접착 필름 제조공정 배가스의 VOCs 제거를 위한 코로나 방전 플라즈마 분해 기술과 활성탄 흡착 기술의 환경성 비교평가 (Comparative Life Cycle Assessment of Corona Discharge-based Plasma and Adsorption-based VOCs Removal Technologies for Exhaust Gas from Adhesive Film Manufacturing Process)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 31권 / 2호 / 111 ~ 119페이지
· 저자명 : 신병철, 신지원, 심재강, 이성풍, 박근상, 심건보, 함태민, 이수민, 김소이

초록

본 연구에서는 접착 필름 제조공정에서 배출되는 휘발성유기화합물을 제거하기 위해 코로나 방전에 의한 플라즈마 반응을 이용해 VOCs를 분해하는 신규공정과 활성탄을 이용한 기존의 흡착공정에 대하여 전과정평가 방법으로 잠재적 환경 영향을 비교평가 하였다. 플라즈마 분해공정의 실증설비 50 Nm3 /min와 활성탄 흡착공정 400 Nm3 /min의 현장 데이터 수집 및 환경부 LCI DB를 활용하여 환경영향을 산정하였다. 분석범위는 VOCs 배출공정 후단으로부터 대기 배출까지로 하였으며, 자원고갈, 산성화 부영양화 지구온난화 오존층파괴 광화학산화물 생성 등 6개 영역의 환경영향을 비교평가 하였다. 플라즈마 분해공정의 각 부문별 배출 총량은 흡착공정 대비 지구온난화 79.9%, 광화학산화물 생성 42.6%, 산성비 80.8%, 자원고갈 72.5% 수준으로 감소하였다. 특히 신규공정의 부영향화 환경영향은 재생활성탄 사용에 의해 추가 환경 영향이 발생하는 기존공정에 비해 90% 이상 감소하였다. 배가스의 VOCs를 제거하는 플라즈마 분해 신규공정은 활성탄 흡착의 기존공정과 비교하여 모든 환경범주의 배출 총량이 감소하여 환경적 측면에서 긍정적인 효과가 있었다. 6개 영역 의 환경영향을 정규화 및 가중화하여 기여도를 비교한 결과 두 공정 모두 광화학산화물 생성이 50% 이상이므로 VOC 제 거율을 높여 잔류 VOC의 대기 배출량을 줄이는 것이 중요하다. 가중화 기준 환경영향의 전체 크기를 비교한 결과 기존 흡착공정을 플라즈마 분해 신규공정으로 대체하면 65.5%의 개선효과가 있음을 LCA 분석으로 확인할 수 있었다.

영어초록

In this study, a comparative environmental evaluation was conducted by employing LCA technology to compare a new process that decomposes VOCs using a plasma reaction by corona discharge and a conventional activated carbon adsorption process to remove VOCs emitted during the adhesive film manufacturing process. The environmental impact was estimated by collecting field data from a new process demonstration facility of 50 Nm3 /min and the current adsorption one of 400 Nm3 /min and utilizing the Ministry of Environment’s LCI DB. The scope of the analysis was from the latter stage of VOCs emission to atmospheric discharge. The comparative assessment was based on six categories, which were abiotic resource depletion, acidification, eutrophication, global warming, ozone layer destruction, and photochemical oxides creation. Comparing the total emission quantity of the new process with that of adsorption showed that global warming decreased to 79.9%, photochemical oxide creation to 42.6%, acidity to 80.8%, and abiotic resource depletion to 72.2%. In particular, the eutrophication of the new process was reduced by more than 90% compared to adsorption due to adsorption’s additional environmental impacts from the use of regenerative activated carbon. The new process showed a positive effect in terms of the environment because the total emissions in all environmental categories were reduced compared to the current activated carbon adsorption process. Reducing the atmospheric emissions by increasing the VOCs removal rate is important because the photochemical oxide formation is above 50% for both processes. Weighted analysis showed that replacing the current adsorption process with the new plasma decomposition process decreased the overall environmental impact to 65.5%.

참고자료

· 없음