KR101360465B1 - Activated fiber for siloxane removal and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실록세인 제거용 활성탄소섬유 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 활성탄소섬유 제조 방법은 폴리아크릴로 니트릴계 섬유를 공기 중에서 안정화시키는 제 1단계; 수산화 칼륨을 상기 섬유의 표면에 부착시키는 제2 단계; 상기 수산화 칼륨이 부착된 섬유를 불활성화 분위기에서 열처리하는 제3단계; 상기 열처리된 섬유를 냉각시킨 후, 물 세척, 건조하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다. The present invention relates to an activated carbon fiber for siloxane removal and a method for producing the same, the method for producing an activated carbon fiber of the present invention comprises: a first step of stabilizing polyacrylonitrile-based fibers in air; Attaching potassium hydroxide to the surface of the fiber; A third step of heat-treating the potassium hydroxide-attached fibers in an inert atmosphere; After cooling the heat-treated fibers, the fourth step of washing and drying the water; characterized in that it comprises a.
이때, 상기 수산화 칼륨은 상기 섬유의 2~3 배의 무게만큼 부착되는 것이 바람직하며, 상기 열처리는 700℃ 내지 900℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다.At this time, the potassium hydroxide is preferably attached by the weight of 2-3 times the fiber, the heat treatment is preferably carried out in a temperature range of 700 ℃ to 900 ℃.
상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 활성탄소섬유는 비표면적이 1000~1500cm2/g이고, 기공 크기는 20~50 옹스트롬이며, 상기 기공 크기를 가진 기공 분포도가 80~90%인 것을 그 특징으로 한다.Activated carbon fiber of the present invention prepared by the above method has a specific surface area of 1000 ~ 1500cm 2 / g, pore size is 20 ~ 50 angstroms, pore distribution with the pore size is characterized in that 80 ~ 90% It is done.
활성탄소섬유, 실록세인, 소화 가스 Activated Carbon Fiber, Siloxane, Digestive Gas
Description
본 발명은 하수 처리 시에 발생하는 소화 가스로부터 실록세인을 제거하기 위한 실록세인 제거용 활성 탄소 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to activated carbon fibers for siloxane removal for removing siloxane from extinguishing gas generated during sewage treatment, and a method for producing the same.
생활 오,폐수 등의 하수는 하수 처리 시설에서 농축되어 각종 유기물을 함유한 오니가 되며, 상기 오니에 함유된 유기물들이 미생물에 의해 분해, 제거되는 혐기성 소화 과정을 거쳐 정화된다. 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 소화 가스가 발생하게 되는데, 이 소화 가스에는 연료성분인 메탄이 포함되어 있다. 최근 하수 처리에서 발생하는 소화 가스를 대체 에너지로 사용하고자 하는 시도가 전세계적으로 활발히 이루어지고 있다. Sewage, such as household sewage and wastewater, is concentrated in a sewage treatment facility to become sludge containing various organic substances, and the organic matter contained in the sludge is purified through an anaerobic digestion process in which the sludge is decomposed and removed by microorganisms. Digestion gas is generated when microorganisms decompose organic matter, which contains methane, a fuel component. Recently, attempts to use digestion gas generated from sewage treatment as an alternative energy have been actively conducted worldwide.
그러나 상기 하수 오니에는 연료로 사용되는 메탄 이외에도 이산화탄소, 황화 수소, 실록세인 화합물 등이 포함되어 있기 때문에, 하수 오니에서 발생하는 소화 가스를 연료로 사용하기 위해서는 이러한 물질들을 제거하는 과정이 선행되어야 한다. 상기 하수 오니에 포함되어 있는 물질 중에서 실록세인 화합물은 샴푸, 린스 등 화장품류 및 건축 자재인 실란트 등의 사용량이 증가함에 따라 하수 오니에 함유되는 양이 증가하고 있는 추세이다.However, since the sewage sludge contains carbon dioxide, hydrogen sulfide, siloxane compounds, etc. in addition to methane used as fuel, the process of removing these substances must be preceded in order to use the digestion gas generated from the sewage sludge as a fuel. Among the substances included in the sewage sludge, the amount of siloxane compound is increased in the amount of sewage sludge as the amount of the shampoo, rinse, cosmetics such as rinsing agent, and sealant which is a building material increases.
실록세인은 실리콘을 가진 화합물로, 헥사메틸 시클로 트리실록세인, 옥타메틸시클로 테트라 실록세인, 데카메틸 시클로 펜타실록세인 등이 있다. 상기 실록세인 화합물은 관능기가 메틸기로 구성되어 있거나 또는 메틸기와 유사한 탄화 수소기로 치환되어 있다. 실록세인 화합물은 대부분에 물에 대해 불용성이기 때문에, 하수 오니에 흡착된 상태로 존재하며, 하수 오니가 미생물에 의해 소화되는 과정에서 소화 가스에 함유되게 된다. 그런데 실록세인을 함유한 소화 가스를 소화 가스 발전의 연료로 사용할 경우, 실록세인이 연소하면서 실리카로 전환되어 발전 설비 내부에 축적되게 된다. 실리카가 발전 설비인 엔진의 내벽, 가스 공급 및 출구 밸브에 누적되면, 발전 설비가 손상될 뿐만 아니라, 발전 효율이 떨어지고, 유지 비용도 높아진다. 따라서, 소화 가스로부터 실록세인을 제거한 후에 발전 연료로 사용할 필요가 있다.Siloxanes are silicone-containing compounds, such as hexamethyl cyclotrisiloxane, octamethylcyclo tetrasiloxane, decamethyl cyclo pentasiloxane, and the like. The siloxane compound has a functional group composed of a methyl group or substituted with a hydrocarbon group similar to the methyl group. Since most of the siloxane compounds are insoluble in water, they are adsorbed to sewage sludge and are contained in the digestive gas during the process of sewage sludge digestion by microorganisms. However, when using the digestion gas containing siloxane as fuel for the digestion gas power generation, the siloxane is converted to silica as it is burned and accumulated in the power generation facility. When silica accumulates on the inner wall of the engine, the gas supply and the outlet valve, which is a power generation facility, not only the power generation facility is damaged, but also the power generation efficiency is lowered and the maintenance cost is high. Therefore, it is necessary to use it as power generation fuel after removing siloxane from digestive gas.
종래에 실록세인을 제거하기 위해 사용되던 방법에는 연소 및 용매 흡수법이 있다. 그러나 연소의 경우 소화 가스 중의 실록세인은 저농도이기 때문에 완전 연소가 어려워 실록세인의 제거가 쉽지 않다는 단점이 있으며, 용매흡수법의 경우 실록세인을 흡수하기 위한 용매가 필요하고, 상기 실록세인을 흡수한 용매를 2차 처리하는 공정이 필요하여 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.Conventionally used methods for removing siloxanes include combustion and solvent absorption. However, in the case of combustion, since siloxane in the digestive gas is low, it is difficult to completely burn the siloxane because it is difficult to completely burn it. In the case of the solvent absorption method, a solvent for absorbing the siloxane is required and the siloxane is absorbed. There is a disadvantage in that the economy is inferior because a process for treating the solvent secondary is required.
따라서, 본 발명은 실록세인을 효과적으로 제거할 수 있도록 최적화된 실록세인 제거용 활성 탄소섬유의 제조 방법을 제공함으로써 상기와 같은 문제점을 해결하고, 발전 설비에 실록세인을 함유하지 않는 소화 가스를 공급할 수 있도록 하여 발전 설비의 손상을 방지하고, 경제성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, the present invention solves the above problems by providing a method for producing activated siloxane for siloxane removal, which is optimized to effectively remove siloxane, and can supply a digestion gas containing no siloxane to the power generation equipment. The purpose of the present invention is to prevent damage to power generation equipment and to improve economic efficiency.
본 발명은 하수 처리 시에 발생하는 소화 가스로부터 실록세인을 제거하기 위한 실록세인 제거용 활성 탄소 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to activated carbon fibers for siloxane removal for removing siloxane from extinguishing gas generated during sewage treatment, and a method for producing the same.
상기에 언급한 바와 같이, 하수 처리 시에 발생하는 소화 가스에는 실록세인이 함유되어 있다. 소화 가스에는 여러 종류의 실록세인이 함유되어 있지만, 그 중에서도 데카메틸 시클로 펜타실록세인이 95%이상을 차지하고 있다. 따라서, 본 발명은 실록세인 화합물, 특히 데카메틸시클로 펜타실록세인을 효과적으로 제거할 수 있도록 최적화된 활성탄소섬유의 제조 방법을 제공한다. As mentioned above, the extinguishing gas generated during sewage treatment contains siloxane. Digestion gas contains various types of siloxane, but among them, decamethyl cyclopentasiloxane accounts for more than 95%. Accordingly, the present invention provides a method for producing activated carbon fibers optimized to effectively remove siloxane compounds, especially decamethylcyclo pentasiloxane.
활성탄소섬유를 이용하여 실록세인 화합물을 제거할 경우, 실록세인 화합물의 효과적인 제거 여부는 활성탄소섬유의 비표면적뿐만 아니라, 기공 크기 및 기공 분포도에 의해 크게 좌우된다. 기공 크기가 작아지게 되면 활성탄소섬유 기공표면에 부착된 실록세인 화합물이 기공내부까지 확산하지 못하여 실록세인의 흡착량이 적어지고, 기공 크기가 너무 커지면 비표면적이 감소하여 실록세인 흡착량이 감소 하게 되기 때문에 효과적으로 실록세인 화합물을 제거할 수 없게 된다. 이와 마찬가지로 기공 분포도가 너무 작거나 크면 활성탄소섬유에 흡착되는 실록세인 양이 적어져 실록세인 화합물을 효과적으로 제거할 수 없다.When siloxane compounds are removed using activated carbon fibers, the effective removal of the siloxane compounds depends not only on the specific surface area of the activated carbon fibers, but also on the pore size and pore distribution. When the pore size decreases, the siloxane compound attached to the pore surface of the activated carbon fiber does not diffuse to the inside of the pore, so that the adsorption amount of the siloxane decreases, and if the pore size becomes too large, the specific surface area decreases and the amount of the siloxane adsorption decreases. It becomes impossible to remove the siloxane compound effectively. Similarly, if the pore distribution is too small or too large, the amount of siloxane adsorbed on the activated carbon fiber is small, so that the siloxane compound cannot be effectively removed.
그러나 종래에 사용되는 활성탄소섬유 제조 방법은 주로 활성탄소섬유의 비표면적 증대에만 주안점을 두고 있기 때문에, 실록세인 화합물 제거에는 적합하지 못한 면이 있었다. However, the method for producing activated carbon fibers used in the prior art mainly focuses only on the specific surface area of the activated carbon fibers, and thus, there are some aspects that are not suitable for removing siloxane compounds.
따라서, 본 발명에서는 실록세인 제거에 적합한 기공크기와 기공분포도를 갖는 실록세인 제거용 활성탄소섬유를 제조하는 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to provide a method for producing a siloxane removal activated carbon fiber having a pore size and pore distribution suitable for siloxane removal.
본 발명의 활성탄소섬유 제조 방법은, 폴리아크릴로 니트릴계 섬유를 공기 중에서 안정화시키는 제 1단계; 수산화 칼륨을 상기 섬유의 표면에 부착시키는 제2 단계; 상기 수산화 칼륨이 부착된 섬유를 불활성화 분위기에서 열처리하는 제3단계; 상기 열처리된 섬유를 냉각시킨 후, 물 세척, 건조하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다. Activated carbon fiber production method of the present invention, the first step of stabilizing polyacrylonitrile-based fibers in the air; Attaching potassium hydroxide to the surface of the fiber; A third step of heat-treating the potassium hydroxide-attached fibers in an inert atmosphere; After cooling the heat-treated fibers, the fourth step of washing and drying the water; characterized in that it comprises a.
이때, 상기 수산화 칼륨은 상기 섬유의 2~3 배의 무게만큼 부착되는 것이 바람직하며, 상기 열처리는 700℃ 내지 900℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다.At this time, the potassium hydroxide is preferably attached by the weight of 2-3 times the fiber, the heat treatment is preferably carried out in a temperature range of 700 ℃ to 900 ℃.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조되며, 비표면적이 1000~1500cm2/g이고, 기공 크기는 20~50 옹스트롬이며, 상기 기공 크기를 가진 기공 분포도가 80~90%인 실록세인 제거용 활성탄소섬유를 제공한다.In addition, the present invention is prepared by the above method, the specific surface area is 1000 ~ 1500cm 2 / g, the pore size is 20 ~ 50 angstroms, the pore distribution having the pore size of 80 ~ 90% activated carbon for siloxane removal Provide fiber.
이하, 본 발명의 실록세인 제거용 활성탄소섬유 제조 방법을 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, the method for preparing activated carbon fiber for siloxane removal will be described in more detail.
(1) 제 1단계: (1) First step:
먼저 폴리아크릴로니트릴계 활성 탄소 섬유를 공기 중에서 안정화한다. 활성탄소섬유 안정화는 섬유를 공기에 의해 산화시켜 후속되는 고온의 활성화 열처리에서 섬유가 녹지 않도록 하기 위한 것이다. 상기 안정화는 공기 중에서 실시하는 것이 가장 단순하고 경제적이며, 본 발명의 실록세인 제거에 적합한 활성탄소섬유를 제조하기 위해서는 230℃의 온도에서 2시간 내지 2시간 30분동안 공기를 불어넣으면서 섬유를 안정화 처리를 수행하는 것이 바람직하다.First, polyacrylonitrile-based activated carbon fibers are stabilized in air. Activated carbon fiber stabilization is to oxidize the fibers with air so that the fibers do not melt in the subsequent high temperature activated heat treatment. The stabilization is the simplest and most economical to be carried out in the air, in order to produce an activated carbon fiber suitable for the siloxane removal of the present invention stabilizing the fiber while blowing air at a temperature of 230 ℃ for 2 hours to 2 hours 30 minutes It is preferable to carry out.
(2) 제 2단계(2) Step 2
다음으로, 상기 제1단계에 의해 안정화된 탄소 섬유 표면에 KOH를 부착한다. 탄소 섬유의 표면에 부착된 KOH는 후술할 고온 열처리 시에 탄소 섬유 표면에 위치하는 관능기로부터 수소를 이탈시키는 탈수소화 반응을 일으켜 탄소 함량을 높이고, 탈수소화반응으로 인하여 떨어져 나간 수소 자리에 기공이 형성되도록 하여 표면적을 넓혀주는 역할을 한다. 또한, 기공 형성 시에 거대 기공보다는 미세 기공이 형성되도록 함으로써, 활성탄소섬유에 실록세인 제거에 적합한 크기의 기공이 형성 될 수 있도록 한다. Next, KOH is attached to the surface of the carbon fiber stabilized by the first step. The KOH attached to the surface of the carbon fiber causes a dehydrogenation reaction to desorb hydrogen from a functional group located on the surface of the carbon fiber during the high temperature heat treatment, which will be described later, to increase the carbon content, and to form pores in the hydrogen sites separated by the dehydrogenation reaction. To increase the surface area. In addition, by forming fine pores rather than large pores at the time of forming the pores, it is possible to form pores of the size suitable for removing siloxane in the activated carbon fiber.
한편, 상기 KOH 부착은 1 ~ 2몰 농도의 KOH용액에 상기 안정화 처리된 탄소 섬유를 담지하고, 상기 탄소섬유가 담지된 용액을 50 ~ 70도의 항온조에서 10시간이상 방치하는 방법으로 이루어진다. 이때 상기 탄소 섬유 표면에 부착되는 KOH의 양은 탄소 섬유 무게의 2 ~ 3배 정도인 것이 바람직하다. KOH의 양이 2배 미만인 경우에는 활성탄소섬유의 비표면적이 작아져 실록세인 흡착량이 떨어지고, 3배를 초과할 경우에는 탄소 섬유표면에서의 격렬한 탈수소화 반응으로 인하여 탄소 표면에 거대 기공이 형성되어 효과적인 실록세인 흡착이 이루어지지 않기 때문이다. On the other hand, the KOH adhesion is carried out by the method of supporting the stabilized carbon fiber in the KOH solution of 1 to 2 molar concentration, the carbon fiber loaded solution is left for 10 hours or more in a thermostatic bath of 50 ~ 70 degrees. At this time, the amount of KOH attached to the surface of the carbon fiber is preferably about 2 to 3 times the weight of the carbon fiber. If the amount of KOH is less than 2 times, the specific surface area of the activated carbon fiber is small, and the adsorption amount of siloxane is lowered. If the amount is more than 3 times, macropore is formed on the carbon surface due to the intense dehydrogenation reaction on the surface of the carbon fiber. This is because no effective siloxane adsorption is achieved.
(3) 제 3단계(3) Step 3
탄소 섬유 표면에 KOH를 부착하는 단계가 완료되면, 상기 KOH가 부착된 탄소 섬유를 불활성 분위기에서 열처리한다. When the step of attaching the KOH to the carbon fiber surface is completed, the KOH attached carbon fiber is heat-treated in an inert atmosphere.
열처리를 불활성 분위기에서 진행하는 것은 고온에서 탄소가 산화되는 것을 방지하기 위함이다. The heat treatment is performed in an inert atmosphere in order to prevent the carbon from being oxidized at a high temperature.
또한, 상기 열처리는 700 ~900℃의 온도범위에서 수행되는 것이 바람직하다.In addition, the heat treatment is preferably carried out in a temperature range of 700 ~ 900 ℃.
열처리 온도가 700 ℃ 미만인 경우에는 섬유 표면에 부착된 KOH의 탈수소화 반응성이 저하되어 탄소 섬유표면에 존재하는 표면 관능기중 수소가 떨어지지 않고, 그 결과 기공 형성이 잘 이루어지지 않고, 비표면적이 감소한다는 문제점이 있으며, 열처리 온도가 900℃이상인 경우에는 격렬한 탈수소화반응으로 탄소 섬유표면에 존재하는 수소와의 반응이 선택적이지 못하고 탄소 섬유 주쇄에 연결되어 있 는 탄소와의 반응으로 탄소 섬유가 95%이상 전소된다는 문제점이 있기 때문이다.If the heat treatment temperature is less than 700 ℃, the dehydrogenation reactivity of the KOH adhered to the fiber surface is lowered, hydrogen does not drop in the surface functional groups present on the surface of the carbon fiber, resulting in poor pore formation and reduced specific surface area If the heat treatment temperature is higher than 900 ° C, the reaction with hydrogen present on the surface of the carbon fiber is not selective due to the intense dehydrogenation reaction and the carbon fiber is 95% or more due to the reaction with the carbon connected to the carbon fiber main chain. This is because there is a problem of burning out.
(4) 제 4단계(4) Step 4
탄소 섬유에 대한 열처리가 끝나면, 상기 섬유를 냉각시키고 물로 세척한 후 건조시켜 실록세인 제거용 활성탄소섬유를 얻는다. 상기 물 세척은 섬유 표면에 부착된 KOH를 제거하기 위한 것으로, 섬유 표면에 KOH가 남아 있을 경우, 사용하는데 제약이 따를 수 있다. 세척 용액으로 물을 선택한 것은 물이 세척수로 널리 사용되고 있고, 제조비용이 저렴하며, 섬유표면에 존재하는 KOH가 물에 쉽게 용해하여 세척이 용이하기 때문이다. After the heat treatment of the carbon fiber is finished, the fiber is cooled, washed with water and dried to obtain an activated carbon fiber for siloxane removal. The water wash is intended to remove KOH attached to the fiber surface, and if KOH remains on the fiber surface, it may be restricted in use. Water was selected as the washing solution because water is widely used as washing water, manufacturing cost is low, and KOH existing on the surface of the fiber is easily dissolved in water, so that washing is easy.
상기와 같은 방법으로 활성탄소섬유를 제조하면, 비표면적이 1000~1500cm2/g, 기공 크기가 20~50 옹스트롬이며, 상기 기공 크기를 갖는 기공 분포도가 80~90% 인 활성탄소섬유를 얻을 수 있다. 실험 결과 상기와 같은 물성을 갖는 본 발명의 활성탄소섬유를 이용할 경우, 소화 가스에 함유된 실록세인 제거에 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다. When the activated carbon fiber is produced in the same manner as above, the activated carbon fiber has a specific surface area of 1000-1500 cm 2 / g, pore size of 20-50 angstroms, and pore distribution having the pore size of 80-90%. have. Experimental results showed that when using the activated carbon fiber of the present invention having the above physical properties, there is an excellent effect on the removal of siloxane contained in the extinguishing gas.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 방법으로 제조된 활성탄소섬유가 소화 가스에 함유된 실록세인 제거에 탁월한 효과가 있음을 보이도록 하겠다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 일례에 불과하고, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한 정되는 것은 아니다. Hereinafter, it will be shown through the specific examples that the activated carbon fiber prepared by the method of the present invention has an excellent effect on the removal of siloxane contained in the digestion gas. However, the following examples are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
[실시예 1]Example 1
공기 중에서 230도에서 2시간 동안 안정화한 폴리아크릴로 니트릴 섬유 5g의 표면에 KOH 10g을 부착한 후(폴리아크릴로 니트릴 섬유: KOH의 무게비 = 1:2), 700℃, 불활성 분위기 하에서 열처리하였다. 상기 열처리한 섬유를 냉각한 후, 물로 세척하고 건조하여 활성탄소섬유를 제조한다.10 g of KOH was attached to the surface of 5 g of polyacrylonitrile fiber stabilized at 230 ° C. for 2 hours in air (polyacrylonitrile fiber: weight ratio of KOH = 1: 2), followed by heat treatment at 700 ° C. under an inert atmosphere. After cooling the heat-treated fiber, washed with water and dried to produce an activated carbon fiber.
[실시예 2][Example 2]
열처리를 800℃에서 수행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄소섬유를 제조한다. Activated carbon fiber is prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment is performed at 800 ° C.
[실시예 3][Example 3]
폴리아크릴로 니트릴 섬유 5g의 표면에 KOH 15g을 부착하고(폴리아크릴로 니트릴 섬유: KOH의 무게비=1:3), 열처리를 900℃에서 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄소섬유를 제조한다. Activated carbon was applied in the same manner as in Example 1 except that 15 g of KOH was attached to the surface of 5 g of polyacrylonitrile fiber (weight ratio of polyacrylonitrile fiber: KOH = 1: 3) and heat treatment was performed at 900 ° C. Prepare the fibers.
[비교예 1]Comparative Example 1
폴리아크릴로 니트릴 섬유 5g의 표면에 KOH 5g을 부착한 것(폴리아크릴로 니트릴 섬유: KOH의 무게비=1:1)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄소 섬유를 제조한다.Activated carbon fibers were prepared in the same manner as in Example 1 except that 5 g of KOH was attached to the surface of 5 g of polyacrylonitrile fiber (polyacrylonitrile fiber: weight ratio of KOH = 1: 1).
[비교예 2][Comparative Example 2]
열처리를 600℃에서 수행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄소섬유를 제조한다. Activated carbon fiber is prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment is performed at 600 ° C.
[비교예 3][Comparative Example 3]
폴리아크릴로 니트릴 섬유 5g의 표면에 KOH 5g을 부착하고(폴리아크릴로 니트릴 섬유: KOH의 무게비=1:1), 열처리를 900℃에서 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄소섬유를 제조한다. Activated carbon was applied in the same manner as in Example 1 except that 5 g of KOH was attached to the surface of 5 g of polyacrylonitrile fiber (weight ratio of polyacrylonitrile fiber to KOH = 1: 1), and the heat treatment was performed at 900 ° C. Prepare the fibers.
[시험예][Test Example]
실록세인 함량이 20ppm인 소화 가스를 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 방법으로 제조된 활성탄소섬유를 충진탑에 채우고 난 후, 소화가스를 하부로 유입하여 상부에서 통과시켰다. 각 실시예 및 비교예의 활성탄소 섬유를 통과한 후의 실록세인 제거율을 아래 표에 나타내었다. 이때의 실록세인 제거율은 유입되는 실록세인 함량과 상부에서 배출되는 배출가스중의 실록세인 함량을 비교하여 계산한 결과이다. After filling the packed column with activated carbon fiber prepared by the method of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the digestion gas having a siloxane content of 20 ppm was introduced into the lower part and passed through the upper part. The siloxane removal rate after passing the activated carbon fiber of each Example and the comparative example is shown in the table below. The siloxane removal rate is a result calculated by comparing the siloxane content of the incoming siloxane and the exhaust gas discharged from the upper portion.
상기 표에 도시된 바와 같이, 본 발명의 조건에 따라 제조된 실시예의 활성탄소섬유는 90%가 넘는 실록세인 제거율을 보인 반면, 비교예의 활성탄소섬유의 실록세인 제거율은 이에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 이는 본 발명에 의해 제조된 활성탄소 섬유가 종래의 방법으로 제조된 활성탄소 섬유에 비해 실록세인 화합물 제거에 탁월한 효과가 있음을 증명하는 것이다.As shown in the table, the activated carbon fiber of the Example prepared according to the conditions of the present invention showed a siloxane removal rate of more than 90%, while the siloxane removal rate of the activated carbon fiber of the comparative example was found to be less than this. This demonstrates that the activated carbon fibers produced by the present invention have an excellent effect on the removal of siloxane compounds compared to the activated carbon fibers produced by conventional methods.
본 발명의 실록세인 제거용 활성탄소섬유 제조 방법은 활성 탄소 섬유에 형성되는 기공 크기 및 기공 분포도를 조절할 수 있도록 수산화나트륨의 부착량 및 열처리 온도 등을 한정함으로써, 실록세인 제거에 유용한 물성을 갖는 활성탄소섬유을 제조할 수 있도록 하였다. Activated carbon fiber manufacturing method for siloxane removal of the present invention by limiting the adhesion amount and heat treatment temperature of sodium hydroxide to control the pore size and pore distribution formed on the activated carbon fiber, activated carbon having physical properties useful for removing siloxane The fibers were made to be made.
또한, 본 발명의 실록세인 제거용 활성탄소섬유는 실록세인 제거 효과가 탁월하여, 발전 설비에 깨끗한 소화 가스를 제공할 수 있도록 하였으며, 그 결과 실리카 축적으로 인한 발전 설비의 손상이 최소화하고, 설비의 유지 보수 비용을 절감하는 효과를 가져왔다. In addition, the siloxane removal activated carbon fiber of the present invention is excellent in the siloxane removal effect, it is possible to provide a clean digestion gas to the power generation equipment, as a result minimize the damage of the power generation equipment due to the accumulation of silica, It has the effect of reducing maintenance costs.
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