KR102221093B1 - 미세먼지의 발생량을 줄이거나 집진장치의 집진율을 높이기 위한 첨가제 - Google Patents

미세먼지의 발생량을 줄이거나 집진장치의 집진율을 높이기 위한 첨가제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄(Al) 함유 화합물, 붕소(B) 함유 화합물, 칼슘(Ca) 함유 화합물, 규소(Si) 함유 화합물 및 과산화물 중 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 알칼리 금속 함유 화합물 또는 알루미늄 함유 화합물 중 하나 이상을 포함하고, 상기 규소 함유 화합물은 용매를 제외한 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 미만의 양으로 포함되는, 조성물에 관한 것이다.

Description

미세먼지의 발생량을 줄이거나 집진장치의 집진율을 높이기 위한 첨가제{Additive to reduce the amount of fine dist and increase the collection efficiency of dust collector}
본 발명은 연소기관 등에서 회분(ash)을 포함하고 있는 석탄과 같은 화석연료 및 고체연료(SRD: wood-chip, wood-pallet, RDF, RPF 등) 등의 사용에 따른 미세먼지의 발생량을 줄이거나 미세먼지의 포집장치(ESP, Bag-filter 등)의 효율을 높이는 첨가제의 개발에 관한 것이다.
기존의 미세먼지 제어기술 및 집진장치의 집진능력은 아래 표 1과 같으며, 하기에서 보는 바와 같이, 0.05㎛ 이하의 미세먼지는 집진하는데 많은 어려움이 있다.
<기존 집진장치 포집입도 및 포집능력>
장치 포집입도(㎛) 포집능력(%) 비 포집 먼지(dust)
여과 집진장치
(Bag Filter)
20~0.1 90~99.9 0.1㎛ 이하
전기 집진장치 (EP) 20~0.05 85~99 0.05㎛ 이하
전기 집진장치 성능은 전기 저항치 기준으로 대략 104~1010-㎝ 인 관계로 회분의 구성요소 및 성질에 의해 영향을 받으며, 모든 집진장치의 미세먼지에 대한 포집능력은 미연탄소와 VOCs를 함유한 Si, Al, Mg, Ca, Fe, Na, K, Ti 등으로 구성된 입자(particle)의 크기에 영향을 받는다.
종래의 기술을 보면, 미국 공개특허공보(US20050098038A1, Low pressure impact separator for separation, classification and collection of ultra-fine particles), 일본 공개특허공보(JPS62207804A, Apparatus for seperating and capturing ultra-fine particles), 한국 공개특허공보(KR10-2015-0066413, 관성과 흡착의 방법으로 유해석면 초미립자를 제거하는 장치), 한국 등록특허공보(KR10-0825933, 채취필터카세트의 이송이 연속적으로 가능한 미세먼지 및 초미세먼지 채취장치)에서 알 수 있는 바와 같이 주로 장치 및 기구에 의해 미세먼지를 제거하는 기술인 반면에, 본 발명은 화학적인 첨가제를 이용하여 미세먼지의 크기를 높이거나 집진장치의 집진효율을 높이는 기술이다.
미세먼지는 연소 및 고온에 노출된 회분에 포함된 무기물의 휘발성 물질 및 비휘발성 물질 생성에 의해 발생되는데, 구체적으로 칼륨과 같은 휘발성 물질은 낮은 온도에서도 휘발되어 미세먼지의 요인이 되고, 비휘발성 물질이라도 환원분위기에서는 휘발성 물질로 변경되어 미세먼지의 요인이 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄(Al) 함유 화합물, 붕소(B) 함유 화합물, 칼슘(Ca) 함유 화합물, 규소(Si) 함유 화합물 및 과산화물 중 선택된 하나 이상을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물 또는 알루미늄 함유 화합물 중 하나 이상을 포함하고,
상기 규소 함유 화합물은 용매를 제외한 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 미만의 양으로 포함되는, 조성물이 제공된다.
일 구현예에 있어서, 상기 조성물은
i) 알칼리 금속 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하거나;
ii) 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물 및 과산화물을 포함하거나;
iii) 알칼리 금속 함유 화합물 및 붕소 함유 화합물을 포함하거나;
iv) 알칼리 금속 함유 화합물, 붕소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하거나;
v) 알루미늄 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함하거나;
vi) 알루미늄 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함하거나; 또는
vii) 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 규소 함유 화합물은 용매를 제외한 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 알칼리 금속 함유 화합물은 리튬(Li), 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 중에서 선택된 1종 이상의 금속 함유 화합물일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 알루미늄 함유 화합물은 수산화알루미늄, 카오린, 보크사이트, 규산알루미늄, 인산알루미늄, 알루미늄산나트륨, [Al(OH)4]?? 이온, [Al(H2O)2(OH)4]?? 이온 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 붕소 함유 화합물은 붕산, 붕사(borax) 및 붕산염(borate) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 규소 함유 화합물은 규소산화물 또는 규산염 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 칼슘 함유 화합물은 황산칼슘, 인산칼슘, 생석회, 소석회, 탄산칼슘, 탄산수소칼슘, 수산화칼슘 및 중탄산칼슘 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 과산화물은 과붕산나트륨, 과산화수소, 과망간산나트륨, 리튬과산화물 및 나트륨과산화물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 물, 솔비톨, 에탄올, 메탄올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 뷰틸렌글리콜, 글리세린, EDTA, 질산 및 아민 계열 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 용매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조성물을 포함하는 미세먼지 저감제가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조성물을 포함하는 집진장치 효율 개선제가 제공된다.
본 발명의 조성물에 의하면, 연소 및 고온 중에 연료 또는 노(furnace) 내에 상기 조성물이 분사되는 경우, 이 조성물들은 휘발성물질(특히 무기성 휘발물질 등)을 흡착 및 응집하여 미세먼지의 크기가 증가하고, 이로 인해 EP 같은 집진장치에 포집될 수 있을 정도로 미세먼지의 크기를 증가시킴으로써, 미세먼지의 감소 및 집진장치의 효율을 증가시킴은 물론이고, 이로 인해 미세먼지의 대기 방출을 감소시킨다.
본 발명은 고온의 연소기관 등에서 회분(ash)을 포함하고 있는 석탄과 같은 화석연료 및 고체연료(SRD: wood-chip, wood-pallet, RDF, RPF 등) 등의 사용에 따른 미세먼지의 발생량을 줄이거나 및/또는 미세먼지의 포집장치(ESP, Bag-filter 등)의 효율을 높이기 위한 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄(Al) 함유 화합물, 붕소(B) 함유 화합물, 칼슘(Ca) 함유 화합물, 규소(Si) 함유 화합물 및 과산화물 중 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 알칼리 금속 함유 화합물 또는 알루미늄 함유 화합물 중 하나 이상을 포함하고, 상기 규소 함유 화합물은 용매를 제외한 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 미만의 양으로 포함되는, 조성물이 제공된다.
즉, 본 발명의 조성물은 알칼리 금속 함유 화합물 또는 알루미늄 함유 화합물 중 하나 이상을 반드시 포함한다.
미세먼지는 연소 또는 고온에서 주로 칼륨 및 나트륨 등이 휘발되어 형성이 되는데, 알루미늄산나트륨과 같은 알루미늄 함유 화합물은 휘발되는 칼륨 등과 같은 물질을 흡착하여 미세먼지의 크기를 크게 하는 성질이 있다.
조성물에 알루미늄 함유 화합물이 포함되는 경우, 미세먼지는 알루미늄 함유 화합물에 흡착되며, 이 같은 미세먼지는 알루미늄 함유 화합물과 알칼리 금속(예를 들어, 나트륨) 함유 화합물(특히 NaOH, Na2CO3 등) 및 규소 함유 화합물(특히 규소산화물, 규산염 등)을 혼합하여 액상 또는 고상으로 사용하면 미세먼지의 응집성이 커짐과 동시에 크기 및 부피가 증가하여 미세먼지의 크기가 증가하는 경향이 있고, 더불어 미세먼지의 전기저항 값을 조절할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 조성물은 알칼리 금속 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 알칼리 금속 함유 화합물과 알루미늄 화합물의 혼합비는 중량 기준으로 1:5 내지 5:1일 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 조성물은 물, 수산화나트륨 및 알루미늄산나트륨을 포함할 수 있다. 이때, 물:수산화나트륨:알루미늄산나트륨의 중량비는 70 내지 90 : 1 내지 5 : 1 내지 5일 수 있다.
상기 비율로 혼합한 조성물(예를 들어, 후술되는 조성물 1)을 가지고 석탄 및 우드칩을 무게기준 5~10:1~3의 비율로 혼합한 연료를 시간당 약 200kg 사용면서 노 내 평균 온도 약 1100℃를 유지하는 보일러에서 '연료:물:조성물 = 1000 내지 3000:2 내지 10:1'의 비율로 노의 출구 온도가 약 600℃ 부근일 때, 노즐로 분사하고, 미세먼지 측정기(Electrical Low pressure Impactor with a sampling system)를 가지고 측정한 결과 미세먼지 PM2.5(0.001~ 2.5um)가 약 72.1% 감소하였으며 PM10은 약 30% 감소하였다. 같은 비율로 이를 연료에 분사하고 연료를 연소시킨 후 같은 방법으로 측정을 한 경우에도 미세먼지(0.001~0.1㎛) 측정농도가 약 71.1% 감소하였다.
또한 촤(char), 수트(soot) 및 기타 미연 물질들은 환원 분위기에서 무기화합물을 휘발성 물질로 만들고, 이러한 휘발성 물질도 미세먼지의 인자 및 일부분이 되는바 이들의 생성을 억제하기 위해 과산화물을 사용할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 조성물은 물, 수산화나트륨, 알루미늄산나트륨, 과산화수소 및 에탄올아민을 포함할 수 있다. 이때, 물:수산화나트륨:알루미늄산나트륨:과산화수소:에탄올아민의 중량비는 60 내지 80 : 2 내지 8 : 2 내지 8 : 2 내지 8 : 2 내지 8일 수 있다.
상기 비율로 혼합한 조성물(예를 들어, 후술되는 조성물 2)을 석탄을 일일 320톤 사용하는 석탄보일러에 석탄운송벨트의 석탄에 노즐을 이용하여 약 연료 무게대비 70~150:1로 혼합하여 연소한 결과, EP 후단에서의 Dust 발생량이 약 25% 감소하고 EP의 전기 소모량이 약 5% 감소하였으며, 미세먼지(0.001~0.1㎛) 측정농도가 약 86.7% 감소하였다.
알루미늄과 같은 족인 붕소 함유 화합물인 붕사를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 물, 수산화나트륨, 및 붕사를 포함할 수 있다. 이때, 물:수산화나트륨:붕사의 중량비는 70 내지 90 : 1 내지 7 : 1 내지 16일 수 있다.
상기 비율로 혼합한 조성물(예를 들어, 후술되는 조성물 3)을 '물:조성물 = 5 내지 10 : 5 내지 10'의 비율로 혼합하여 상기와 같이 노의 후단 온도가 약 600℃ 부근일 때 분사하고 측정한 결과, 미세먼지(0.001~0.1㎛) 측정농도가 약 28.9% 감소하였다.
예를 들어, 본 발명의 조성물은 물, 수산화나트륨, 붕사 및 인산알루미늄을 포함할 수 있다. 이때, 물:수산화나트륨:붕사:인산알루미늄의 중량비는 70 내지 97 : 1 내지 7 : 1 내지 15 : 1 내지 15일 수 있다.
상기 비율로 혼합한 조성물(예를 들어, 후술되는 조성물 4)을 '물:조성물 = 4 내지 10 : 1'의 비율로 혼합하여 상기와 같은 방법과 위치에서 분사하고 측정한 결과, 미세먼지(0.001~0.1㎛) 측정농도가 약 28.9% 감소하였고, 집진기의 Dust 발생량이 약 70% 감소하고 EP의 전력 소모량이 약 10% 감소하였다.
예를 들어, 본 발명의 조성물은 알루미늄산나트륨 및 붕사를 포함할 수 있다. 이때, 알루미늄산나트륨:붕사의 중량비는 5 내지 10 : 1 내지 10일 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 조성물은 알루미늄산나트륨 및 황산칼슘을 포함할 수 있다. 이때, 알루미늄산나트륨:황산칼슘의 중량비는 1 내지 7 : 1 내지 3일 수 있다.
본 발명은 예를 들어, 응집성이 강한 알루미늄 함유 화합물(10 내지 30), 붕소 함유 화합물(10 내지 30), 칼슘 함유 화합물(1 내지 10)과 팽창성이 강한 알칼리금속 함유 화합물(1~10) 및 규소 함유 화합물(1~10)의 비율로 선택되어 구성된 슬러리 타입 및 고상 또는 물과 같은 액체에 혼합된 액상으로 형성된 조성물일 수 있으며, 이를 통해 연소 및 고온에서의 미세먼지의 감소 및 집진장치의 효율을 증가시킬 수 있고, 연료 및 보일러 연소기관의 타입 등에 따라 적절히 조절하여 사용할 수 있다.
단, 규소 함유 화합물을 붕소 함유 화합물 대비 다량 사용할 경우, 예를 들어 용매를 제외한 전체 조성물 중량 기준으로 20 중량%를 초과하여 사용할 경우, 규소 함유 화합물(예를 들어, 규산 나트륨)과 붕소 함유 화합물(예를 들어, 붕사)의 응집 반응 및 조성물의 점성 변화로 미세먼지 저감효과가 현저히 감소하는 문제점이 있다.
상기 알루미늄화합물은 수산화알루미늄(Al(OH)3), 카오린, 보크사이트, 규산알루미늄, 인산알루미늄, 알루미늄산나트륨(NaAlO2ㅇ5/4H2O, NaAlO2, 등), 기타 알루미늄산염, [Al(OH)4]?? 이온, [Al(H2O)2(OH)4]?? 이온 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 붕소화합물은 붕산, 붕사, 기타 붕산염 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 나트륨화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 칼륨화합물 및 리튬화합물로 변경될 수 있으며, 이들은 용매를 제외한 전체 조성물 중량 기준으로, 수산화나트륨(1~10), 탄산나트륨(1~10), 탄산수소나트륨(1~10), 인산나트륨(1~10), 인산수소나트륨(1~10), 수산화리튬(1~10), 탄산리튬(1~10), 탄산수소리튬(1~10), 인산리튬(1~10), 인산수소리튬(1~10), 나트륨산화물(1~10), 리튬산화물(1~10)의 중량비(%)로 포함될 때, 바람직한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 조성물은 과산화물을 포함할 수 있는데, 과산화물은 용매를 제외한 전체 조성물 중량 기준으로, 과붕산나트륨(2~12), 과산화수소(2~12), 과망간산나트륨(2~12), 리튬과산화물(2~10), 나트륨과산화물(2~15)의 중량비(%)로 포함될 때, 바람직한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 칼슘화합물은 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘, 생석회, 소석회, 탄산수소칼슘, 수산화칼슘 및 중탄산칼슘 중에서 1종 이상일 수 있다.
상기 조성물을 액상으로 만들기 위한 물질, 즉 용매는 물 외에도, 솔비톨, 에탄올, 메탄올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 뷰틸렌글리콜, 글리세린, EDTA, 질산, 아민 계열 계면활성제 중에서 선택적으로 1 종 이상 더 포함하여 용해도 및 분포도를 높일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물은 i) 알칼리 금속 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하거나; ii) 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물 및 과산화물을 포함하거나; iii) 알칼리 금속 함유 화합물 및 붕소 함유 화합물을 포함하거나; iv) 알칼리 금속 함유 화합물, 붕소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하거나; v) 알루미늄 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함하거나; vi) 알루미늄 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함하거나; 또는 vii) 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용매를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
상기 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물에 대한 상세한 내용은 전술한 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 조성물이 알칼리 금속 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알칼리 금속 함유 화합물과 알루미늄 화합물의 혼합비는 중량 기준으로 1:5 내지 5:1일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물 및 과산화물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물 및 과산화물의 혼합비는 중량 기준으로 2 내지 8 : 2 내지 8 : 2 내지 8일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 알칼리 금속 함유 화합물 및 붕소 함유 화합물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알칼리 금속 함유 화합물 및 붕소 함유 화합물의 혼합비는 중량 기준으로 1 내지 7 : 1 내지 16일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 알칼리 금속 함유 화합물, 붕소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알칼리 금속 함유 화합물, 붕소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물의 혼합비는 중량 기준으로 1 내지 7 : 1 내지 15 : 1 내지 15일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 알루미늄 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알루미늄 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물 및 규소 함유 화합물의 혼합비는 중량 기준으로 1 내지 3: 6 내지 8: 1 내지 3일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 알루미늄 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알루미늄 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물 및 규소 함유 화합물의 혼합비는 중량 기준으로 1 내지 3: 6 내지 8: 1 내지 3일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물을 포함할 때, 상기 조성물 중 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물의 혼합비는 중량 기준으로, 1 내지 20 : 1 내지 20 : 1 내지 5 : 1 내지 5 : 1 내지 2 : 1 내지 5일 수 있다.
이하 실시예는 본 발명에 따른 조성물에 따른 제조 및 적용방법에 관한 것으로 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예는 연료 및 노내 온도 등의 조건에 따라 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
액상의 각각의 조성물에 대해 약 10톤 크기의 교반기가 달린 회분식 혼합 탱크에 하기 표 2 내지 12의 조성물을 물과 함께 혼합 및 가열(완전 용해를 위해 약 90℃로 가열할 수 있으나 가열하지 않아도 무방함)한 것이거나 슬러리 형태로 중국 유연탄과 우드칩을 중량(kg) 기준 10:3의 비율로 혼합한 연료를, 시간당 약 200kg 사용하면서 노(furnace) 내 평균 온도 약 1100℃를 유지하는 보일러에서 연료:물:조성물=3000:10:1의 비율로 노의 출구 온도가 약 600℃ 부근일 때, 노즐로 분사하고, 고상의 경우 분말의 혼합물은 정해진 비율로 혼합하여 연료에 스크루 분사기를 통해 2000:1의 비율로 분사하였다. 미세먼지 측정기(Electrical Low pressure Impactor with a sampling system)를 가지고 미세먼지 농도를 측정하였으며, 다음은 각 조성물의 비율에 따른 시험(표 2 내지 12) 및 미세먼지(0.001~0.1㎛) 농도의 측정값(표 13)이다. 표 2 내지 12의 각각의 조성물의 측정결과 미세먼지 농도 PM2.5는 80~95% 그리고 PM10는 50~80 % 범위내에서 감소하였으나 표기를 생략하였다.
조성물 1
요소 수산화나트륨 알루미늄산나트륨
조성비(중량비) 90 5 5
혼합순서 1 2 3
조성물 2
요소 수산화나트륨 알루미늄산나트륨 과산화수소 디에탄올아민
조성비(중량비) 80 5 5 5 5
혼합순서 1 2 3 4 5
조성물 3
요소 수산화나트륨 붕사
조성비(중량비) 90 5 5
혼합순서 1 2 3
조성물 4
요소 수산화나트륨 붕사 인산알루미늄
조성비(중량비) 87 7 1 5
혼합순서 1 2 3 4
조성물 5
요소 알루미늄산나트륨 황산칼슘 규소산화물(SiO2)
조성비(중량비) 30 60 10
혼합순서 1 2 3
조성물 6
요소 알루미늄산나트륨 수산화나트륨 규소산화물(SiO2)
조성비(중량비) 30 60 10
혼합순서 1 2 3
조성물 7
요소 알루미늄산나트륨 붕사 수산화나트륨 황산칼슘 산화규소 과산화수소
조성비
(중량비)
20 20 5 5 2 5 400
혼합 순서 2 3 4 5 6 7 1
조성물 8
요소 알루미늄산나트륨 붕사 수산화나트륨 황산칼슘 산화규소 과산화수소 에탄올아민
조성비
(중량비)
20 20 5 5 2 5 10 400
혼합
순서
2 3 4 5 6 8 7 1
조성물 9
요소 알루미늄
옥사이드
붕사 수산화나트륨 황산칼슘 산화규소 과산화수소 에탄올아민
조성비
(중량비)
20 20 5 5 2 5 10 400
혼합
순서
2 3 4 5 6 8 7 1
조성물 10
요소 수산화나트륨 알루미늄산옥사이드
조성비(중량비) 90 5 5
혼합순서 1 2 3
조성물 11
요소 수산화나트륨 붕사 규산나트륨
조성비(중량비) 30 5 5 20
혼합순서 1 2 3 4
측정값(미세먼지 농도) 단위(mg/Nm3) 개선율
(%)
실시예 1 조성물 1 사용전 사용후 개선
4.5 1.3 3.2 71.1
실시예 2 조성물 2 사용전 사용후 개선 %
4.5 0.6 3.9 86.7
실시예 3 조성물 3 사용전 사용후 개선 %
4.5 3.2 1.3 28.9
실시예 4 조성물 4 사용전 사용후 개선 %
4.5 3.2 1.3 28.9
실시예 5 조성물 5 사용전 사용후 개선 %
4.5 2.1 2.4 53.3
실시예 6 조성물 6 사용전 사용후 개선 %
4.5 2.0 2.5 55.6
실시예 7 조성물 7 사용전 사용후 개선 %
4.5 1.8 2.7 60.0
실시예 8 조성물 8 사용전 사용후 개선 %
4.5 1.7 2.8 62.2
비교예 1 조성물 9 사용전 사용후 개선 %
4.5 4.0 0.5 11.1
비교예 2 조성물 10 사용전 사용후 개선 %
4.5 4.1 0.4 8.9
비교예 3 조성물 11 사용전 사용후 개선 %
4.5 4.2 0.3 6.6
상기 표에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물 1 내지 8을 사용한 실시예 1 내지 8에서는 우수한 수준의 미세먼지 저감 효과를 발휘함을 확인할 수 있다.
반면에, 본 발명에 따른 조성물과 유사하지만, 알루미늄 함유 화합물로 알루미늄옥사이드를 포함한 조성물 9 및 10을 사용한 비교예 1 및 2의 경우, 조성물의 융점 등의 변화로 인해 미세먼지 저감 효과가 현저히 감소함을 확인할 수 있다.
또한, 규소 함유 화합물을 포함하지만, 규소 함유 화합물의 함량이 용매를 제외한 전체 조성물 총 중량 기준 20 중량%인 조성물 11을 사용한 비교예 3의 경우, 규산나트륨과 붕사의 응집 반응 및 조성물의 점성 변화로 인해, 역시 미세먼지 저감 효과가 현저히 감소함을 확인할 수 있다.

Claims (12)

1:5 내지 5:1 중량비로 알칼리 금속 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상인, 미세먼지 저감제용 조성물.
2 내지 8 : 2 내지 8 : 2 내지 8의 중량비로 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물 및 과산화물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 과산화물은 과붕산나트륨, 과산화수소, 과망간산나트륨, 리튬과산화물 및 나트륨과산화물 중에서 선택된 1종 이상인, 미세먼지 저감제용 조성물.
1 내지 7 : 1 내지 15 : 1 내지 15의 중량비로 알칼리 금속 함유 화합물, 붕소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 붕소 함유 화합물은 붕산, 붕사(borax) 및 붕산염(borate) 중에서 선택된 1종 이상인, 미세먼지 저감제용 조성물.
1 내지 3: 6 내지 8: 1 내지 3의 중량비로 알루미늄 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 규소 함유 화합물은 규소산화물 또는 규산염 중에서 선택된 1종 이상인, 미세먼지 저감제용 조성물.
1 내지 20 : 1 내지 20 : 1 내지 5 : 1 내지 5 : 1 내지 2 : 1 내지 5의 중량비로 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 붕소 함유 화합물은 붕산, 붕사(borax) 및 붕산염(borate) 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 규소 함유 화합물은 규소산화물 또는 규산염 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 칼슘 함유 화합물은 황산칼슘, 인산칼슘, 생석회, 소석회, 탄산칼슘, 탄산수소칼슘, 수산화칼슘 및 중탄산칼슘 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 과산화물은 과붕산나트륨, 과산화수소, 과망간산나트륨, 리튬과산화물 및 나트륨과산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 규소 함유 화합물은 용매를 제외한 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 양으로 포함하는, 미세먼지 저감제용 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
물, 솔비톨, 에탄올, 메탄올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 뷰틸렌글리콜, 글리세린, EDTA, 질산 및 아민 계열 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 용매를 더 포함하는, 미세먼지 저감제용 조성물.
1:5 내지 5:1 중량비로 알칼리 금속 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상인, 집진장치 효율 개선제용 조성물.
2 내지 8 : 2 내지 8 : 2 내지 8의 중량비로 알칼리 금속 함유 화합물, 알루미늄 함유 화합물 및 과산화물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 과산화물은 과붕산나트륨, 과산화수소, 과망간산나트륨, 리튬과산화물 및 나트륨과산화물 중에서 선택된 1종 이상인, 집진장치 효율 개선제용 조성물.
1 내지 7 : 1 내지 15 : 1 내지 15의 중량비로 알칼리 금속 함유 화합물, 붕소 함유 화합물 및 알루미늄 함유 화합물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 붕소 함유 화합물은 붕산, 붕사(borax) 및 붕산염(borate) 중에서 선택된 1종 이상인, 집진장치 효율 개선제용 조성물.
1 내지 3: 6 내지 8: 1 내지 3의 중량비로 알루미늄 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물 및 규소 함유 화합물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 규소 함유 화합물은 규소산화물 또는 규산염 중에서 선택된 1종 이상인, 집진장치 효율 개선제용 조성물.
1 내지 20 : 1 내지 20 : 1 내지 5 : 1 내지 5 : 1 내지 2 : 1 내지 5의 중량비로 알루미늄 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 알칼리 금속 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 규소 함유 화합물 및 과산화물을 포함하고,
상기 알칼리 금속 함유 화합물은 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 수산화리튬, 탄산리튬, 탄산수소리튬, 인산리튬, 인산수소리튬, 과붕산나트륨, 리튬과산화물, 나트륨과산화물, 나트륨산화물 및 리튬산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 알루미늄 함유 화합물은 인산알루미늄 및 알루미늄산나트륨 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 붕소 함유 화합물은 붕산, 붕사(borax) 및 붕산염(borate) 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 규소 함유 화합물은 규소산화물 또는 규산염 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 칼슘 함유 화합물은 황산칼슘, 인산칼슘, 생석회, 소석회, 탄산칼슘, 탄산수소칼슘, 수산화칼슘 및 중탄산칼슘 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 과산화물은 과붕산나트륨, 과산화수소, 과망간산나트륨, 리튬과산화물 및 나트륨과산화물 중에서 선택된 1종 이상이고,
상기 규소 함유 화합물은 용매를 제외한 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 양으로 포함하는, 집진장치 효율 개선제용 조성물.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
물, 솔비톨, 에탄올, 메탄올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 뷰틸렌글리콜, 글리세린, EDTA, 질산 및 아민 계열 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 용매를 더 포함하는, 집진장치 효율 개선제용 조성물.
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