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    활성탄이란?

    활성탄소는 야자각, 석탁, 목재, 섬유 등을 원료로 제조, 미세 기공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로, 활성화 과정에서 미세기공이 형성되어 큰 내부면적을 가지게 된 흡착제이다.

    활성탄은 단위g당 1,000㎡ 이상의 표면적을 가지는데 이 크기는 축구장 크기로 표면에 존재하는 탄소 원자의 관능기가 주위의 객체, 액체에 인력을 가해 피흡착질의 분자를 흡착하는 성질이 있다.

    • 석탄계 활성탄의 표면 (Surface of Coal A/C)

    • 야자계 활성탄의 표면 (Surface of Coconet A/C)

    활성탄 생산공정도

    활성탄의 제조방법은 약품을 이용한 약품부활과 고온과 수증기로 활성화시키는 방법을 사용한다.
    수증기 활성화 공정은 900~1,000 ℃ 의 고온으로 야자각이나 석탄에 존재하는 유기물질을 태워 탄소(카본)를 만드는 과정으로 고온의 탄소를 수증기로 Activate(활성화) 시키는 공정이다.
    양질의 활성탄은 단순이 요오드 값의 고저를 전부라 할 수 없지만 요오드가와 비표면적은 정비례함으로 수치가 높을수록 양질이라 하겠다.
    활성탄의 가격의 결정은 국내의 경우 특수한 분야에 사용되는 활성탄이 아닌경우 대부분 요오드가의 고저로 가격이 형성이 되며, 양질의 활성탄은 야자각(char) 석탄(coal)속에 함유된 유기물을 많이 태우면 태울수록 공극의 수가 많아져 총공극량이 늘어나는 반면 수율이 많이 떨어지므로 더 많은 charcoal이 요구됨으로 가격이 비쌀 수 밖에 없다.
    또한 각 기업의 숙련도와 기술에 따라 제품의 질이 차이가 난다.

    활성탄의 제조공정

    활성탄 용도

    기상용(DJG Serles) 액상용(DJL Serles)
    업종 용도 업종 용도
    전매업 담배 Filter용 식품 탈색, 탈취, 결정성 향상
    자동차공업 자동차 Canlster 주류, 음료 탈색, 탈취, 현탁물 제거, 향미 조정
    음료 가스정제 의약제조 탈색, 탈취, 현탁물 제거, 수율향상
    석유화학 용제회수, 가스정제, 탈황 석유화학 탈색, 탈취, 탈유황, 용제회수
    의약제조 독가스 제거(배기) 금속공업 도금액 지방제거, 금회수
    기타 공기정화, 유분제거 기타 정, 폐수처리, 세탁액 정제

    활성탄 입도

    • 4x8 mesh

    • 8x12 mesh

    • 8x30 mesh

    • 4mm

    • 12x30 mesh

    • 30x60 mesh

    활성탄의 등급

    KS등급 : 지금은 폐지되었지만 2006년까지 활성탄의 등급을 요오드흡착력 기준으로 등급을 매겼다.
    요오드흡착력이란 단위(mg/g) 활성탄 g당 요오드 약품이 몇mg 흡착되었는지 측정하는 방식으로 이 흡착량의 수치에 따라 KS등급을 매겼다.
    수처리 ks1급은 요오드가 1,000이상, ks2급 900이상, 3급 800이상, 그 이하는 등급이 없다.
    (참고로 우리나라 정수장은 최소 요오드가 950이상의 제품을 사용함으로 세계 수준급의 수질이므로 믿고 사용하셔도 됩니다.)

    기상용의 등급은 ks1등급 1,100이상, ks2등급은 1,000이상, ks3등급은 900이상이며 그 이하는 등급이 없음.

    활성탄 재생

    가역적 비가역적의 의미

    • 가역적

      원래의 상태로 되돌아갈 수 있는 변화를 가역 현상이라고 한다. 즉 물리적인 성질을 완전히 돌릴 수 있는 것을 말한다. 하늘로 던진 공이 땅으로 돌아오는 원리.

    • 비가역적

      주위환경의 변화에 따라 이리저리 쉽게 변하지 않는. 또는 그런 것.
      즉, 정면으로 화살을 쏘앗을 때 화살이 앞으로만 나아가 돌아오지 않는 원리. 활성탄은 일회성으로 사용, 소모되어(분말은 예외임) 버려지는 것이 아니라 재생이 가능하다. 활성탄의 재생은 활성탄이 어떤 물질을 흡착하고 그 수명을 다해 흡착능력을 잃은 폐활성탄을 흡착성능을 환원시키는 의미로 위에 설명한 가역성을 띄고 있는 폐흡제는 비교적 덜 가혹한 방법으로 환원이 가능하다.
      가장 대표적인 방법이 역세척, 가열탈착, 압력탈착이 있다. 액상흡착인 경우는 비가역적 흡착이 많으므로 고온에서 흡작질을 연소, 부활시켜야되며, 또한 가혹한 조건 (600~900 ℃)의 온도로 폐흡착질을 배소시켜야만 제대로 재생되었다고 볼 수 있겠다. 하지만 어떤 경우도 무한 반복재생가능한 경우는 없으며 차이일뿐 그 수명은 다 할 수 밖에 없다.
      예로 압력탈착의 대표적인 recovery용 활성탄이나 산소, 질소 발생제인 합성제올라이트도 무한하지 않으며 확장과 수축을 반복하다보면 결정체의 붕괴로 수명을 다한다. 더욱이 가혹한 조건으로 재생을 해야하는 활성탄은 3 ~ 4회 정도의 재생으로 그 수명을 다한다고 볼 수 있다. 이유는 탄소에 고열을 가할 때 마다 구조체의 붕괴로 매 재생시 요오드가는 100이상 떨어지고 경도, 입도, 회분, 세공경의 확장으로 질이 떨어진다. 양질의 재생탄은 폐탄 자체가 좋지 않으면 양질의 재생탄은 나올 수 없다.

    활성탄의 재생공정