M A I N

▣ 활성탄의 흡착개념

일반적으로 적당한 부활법에 의하여 제조된 활성탄소는 무수히 많은 미세공을 가지고 있으며 그 면적은 500∼1,700㎡／g 정도 되며 이것이 흡착력을 나타내는 주된 요소이다.
활성탄의 세공분포는 반경이 크기에 따라 Micro Pore (10∼100Å), Transitional Pore (100∼2,000Å), Macro Pore (2,000∼100,000Å)로 구분하고 있으며 흡착의 중요한 역할은 Micro Pore에 의한 것이나 일반적으로 GAS흡착의 경우에는 Micro Pore가 발달된 것이며 액상흡착의 경우에는 용질의 분자가 기체분자보다 큰 것이 많으므로 Transitional Pore 의 비율이 큰 것이 좋은 것으로 되고 흡착의 Mechan Isum으로는 활성탄 표면과 흡착질 사이의 인력 등에 의해 물리적인 흡착과 화학적 결합에 의한 화학흡착으로 대별되며 물리적 흡착은 가역적 흡착인데 화학적 흡착이 가역적 흡착이다. 실재에 있어서 이 두 가지 흡착이 복합되어 작용하는데 피흡착 물질이 기체인 경우 즉 기상흡착에서는 물리적 흡착이 대부분이고 액상흡착에서는 화학적 흡착이 주가 된다.

1) 물리적 표면구조

기여울 세공반경	〈 약 50Å	75∼1,000Å	1,000∼40,000Å
대전세공용적	55∼80%	10∼25%	10∼30%
대비표면적	〉 95%	〈 5%	〈 1%

2) 화학적 표면구조

활성탄은 그의 원소조성 중에 약 3∼5%의 산소와 약 1%의 수소 및 약 3∼4%의 회분을 가지고 있다. 산소, 수소, 는 무회분의 중성활성탄을 전해질 용액에 넣으면 그 액의 pH가 변화하는 것 및 직접으로 잔유기를 분석한 결과에서 이것들의 일부는 표면의 탄소원자와 결합하여 -COOH, -OH, -C=O, -O- 등의 형으로 존재하여 화학 흡착의 범위로 된다고 생각할 수 있다. 활성탄은 수증기 부할이므로 비교적 -OH, -C=O 등의 분포가 많다. 산 처리 정제을 하지 않는 부활탄의 회분의 조직은 대략 다음과 같은 차이다.

SiO₂	Al₂O₃	CaO	Fe₂O₃	Na₂O+ K₂O
약 50%	약 20%	약 7%	약 4%	약 18%

3) 활성탄소 공정소개 (PROCESS FLOW)

가) 제1단계 :	상온에서 400℃까지의 온도 범위내에서는 탈수, 탈산, 등의 1차 분해가 일어나고
	O의 결합은 잔존하게 된다.
나) 제2단계 :	400∼700℃까지의 온도 범위내에서는 산소결합이 끊어지며 산소가 물, 일산화탄소,
	이산화탄 소등의 .형태로 방출되고 방향족 핵간의 결합이 생기게 된다. 700℃의 온도에서는 휘발분은 거의 제거된다.
다) 제3단계 :	700℃∼1,000℃까지의 온도 범위내에서는 탈수소 반응으로 방향족 핵 사이의 직접 결합이
	활발하여 2차 평면구조가 발달하게 되며 CH₂ 결합에 의하여 3차원적 입체구조를 갖게 되어 결국 긴사슬형 분자와 방향족 분자 및 고리 평면 형태의 분자로 교차 연결되는 구조를 갖게 된다. 활성화 공정은 800℃∼1,000℃의 온도 범위내에서 일어나는 산화반응으로 탄화물의 표면을 침식시켜 탄화물의 미세공 구조를 보다 발달시키는 공정으로서 약품활성화법과 가스활성화법이 있다.

일반적으로 가스활성화법이 약품활성화법에 비해 널리 사용되고 있는데 그 이유는 장치의 부식, 환경오염 및 제조공정의 복잡성등의 약품활성화법이 지닌 단점 때문이다.


▲ Granular Carbon( x3000 )	▲ Pellet Type Carbon ( x3000 )

▣ 활성탄소의 용도 및 사용상의 유의점(Activated carbon Applications of Consideration)


구분 항목	업 종	용 도
기상용 2X4 4X8 8X12 mesh	전매업(30∼50)mesh Monopoly	담배 Filter용 Filter of cigarette
	자동차공업 Motorcar industry	자동차 Canister용 Canister of motorcar
	음료 Beverage	탄산가스정제 Carbon dioxide purification
	석유화학 Petrochemicals	용제회수, 가스정제, 가스분리,탈항 Solvent recovery, gas purification ＆ Separation , desulfurization
	의약제조 Pharmaceuticals	배기가수중의 독가스 제거 Tonic gas removal
	기타 Others	공기정화, 압축기의 유분제거 Air cleaning, oil mist removal in compressor
액상용 4X8 8X12 12X30 30X50 mesh	식품 Food	탈색, 탈취, 결정성향상, 제품의 안전성향상 Decolorization, deodorization
	주류, 음료 Wine, Beverage	탈색, 탈취, 현탁물질제거, 향미조정 Oder control, water purification
	의약제조 Pharmaceuticals	탈색, 탈취, 현탁물질제거, 수율 및 순도 향상 Deodorization, colloid removal, purity enhancement
	석유화학 Petrochemicals	탈색, 탈취, 탈유황, 용제회수, 현탁물질제거 Secondary reaction inhibitor
	금속공업 Metal, Mining	도금액의 지방제거, 부선제의 제거, 금회수 Fat removal, floatation agent removal , gold recovery
	기타 Others	정,폐수 처리, 세탁액 정제 Treatment of waste water and processwater, purification of used dry-cleaning solvents

☞ 활성탄소와 기체 및 액체의 경계면에서 흡착에 영향을 주는 요인으로는 다음과 같다.

▶ 활성탄소의 종류
▶ 흡착실의 종류
▶ 접촉시간 및 방법

▶ 용질의 경합 및 상호작용
▶ 계내 각종 분자크기
▶ 농도, 온도, 산도(pH), 이온화

▶ 용매, 용질등이 있어미리조건별로 예비실험을 하여 최적 조업조건을 찾아 사용해야 한다.

▣ 활성탄의 입도별 종류

◐ 기상흡착활성탄소


구 분		용 도	품 질
종 류	크 기(mesh)
활 성 탄	2X4	공기정화(악취 등) 각종 GAS 정제 페인트 부스용 탈취 탄화숫소 계열제거 압축기의 유분제거 담배 필터용 *촉매 , 담체용	요오드흡착력(mg/g) : 400∼1300 비표면적(㎡/g) : 500∼1500 벤젠흡착력(%):20∼40 경도(%):90∼98 *충진밀도(g/cc) : 0.40∼0.60
	2X6
	3X6
	4X6
	4X8
	8X12
	12X35
성 형 활 성 탄	3 mmΦ
	4 mmΦ

◐ 액상흡착활성탄소(입상파쇄)


구 분		용 도	품 질
종 류	크 기(mesh)
대	4X6	* 공기폐수의 유기물,색 , 취 * 중금속의 제거 및 고도처리 (BOD 및 COD 처리) * 정수 및 순수제조 장치의 전처리 * 자동차 캐니스트용(가솔린제거) * 음료,주류,등의 탈색, 탈취,조미, 식수(생수제조) * 용제회수,현탁물제거 * 석유화학공업, 드라이크리닝액 ,도금정제, 회수등 * 수영장, 의약품, 식품정제 * 양식장 수질정화	* 요오드 흡착력(mg/g):400∼1300 * 비표면적(㎡/g):500∼1400 * 충진밀도(g/cc):0.40∼0.60 * 경도(%):90∼98 * 수분(%):2∼6
	4X8
중	6X10
	8X12
소	12X30
	10X20
특소	20X30
	30X50
성형활성탄	1 mmΦ
	2 mmΦ
	3 mmΦ