비페닐에서 폴리염화비페닐에 함유되어 있는 염소는 금속나트륨촉매 용액의 나트륨과 반응하여 염화나트륨(식염)으로 분리되고 비페닐유(기름)이 생성된다. 한편 상기 폴리염화비페닐 폐액 중에 있는 염소의 대부분은 금속나트륨촉매 용액에 있는 나트륨과 반응하여 염화나트륨의 형태로 분리되지만, 폴리염화비페닐 폐액 중에 있는 염소의 일부는 수소와 결합을 통해 분리됨은 상술한 바와 같고, 염소가 수소 또는 나트륨과 결합되는 비율은 명확히 정해진 바는 없고, 금속나트륨촉매 용액의 양과 공급되는 수소의 양에 따라 그 비율은 달라질 수 있다.
본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에서 80 ppm의 저농도 폴리염화비페닐로는 55℃로 무해물질로 바꿀 수 있었다. 상기 55℃의 저온처리는 소비에너지를 큰 폭으로 줄일 수 있는데 장치를 소형화할 수 있는 이점이 있었다. 그러나 80 ppm 이상의 고농도 폴리염화비페닐 오염 농도에서 0.002 ppm 이하로 하는 데에는 반응조 내 분해액을 150~160℃로 하지 않으면 양호한 분해가 되지 않는다는 것을 확인하였다. 보통 폴리염화비페닐 분해 이론으로서 폴리염화비페닐을 탄 화수소용매로 희석하여 팔라듐 카본 촉매를 개재시켜 260℃에서 염소를 수소와 화합시켜 제거하고 폴리염화비페닐을 분해하나 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에서는 금속나트륨촉매 용액의 개발에 의해 고가의 팔라듐 카본 촉매를 사용할 필요가 없고, 또한 팔라듐 카본 촉매의 1/1000 가격으로 만들 수 있는 금속나트륨촉매 용액 쪽이 반응 분해 속도도 빠르다는 점에서 본 발명의 특징이 있는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법은 강력한 탈염소력을 가진 금속나트륨촉매 용액을 사용한 점에 특징이 있고, 폴리염화비페닐 중에서 분리되는 비페닐유(기름)는 재이용 가능하고, 최종적으로는 폴리염화비페닐 폐액으로부터 비페일유(기름)와 염화나트륨(식염)을 정제하게 되는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액의 제조방법에 대한 블록도이고, 도 3은 도 2의 블록도를 구체적으로 도시한 플로우차트이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액의 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액의 제조방법은, 크게 원재료 보관유지 단계(S11), 반응재료 투입/반응 단계(S12), 내고온용 촉진재료 투입/반응 단 계(S13), 혼합물 수용 단계(S14) 및 금속나트륨촉매 용액 취출 단계(S15)를 구비한다.
우선, 원재료 보관유지 단계(S11)는, 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 고온에서 가열한 패각(Shell) 및 활성콜로이드수(나노수)를 포함하는 원재료를 소정 온도 및 소정 시간동안 반응캔(미도시)내에 수용하여 보관유지하는 단계이다. 여기서 활성콜로이드수(나노수)는 99.999%의 순수한 물을 의미하고, 이러한 활성콜로이드수(나노수)는 다른 구성성분들을 분산시키는 분산제의 역할을 한다.
여기서, 반응캔이란 화합물이 투입 및 취출되는 도어(door)가 구비됨은 물론 반응캔 내에서 화합물이 가열될 수 있도록 버너 등이 갖춰진 것을 말한다. 반응 탱크, 반응조라 불릴 수도 있다.
이러한 반응캔에 대해 구체적으로 도시하고 있지는 않지만, 필요시 본 출원인에 의해 기출원된 바 있는 기술을 인용토록 한다.
상기 원재료 보관유지 단계(S11)에서 사용되는 원재료는, 화성암규소(SiO2) 1톤, 순수한 물 10톤, 2,400~2,600℃로 가열한 패각 1kg 및 활성콜로이드수(나노수) 1kg이며, 이들이 반응캔 내에 수용된 후에는 50~70℃에서 80~100분간 보관유지된다.
참고로, 실험예에서는 패각을 2,500℃로 가열하였으며, 반응캔 내에 수용된 원재료들을 60℃에서 90분간 보관 유지하였다.
다음으로, 반응재료 투입/반응 단계(S12)는, 반응캔 내에서 원재료가 상호 반응되도록 소정의 반응재료를 투입하여 소정의 1차 반응시간동안 반응시키는 단계이다.
여기서, 반응재료는 200kg 의 가성소다(NaOH)이다. 그리고 1차 반응시간은 80~100분이다. 참고로, 실험예에서는 1차 반응시간을 90분으로 하였다.
다음으로, 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계(S13)는, 고온에 견디는 성질을 촉진시키기 위하여 반응캔 내에 소정의 내고온용 촉진재료를 투입하여 소정의 2차 반응시간동안 반응시키는 단계이다.
여기서, 내고온용 촉진재료는 200kg 의 붕소(B)이다. 그리고 2차 반응시간은 50~70분이다. 참고로, 실험예에서는 2차 반응시간을 60분으로 하였다.
혼합물 수용 단계(S14)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액을 얻기 위해 최종적으로 반응 완료된 혼합물을 별도의 수용조에 수용시키는 단계이다. 물론, 이 단계는 필요에 따라 제외될 수도 있다. 이 단계가 제외되는 경우, 반응캔을 통해 직접 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액을 얻으면 된다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액 취출 단계(S15)는, 소정의 비중과 PH(수소이온농도)에 부합하는 금속나트륨촉매 용액을 취출하는 단계이다. 상기 금속나트륨촉매 용액 취출 단계는 상기 반응 완료된 혼합물의 비중은 1.3~1.5이고, PH(수소이온농도)는 10.0~12.0이 되는 시점에 금속나트륨촉매 용액을 취출한다. 가장 바람직하 게는 반응 완료된 혼합물의 비중은 1.4, PH(수소이온농도)는 11.0일 때이다.
그러면, 이러한 제조방법에 의해 제조될 수 있는 금속나트륨촉매 용액의 제조방법에 대해 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선, 화성암규소(SiO2)를 준비하고 화성암규소(SiO2) 1톤을 용융해서 액체화시킨다(S21).
상기 화성암규소(SiO2)를 액체화시키는 방법은 반응캔 내에서 진행해도 좋고, 혹은 별도의 가열 탱크를 이용해도 좋다. 만약, 반응캔을 사용한다면, 별도의 버킷(Bucket)에 화성암규소(SiO2)를 담아 반응캔에 수용시키는 편이 유리할 수 있다.
상기 화성암규소(SiO2)가 액화되면, 반응캔에 용융된 화성암규소(SiO2) 1톤 을 수용시킨다(S22).
다음, 상기 반응캔에 순수한 물 10톤을 수용시킨다(S23). 순수한 물이란 순도 100%의 물, 다시 말해 화학 반응 평준화를 위해 함유 자연성분을 빼낸 순도 100%의 물을 가리킨다.
그런 다음, 패각(Shell)을 준비하고 패각을 2,500℃로 가열한다(S24). 패각을 2,500℃ 정도로 가열하게 되면, 입자가 나노 단위가 되는데, 이처럼 패각의 입자가 나노 단위가 되면 내열특성을 갖게 되고 내화 단열효과를 크게 상승시키는 것으로 알려진 바 있다.
상기 패각이 가열 완료되어 입자가 나노 단위가 되면, 반응캔에 가열 완료된 패각 1kg을 수용시킨다(S25).
그리고는 상기 반응캔에 활성콜로이드수(나노수) 1kg을 수용시킨다(S26).
이 때, 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 패각 및 활성콜로이드수(나노수)를 반응캔 내에 넣는 순서는 반드시 상기와 같을 필요는 없다. 즉, 아직까지는 반응캔을 가열하지 않은 상태이므로 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 패각 및 활성콜로이드수(나노수)를 반응캔에 넣는 순서는 필요에 따라 뒤바뀌어도 무방한 것이다.
위와 같이, 반응캔에 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 패각, 활성콜로이드수(나노수)의 혼합물<A>가 수용되고 나면, 반응캔을 가열한다. 즉, 혼합물<A>가 반응캔 내에서 60℃에서 90분간 보관유지되도록 한다(S27).
보관유지의 과정의 완료되면, 반응캔에 화성암규소(SiO2)를 용해시키면서 혼합물<A>의 화학 반응을 리드하기 위한 반응재료로서의 가성소다(NaOH) 200kg을 반응캔 내에 투입한다(S28).
그리고는 반응캔 내에서 가성소다(NaOH)를 통해 90분간 반응시킨다(S29). 이로써 혼합물<B>가 제조된다.
가성소다(NaOH)에 의한 반응이 완료되면, 반응캔에 수용된 혼합물<B>에 고온에 견디는 성질을 향상시키기 위해 붕소(B) 200kg을 투입한다(S30). 이로써 혼합물<C>가 제조된다.
그리고는 마찬가지로 반응캔 내에서 붕소(B)를 통해 60분간 반응시킨 다(S31).
상기 붕소(B)에 의한 반응이 완료되면, 최종적인 혼합물<C>를 일정한 크기의 수용조에 수용시킨다(S32).
그런 다음, 수용조 내에서 최종적인 혼합물 <C>의 비중이 1.4, PH(수소이온농도) 11.0이 되는 시점에서 금속나트륨촉매 용액을 취출함으로써(S33), 간편하게 금속나트륨촉매 용액을 제조할 수 있게 된다.
상기와 같이 제조된 금속나트륨촉매 용액은 상기 폴리염화비페닐과 반응성이 매우 높아 폴리염화비페닐 폐기물을 매우 간단하게 분해 처리할 수 있게 되는 것이다. 또한 MS 촉매의 개발에 의해 설비가 소규모로 소요되고 반응 분해 속도가 빠르기 때문에 대용량의 폴리염화비페닐을 분해 처리할 수 있으므로 매우 신속하고 저렴하게 처리할 수 있게 되는 것이다.
또한 이로 인해 현존하는 공해 문제 중 최대한 위협으로 되어 있는 폴리염화비페닐 함유 폐액을 무공해로 원활하게 저렴하게 분해 처리할 수 있어 처리 후 부제품으로서 대량의 기름이 정제되는 경제적인 효과와 함께 사회적인 효과는 설명할 것도 없이 사회에 보편적인 이익을 주는 효과를 가지게 되는 것이다.
한편, 상기 방법에 의해 제조된 금속나트륨촉매 용액은, 건축물의 내외장재를 비롯하여 산업분야 및 다양한 생활물품에 대한 재료로서 사용될 수 있는데, 특히 본 실시예의 금속나트륨촉매 용액에 의하면, 건축자재의 내외장재 또는 다양한 생활물품에 대한 재료로서의 고유한 물성은 저하시키지 않으면서도 화재발생의 취약성과 연소성에 대한 유독가스의 발생을 차단할 수 있으며, 이에 더하여 단열 효 과를 제공할 수 있게 된다.
참고로, 위의 방법대로 제조된 금속나트륨촉매 용액을 건축자재의 외부면이나 건축물의 벽면 등에 도포하였을 때, 건축자재의 내외장재의 고유한 물성은 저하시키지 않음은 물론, 화재발생 시 일정온도 또는 일정시간 동안 그 발화시점을 지연시켜 화재로 인하여 방출될 수 있는 유독가스와 매연을 일정시간 지연시키는 것으로 확인된 바 있다. 따라서 화재 시 인명 피해를 극소화할 수 있을 것으로 예상된다.
또한 앞서도 기술한 바와 같이, 본 실시예의 금속나트륨촉매 용액은 건축자재의 내외장재의 용도 외에도 사람들의 생활공간에 이용되는 물품에 대부분 적용될 수 있다.
예컨대, 본 실시예의 금속나트륨촉매 용액은, 연소되기 용이한 옷, 피륙, 섬유, 카펫, 소파, 벽지, 기타 종이류 등에 스프레이 형식으로 분사되어 도포되어 사용될 수도 있는데, 이러한 경우, 해당 물품의 표면에 불이 붙더라도 바로 연소되지 않고 일정 온도 이상에서, 일정 시간이 지나야 연소가 되는 것으로 확인된 바 있다.
특히, 본 실시예의 금속나트륨촉매 용액은 고온로에 도포되거나 또는 코팅될 때, 단열 효과도 뛰어난 것으로 확인된 바 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 대한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액의 제조방법에 대한 블록도,
도 3은 도 2의 블록도를 구체적으로 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 금속나트륨촉매 용액의 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에서 폴리염화비페닐의 분해 반응에 대한 도식도이다.
도 6는 본 발명에 따른 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법에 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 반응조 2 : 교반날개
3 : 순환식 PCB 분해 보조기 4 : 염화수소 회수기
5 : 생성물회수기 6 : 수소용기
7 : 가열로 8 : 흡습기
9 : 펌프 10 : 반응 캔
20 : 화성암 규소 30 : 순수 물
40 : 버너 50 : 버킷

Claims (9)

  1. 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법으로서,
    교반 반응조 내에 금속나트륨촉매 용액과 폴리염화비페닐 폐액과 혼합하는 혼합단계와,
    상기 혼합된 혼합물을 150~160℃에 도달할 때까지 상기 교반 반응조 내에서 가온 및 교반하면서 동시에 폴리염화비페닐 분해 보조기로 순환시키는 순환단계와,
    상기 순환단계에서 수소를 주입하는 수소주입단계와,
    상기 주입된 수소와 폴리염화비페닐 중의 염소를 결합시켜 염화수소 형태로 염소를 분해시키는 분해단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분해단계 후 회수된 비페닐유와 염화나트륨을 정제하는 정제단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분해단계 후 상기 회수된 비페닐유와 염화나트륨을 제외한 다른 부반응물로서, 반응에 의해 생성된 비결정 탄소 및 유기화합물 등의 찌꺼기를 소각하는 소각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방 법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속나트륨촉매 용액은 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 2,400~2,600℃에서 가열한 패각(Shell) 및 활성콜로이드수(나노수)를 포함하는 원재료를 50~70℃에서 80~100분동안 반응캔 내에 수용하여 보관유지하는 원재료 보관유지 단계;
    상기 반응캔 내에서 상기 원재료가 상호 반응되도록 반응재료인 가성소다(NaOH)를 투입하여 1차 반응시간인 80~100분동안 반응시키는 반응재료 투입/반응 단계; 및
    고온에 견디는 성질을 촉진시키기 위하여 상기 반응캔 내에 내고온용 촉진재료인 붕소(B)를 투입하여 2차 반응시간인 50~70분 동안 반응시키는 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계를 포함하는 제조과정을 거쳐 제조된 금속나트륨촉매 용액인 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 원재료 보관유지 단계에서 상기 원재료는 상기 화성암규소(SiO2) 1톤, 상기 순수한 물 10톤, 상기 패각 1kg 및 상기 활성콜로이드수(나노수) 1kg 으로 이루어지고,
    상기 반응재료 투입/반응 단계에서 상기 반응재료는 200kg 의 가성소 다(NaOH)이며,
    상기 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계에서 상기 내고온용 촉진재료는 200kg의 붕소(B)인 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내고온용 촉진재료 투입/반응 단계 후에, 최종적으로 반응 완료된 혼합물을 별도의 수용조에 수용시키는 혼합물 수용 단계; 및
    금속나트륨촉매 용액을 취출하는 금속나트륨촉매 용액 취출 단계로서, 상기 반응 완료된 혼합물의 비중은 1.3~1.5이고, PH(수소이온농도)는 10.0~12.0이 되는 시점에 금속나트륨촉매 용액을 취출하는 금속나트륨촉매 용액 취출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속나트륨촉매 용액 취출 단계에서 상기 반응 완료된 혼합물의 상기 비중은 1.4이고 상기 PH는 11.0 인 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속나트륨촉매 용액은 화성암규소(SiO2), 순수한 물, 2,400~2,600 ℃ 의 고온에서 가열한 패각(Shell), 활성콜로이드수(나노수), 가성소다(NaOH) 및 붕소(B)로 이루어진 성분으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속나트륨촉매 용액은 상기 화성암규소(SiO2) 1톤, 상기 순수한 물 10톤, 상기 2,400~2,600℃로 가열한 패각 1kg, 상기 활성콜로이드수(나노수) 1kg, 상기 가성소다(NaOH) 200kg 및 상기 붕소(B) 200kg 으로 이루어진 성분으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는, 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법.
KR1020080138046A 2008-01-04 2008-12-31 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법 KR101006279B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080001260 2008-01-04
KR1020080001260 2008-01-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090075627A KR20090075627A (ko) 2009-07-08
KR101006279B1 true KR101006279B1 (ko) 2011-01-06

Family

ID=41332810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080138046A KR101006279B1 (ko) 2008-01-04 2008-12-31 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101006279B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10225632A (ja) * 1996-12-13 1998-08-25 Agency Of Ind Science & Technol 超臨界水によるポリ塩化ビフェニルの無害化方法
JP2000015088A (ja) * 1998-06-29 2000-01-18 Nippon Soda Co Ltd 有機ハロゲン化合物の処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10225632A (ja) * 1996-12-13 1998-08-25 Agency Of Ind Science & Technol 超臨界水によるポリ塩化ビフェニルの無害化方法
JP2000015088A (ja) * 1998-06-29 2000-01-18 Nippon Soda Co Ltd 有機ハロゲン化合物の処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090075627A (ko) 2009-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101295904B1 (ko) 요오드의 회수방법
EP3140012B1 (en) Remediation of contaminated soils
Liu et al. Advanced degradation of brominated epoxy resin and simultaneous transformation of glass fiber from waste printed circuit boards by improved supercritical water oxidation processes
CN103214124B (zh) 采气废水脱硫净化预处理工艺
CN102256669B (zh) 在水和氧气的存在下通过氧化破坏有毒残余物的方法,以及用于处理危险化合物的连续可移动单元
CN102942211A (zh) 一种含汞固体废弃物中汞的回收方法
CN105295088B (zh) 一种废旧塑料高效脱卤的方法
KR101006279B1 (ko) 폴리염화비페닐 에멀전의 분리처리방법
RU2478002C1 (ru) Способ переработки токсичных отходов, образующихся при уничтожении вязкой рецептуры зомана
CN104147745A (zh) 一种化学转化去除环境中挥发性卤代烃的方法
CN104107625A (zh) 一种连续式废气处理装置及方法
CN101914069A (zh) 6-氯-2-羟基喹喔啉的氯化新工艺
CN103571521A (zh) 一种脱除油品中含氯有机化合物的方法
JP2010265455A (ja) 含フライアッシュ石炭からの処理石炭及びシリカの製造方法
CN112058859B (zh) 一种氯代烃高废物处理装置及其方法
CN101948208B (zh) 一种皂化废碱液干固方法及皂化粉
RU2472699C1 (ru) Способ обезвреживания токсичных промышленных отходов
CN203955010U (zh) 一种连续式废气处理装置
Yin et al. Analysis of the Effects of Alkaline Heat Treatment of Heavy Metals from Oil-based Rock Chips on As Elements
RU2671243C1 (ru) Способ переработки битумно-солевых радиоактивных компаундов
CN116036784A (zh) 高含氢硅油废气的处理工艺及处理装置
US20060084834A1 (en) Recycling the chemical elements intoxic chemicals into useful and saleable chemicals
Qasimov THERMAL METHOD FOR CLEANING OIL-CONTAMINATED SOILS
KR101307236B1 (ko) 폐절연유 처리장치 및 그 처리방법
Xie et al. Methods review of recycling mercury from waste mercury chloride catalyst of PVC production

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee