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플라즈마 환경 기술과 관련하여 국내외 동향을 알 수 있는 자료들을 검색해 보았습니다. 아래의 자료는 연구개발정보센터(http://www.kordic.re.kr)의 해외과학기술동향을 통해 검색된 자료입니다. [제어번호] 9710932 [작성일자] 971126 [호수] 287 [제목] 플라즈마 이용의 탈취장치 [출처] 일본 環境新聞 [출처일자] 19971105 [분류코드] S12 [대분류명] 환경공학 [소분류명] 환경위생, 공해 대책 [본문] ⊙ 소규모배수처리시설등으로는 악취대책으로 흡착법에 의한 성능에 불만을 느끼면서도 초기비용이 비싼 약액세정법이나 연소법의 도입에 착수할 수 없는 케이스도 많다. 그래서 타그마는 중소규모의 시설용으로 운용비용이 적고, 특별한 운전요원이 필요없는 플라즈마탈취장치를 개발했다. ⊙ 플라즈마에서 발생한 오존등의 영향으로 악취성분을 산화분해하는 것으로 이제까지의 조사로는 유황계화합물이 주성분인 배수처리시설ㄹ 경우, 악취성분농도를 98%까지 절감할 수 있다고 한다. 이장치의 특징은 심장부라고도 할 수 있는 전극의 세정에 손이 필요없는 것. 플라즈마탈취에서는 전극의 오탁제거가 최대의 과제였으나, 이 회사에서는 독자개발한 절연성의 유기물질을 전극에 사용해, 더욱이 전극의 세정기구를 장치에 부가하는 것으로 이것을 극복했다. ⊙ 현재는 각종의 악취에 대비한 성능을 조사하는 단계이나 임 3건을 수주했고, 사용자로부터 호평을 받고 있다. - (ssk) [제어번호] 992140 [작성일자] 990319 [호수] 355 [제목] 플라즈마 열분해: 첨단 도시쓰레기 처리법 [출처] http://biz.yahoo.com [출처일자] 19990309 [분류코드] S50 [대분류명] 환경공학 [소분류명] 기타 [본문] ⊙ American Technology Exploration Corp.(ATXC)이 수십 년에 걸친 개발을 통해, 독성의 산업 및 도시 폐기물들을 아무 공해물질의 배출도 없이 고온 증발시켜 처리하는 플라즈마 증발 시스템(PVS)에 관한 혁신(breakthrough)을 이루었다. 이 기술이 갖는 민감함과 보안의 필요 및 폐기물처리 시장에서의 경쟁으로 인해 ATXC의 기술은 자세히 밝혀지지는 않고 있다. 이 시스템은 유기물질들을 그 원소로 분해하는 데 매우 효과적인 방법이다. 주요한 장치로는 인접한 주위를 초고온 상태로 만드는 플라즈마 발생 장치뿐이다. 이 고온으로 인해 어떠한 유기물질도 플라즈마의 영역 안으로 들어오면 가스로 분해되며 무기물은 용융 상태의 유리질로 변한다. ⊙ 이러한 과정을 열 해중합(thermal depolymerization)이라 부른다. 이 플라즈마 리포머(reformer)는 열분해 조건에서 작동하는데 이는 산소의 공급이 필요 없고 연소도 일어나지 않음을 의미한다. 그러므로 이 장치는 소각장치와 다르다. 플라즈마 기술은 1800년대 후반 초고온이 필요했던 금속산업에서 개발되었다. 1900년대 초 천연가스로부터 아세틸렌을 제조하는 화학공업계에서 플라즈마 가열기가 사용되었다. 이러한 플라즈마 가열 플랜트 중 가장 큰 것은 현재 독일에 남아 있는 150메가와트급 시설이다. 플라즈마 기술은 1960년대 초 나사의 우주개발 프로그램이, 우주선이 지구로 귀환할 때 대기와의 마찰로 인한 현상을 모사하기 위해 플라즈마 기술을 이용하면서 주목을 받았다. ⊙ 플라즈마 아크 히터(plasma arc heater)는 수냉식 구리 전극을 사용하여 전기를 열로 전환시켜 우주선이 대기권에 재진입할 때 열차단 물질에 발생하는 현상을 모사했다. 이어 1970년대에는 작은 크기의 프로토타입 플라즈마 가열 장치가 만들어졌고 1980년대 들어 대규모의 산업 플랜트들이 건설되었다. 오늘날 이러한 성공적인 시설들이 플라즈마 기술의 다른 분야에서의 응용을 자극하고 있으며, 나사에서 근무한 적이 있는 일단의 과학자들이 플라즈마 기술을 보완 개선하여 효율의 향상과 용도의 다양화를 이루었다. ATXC가 도시폐기물의 플라즈마 열분해에 채택한 기술이 바로 이 고효율 기술이다. ⊙ 플라즈마는 전기에너지를 깨끗하고 낮은 질량의 열로 바꾸어 주며, 전기는 플라즈마 아크 히터의 유일한 에너지원이다. 저질량 열(low-mass heat)이라 함은 물질의 제4 형태라고 불리는 플라즈마를 생성하기 위해 극히 미량의 가스가 사용됨을 의미한다. 플라즈마는 금속과 같이 도체이면서 또 일반 도선과 마찬가지로 전기저항을 갖는다. 전기저항이란 바로 전기를 열로 바꾸는 메커니즘이기도 하다. 플라즈마는 또 온도의 한계가 없다. 이러한 특성으로 인해 플라즈마는 통상적인 연소나 금속 전열선보다 훨씬 높은 온도에서 열을 낼 수 있다. 오직 플라즈마에 의해 도달할 수 있는 이러한 고온은 ATXC의 기술에 핵심을 이룬다. 플라즈마는 가스내에서 고전압 전극 사이의 전기방전으로 생성된다. ⊙ 이 때 가스의 압력이 플라즈마의 온도 및 전달특성(transport property)을 결정하므로 ATXC는 이를 조절하여 여러 폐기물들에 요구되는 파괴용량(destructive capacity)을 얻을 수 있었다. 플라즈마는 중심부의 온도가 섭씨 1만 도에 달해 독성 화합물들을 불과 밀리초(milliseconds)내로 분해한다. 보통의 도시쓰레기를 처리하기 위해서는 섭씨 3천 도 이상이면 충분하다. 도시쓰레기, 폐타이어, 폐유, 화학용제, 폐의료용품 등 대부분의 쓰레기들은 탄화수소로 구성되어 있다. 이들은 매립지에 묻히거나 소각로에서 태워진다. 이들 물질을 소각할 때에는 환경에 유해한 분진과 가스 화합물이 방출되며 이러한 공해물질의 배출을 최소화하기 위해서 고가의 장치들이 요구된다. ⊙ 플라즈마 열분해는 도시쓰레기를 통째로 없앨 수 있을 뿐 아니라 고상 또는 액상의 폐기물을 잘게 자르는 등 전처리가 필요 없고 금속, 유리, 돌 등을 가려낼 필요도 없다. 쓰레기에 함유된 탄화수소는 가해진 증기(steam)에 의해 안정한 가스로 변환되고 쓰레기내의 무기물, 유리, 먼지, 중금속 등은 용융되어 유리질의 용융물이 되었다가 냉각하면서 고화한다. 가스와 유리질 고체는 분석 결과 회수 및 재활용이 가능한 물질들이다. 가스는 주로 수소와 일산화탄소로 이루어져 있으며 증기나 전기를 발생시키는 데 원료로 사용될 수 있다. 유리질 암석(rock)은 EPA의 기준검사법에 의해 용출도(leachability)를 조사한 결과 물질의 용출이 없었고, 모든 중금속에 대한 용출도 기준을 만족했다. 또 유리질 암석은 주형에 부어 벽돌이나 다른 형태로 주조할 수 있는 최적의 재료임이 밝혀졌다. -(cshlee) [제어번호] 998148 [작성일자] 991105 [호수] 388 [제목] 플라즈마 공정에 의한 폐기물 유리화 [출처] JOM [출처일자] 19991000 [분류코드] K50 [대분류명] 재료공학 [소분류명] 기타 [본문] ⊙ 방사능이 있거나 방사능이 없는 위험한 폐기물을 처리하기 위해 열 플라즈마를 사용하는 것은 궁극적으로 보다 더 신뢰성있고 비용이 저렴한 기술로 검증될 것이다. 열 플라즈마는 새로운 기술이 아니며 플라즈마 토치는 수년간 산업계에서 사용되어 왔다. 예로써 플라즈마 분사, 박막 증착, 금속 용해, 파편 금속 재활용, 금속 정련, 절단 및 용접 등에 사용되어 왔다. 방사능 폐기물을 소광하고 유리화하기 위해 플라즈마를 이용하는 공정은 다른 고정화 기술에 비해 고온을 이용하고, 효율이 좋으며, 하나의 반응로에서 여러 단위 업을 완수할 수 있고, 간단하고 유연한 설계 가능 등 많은 장점을 지니고 있다. ⊙ 열를라즈마는 청정하고 집중된 에너지원이 될 수 있어 10000도 이상의 국부적 온도를 가질 수 있다. 집중된 에너지는 방사능 폐기물의 유리화에 아주 유리하다. 첫째로 고온에서는 높은 물질 전달 속도로 인해 소광 반응속도가 급격히 증가한다. 둘째로 고온 반응로는 다른 유리 용해로에서 시험될 수 없는 새로운고 고융점의 유리화 매체를 사용가능하게 한다. 일반적으로 고융점 매체는 높은 여과 저항을 가지고 높은 폐기물-산화물 적재 용량을 가지고 있어 안전도를 향상시키고 조절 부담을 낮추어 주며 저장 비용을 감소시킨다. 셋째로, 증가된 열전달 속도는 녹는 속도를 증가시키고 휘발성 원소의 손실을 감소시킨다. 방사성 핵종의 휘발성은 온도와 조성의 함수이며, 플라즈마 시스템에서는 이것의 조절이 가능하다. 넷째로 휘발성 유기 구성원소는 고온에서 분해되며 환경에 무해한 종류로 환원된다. - (rhj) [제어번호] 004360 [작성일자] 000707 [호수] 421 [제목] 고주파 플라즈마기술로 메탄폐기물을 제로로 하는데 성공 [출처] 일간공업신문 [출처일자] 20000619 [분류코드] S12 [대분류명] 환경공학 [소분류명] 환경위생, 공해 대책 [본문] ⊙ 지구환경산업기술연구기구(RITE)의 스즈끼 주석연구원의 연구그룹은 높은 주파수 펄스 플라즈마기술을 개발하여 실내온도와 일상적인 압력 조건하에서 천연가스의 주성분인 메탄을 아세틸렌, 수소, 비결정질 탄소(Amorphous Carbon)로 전환해 폐기물 제로를 목표로 하는 Zero-Emission화를 실현했다. 고주파수 펄스 플라즈마는 펄스전압의 첫 동작이 빠르고 펄스폭도 과거보다 조금 길다고 하는 특징을 갖는다. 메탄 선택 산화(酸化)와 메탄 이외의 반응 외에도 디젤차의 입자상태의 물질(PM) 배출물질 등의 유해물 처리에도 유효하다고 하여 폭넓은 응용이 기대되고 있다. ⊙ 실험에서는 내심(內徑) 10mm 의 스테인레스제 管(陰極)과 외심(外徑) 0.5mm의 스텐레스 線(陽極)을 중심으로 갖는 같은 동축원심형(同軸円心型) 반응관(反應管)을 사용한다. 양쪽 管에 메탄가스를 넣으면서 펄스 플라즈마 반응을 조사했다. 실험에 의하면 펄스주파수가 1초간에 8000회의 경우, 메탄 전화(轉化)율이 52%, 아세틸렌과 수소의 선택율이 각각 91%와 100%에 달하는 것을 확인했다. 반응온도 또는 펄스주파수를 높이면 대량의 Amorphous-Carbon 초미립자의 생성이 가능하다. 초미립자는 耐마모성, 耐食性, 절연성(絶緣性)에 뛰어나 스프레이코딩에 의한 도포(塗布)가 생기고 각종 산업재에의 실용화가 예상되고 있다. ⊙ 플라즈마 전기에너지효율(단위 전력당으로 轉化한 메탄의 양)은 저주파수 펄스 플라즈마와 마이크로파 플라즈마의 4배, 무성방전(無聲放電)의 20배로 개선했다. 또 디젤차 배기가스 중의 흑연과 불완전연소 탄화수소 등의 처리를 상정해 모델실험도 실시했다. 이것에 의하면 입경(粒徑) 1-150 마이크로미터의 활성탄 입자에 실내온도, 일정한 압력하에서 고주파수 플라즈마를 가하면 활성탄을 주로 이산화탄소로 연소할 수 있다. ⊙ 실온에서도 산화하기 어려운 저농도의 메탄도 플라즈마를 이용하면 실온, 상압의 조건하에서 1kw時당 최대 40g의 효율로 메탄을 이산화탄소까지 산화할 수 있는 것을 알았다. 차가 1km주행한 때의 배기가스의 미연소물질 처리에 이용하면 100분의 1kw時 정도의 효율로 처리할 수 있다고 한다. 반응기와 반응조건 등의 최적화에 의해 처리효율이 더 향상될 수 있을 가능성도 있다. 이것은 신에너지·산업기술종합개발기 (NEDO)의 환경조화 촉매기술 연구개발의 일환으로 생겨난 성과이다. - (ykim@area.c.u-tokyo.ac.jp) 아래의 자료는 산업기술정보원(http://www.kiniti.re.kr)을 통해 검색된 자료입니다. 참고해 보시기 바랍니다. * 펄스 플라즈마 탈취 장치 (플라즈마디오)의 개발, Kato,S.;Naito,K., Eco Industry (JPN) 5(7); P31-38; 2000; B789 초록 : 고전압 펄스 파워 기술, 배기 가스 처리 장치의 응용 전개를 목표로 연구하던 닛산 전기는 방전 플라즈마와 촉매를 병용시킨 탈취 연구 동향에 주목해 신형 탈취 장치로서 플라즈마 탈취 장치의 연구 개발을 하여 악취 문제와 탈취 장치 필요에 부응한 고탈취성, 저런닝 원가의 펄스 플라즈마 탈취 장치 (플라즈마디오)를 개발하여, 상품화 단계에 이르렀다. 구성 요소는 상류 측에 배치한 방전 플라즈마 처리부와 하류 측에 배치한 충진재부가 있다. 방전 플라즈마 처리부에서는 취기중의 직접 방전 플라즈마를 발생시킨다. 응용 분야로는 식품, 화학 제품, 의약품 등 제조공정의 배수 처리 시설의 취기, 하수 시설의 취기, 폐기물 저축, 처리 시설의 취기, 폐기물 축류, 처리 시설의 취기, 정화조의 취기 등을 들 수 있다. * 주목받는 ECO 기술 : 플라즈마 용융에 의한 의료 폐기물 처리 기술, 田中和士, 月刊地求環境 (JPN) 31(4); P92-96; 2000; E356 초록 : 병원에서 배출되는 의료 폐기물은 다양하고 그 중에서도 감염의 우려가 있는 혈액 등이 부착된 것은 특별 관리 폐기물로서 엄중한 관리와 처리가 의무화되어 있다. 지금까지 대부분의 의료 폐기물은 감염 사고를 방지하기 위해 소각 처리해 왔다. 그러나, 염화 비닐제 튜브 등에 의한 다이옥신류 발생과 주사 바늘, 메스 등이 그 형태를 그대로 유지하여 위험성의 문제가 있어 안전, 무해 처리가 요구되고 있다. 중부 전력이 개발한 기술은 플라즈마에서 발생하는 초고온과 전기의 억제 특성을 살려 의료 폐기물을 안전하게 무해, 감용화시킨다. * Pulse corona 방전에 의한 배기 가스 처리 기술, 전기기술동향 (KOR) 12(2); P108-113; 1999; K545 초록 : 방전 플라즈마법은 연소 및 상온 배기 가스중에서 반응성이 풍부한 활성종을 생성하여, 미량에 포함되어 있는 유해 물질을 무해화하는 화학 반응을 일으키는 것이 필요하게 된다. 이것에는 전자 온도는 높으나 이온 온도가 낮아 가스 온도 상승을 일으키지 않는 비평형 플라즈마 발생이 이상이 되어 각종 방전 플라즈마 방식이 개발되고 있다. 여기서는 대표적인 방법 중 하나인 펄스 코로나 방전을 이용한 배기 가스 처리 기술에 관하여 그 현상과 과제를 소개하였다. * 환경 장치 : 폐기물 처리 기술 ; 차세대형 소각 시스템 플라즈마식 이동로, 永田淸, 産業機械 (JPN) (584); P69-70; 1999 * 플라즈마 기술과 환경정화, 최현구, 물리학과첨단기술 6,3(”97.5):pp.35-41 * 인터넷에 소개되고 있는 환경분야의 플라즈마 아크 기술, 이상호, 신기술 10,11(”96.11):pp.9-19 >플라즈마 환경 기술의 국내외 동향에 대해서 알고싶습니다.

>플라즈마 환경 기술의 국내외 동향에 대해서 알고싶습니다. I'm Moody Kim, Adviser of Kosen. who works in the French incinerators manufacturing Company. I can read Korean language, but I can't write it here. So, I would like to give you some informations in English about Plasma application in the waste treatment field in Europe. We talk lot about this application for waste treatment (notably by americans), but there is only some demonstration plants in Europe. Because the cost (energy consumption and maintenance cost) is too high, about 3-5 times more than conventional treatment method (incineration or pyrolitic). For exemple, one fusion furnace (utilising Pure Oxygen) for incineration ashes was installed for the first time in France in the Paris Hospital Waste Incinerator in 1995. But this fusion unit was eliminated 6 months after. Because the operating cost is so high and the operating company could not support this expense. Since that time, there is no fusion method applicattion for the waste treatment in France. Recently, just one small plasma unit is operating in France for Amiant waste. (We don't know the treatment cost. It is hiden). And the treated quantity is not important. But they are in disussion with Japan companies for exportation. Our company has also applied the fusion method for the waste treatment. But, we didn't find any clients because of the price. Therefore, we had stopped this fabrication. It is not problem of technologies for promoting this application in the waste field, but the COST!!! Moody Kim A.T.I. France

위에서 어느 분이 말씀하셨듯이, 플라즈마 환경기술의 현실화의 큰 문제점중의 하나가 돈입니다. 즉 좋긴 한데 수지 타산이 안 맞는 것이 문제이지요. 미국의 경우 주로 국방관련한 연구가 이루어지고 있습니다. 왜냐면 민간에서는 기술을 개발해도 사겠다는 사람이 없지만, 국방관련 기술은 비싸도 사야하는 경우가 생기니까요. 예를 들면, 항공모함에서의 페기물 처리를 들 수 있는데, 항공모함은 육지에 착륙하지 않고 오랜기간동안 떠 있어야 하는데, 폐기물을 바다에 버리면 환경문제에 걸리기 때문에 돈이 좀 많이 들더라도 효과적인 폐기물 처리 방법인 플라즈마 처리 방법을 이용하려고 하고 있습니다 (이 방법은 미 해군 연구소에서 많이 연구했었습니다.). 또 한가지 예는 화학 무기를 빨리 처리하는 기술인데요, 이것은 주로 로스 알라모스 국가 연구소에서 많이 하고 있습니다. 화학 무기가 사용되면, 돈이 아무리 많이 들더라도 빨리 분해해야 하니까 국방부에서 많은 연구비를 주어가며 연구를 하고 있지요. 기술상의 문제점은, 비용을 줄이기 위해서는 대기압하에서 플라즈마를 발생시켜야 하는데, 아직 대기압 플라즈마 기술이 보통 많이 이용되는 저압 플라즈마보다 많이 떨어져 있습니다. 저압 플라즈마는 워낙에 산업에 많이 이요되다 보니 많은 기술의 축적이 있어왔지만 대기압 플라즈마는 아직 그러한 기술이 축적되지 못했지요. 그러다 보니 아무래도 비용이 많이 들게 되고요.

>플라즈마 환경 기술의 국내외 동향에 대해서 알고싶습니다. 질문하신 내용과 관련한 최근의 자료로 dialog를 통해 검색된 내용입니다. 참고하시기 바랍니다. 04652334 JICST Accession Number: 00A0610989 File Segment: JICST-E Complete NOx Removal Technology Using Nonequilibrium Plasma and Chemical Process. Performances of Ordinary and Barrier Type Plasma Reactors. YAMAMOTO TOSHIAKI (1); OKUBO MASAAKI (1) ; HAYAKAWA KUNIHIRO (2); KITAURA KOICHI (2) (1) Univ. of Osaka Prefect., Coll. of Eng. ; (2) Univ. of Osaka Prefect., Grad. Sch. Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu. B ( Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. B) , 2000 , VOL.66,NO.646 , PAGE.1501-1506 , FIG.14, REF.10 Journal Number: F0036BAN ISSN: 0387-5016 Universal Decimal Classification: 628.512 533.9.07 Language: Japanese Country of Publication: Japan Document Type: Journal Article Type: Original paper Media Type: Printed Publication Abstract: Previous results have shown that the plasma-combined with chemical process was effective for the control of NOx flue gas emissions. However, we could not quantify the reaction byproducts such as N2O, CO, CO2, HNO3 and NO-3. In the present stdy, two types of the plasma reactors, the ordinary ferroelectric packed-bed plasma reactor and the barrier type packed-bed plasma reactor, were evaluated with regard to reaction products and NOx removal efficiency, The ordinary ferroelectric packed-bed plasma reactor showed poor NOx conversion and produced a large amount of reaction byproducts. On the other hand, the barrier-type packed-bed plasma reactor followed by the chemical reactor showed a superior results: nearly 100% NOx decomposition with both less than 6 ppm of N2O and CO. The total operating cost becomes \2300/ton, which is at least 1/10 times more economical compared to the conventional NOx control technologies. (author abst.) Descriptors: exhaust gas treatment; combustion product; nitrogen oxide; detoxification; plasma chemical reaction; plasma application; plasma equilibrium; nonequilibrium state; fixed bed; plasma temperature; hybrid system(method) Broader Descriptors: waste treatment; treatment; product material; oxide; chalcogenide; oxygen group element compound; oxygen compound; nitrogen compound; nitrogen group element compound; discharge reaction; chemical reaction; utilization; equilibrium; state; layer; temperature; plasma parameter; parameter; method Classification Codes: SC04030H; BJ02082I 04118119 JICST Accession Number: 99A0608565 File Segment: JICST-E Application of non-equilibrium discharge plasma to the environmental engineering. MIZUNO AKIRA (1) (1) Toyohashi Univ. of Technol. Hoshasen to Sangyo (Radiation & Industries) , 1999 , NO.82 , PAGE.42-45 , FIG.7, TBL.1, REF.5 Journal Number: G0314AAM ISSN: 0286-8873 Universal Decimal Classification: 628.511 Language: Japanese Country of Publication: Japan Document Type: Journal Article Type: Commentary Media Type: Printed Publication Abstract: The outline of the practical application research of the discharge plasma off-gas cleanup method to enable simultaneous removal of dust and pollutant gas was described. In this process, gas is cleaned by chemical reactions with active species generated by plasma formed by high voltage pulse discharge using an electrode similar to the electric precipitation. The non-equilibrium discharge plasma is cold plasma not to elevate gas temperature witht high electron temperature and low ion temperature. Dioxin removal of incinerator exhaust gas by the water film electric precipitation, NO removal by pulse streamer discharge and room air purification were described. Descriptors: exhaust gas treatment; plasma; plasma application; air cleaning; pulsed discharge; streamer; dioxines Broader Descriptors: waste treatment; treatment; utilization; cleaning(purification); electric discharge; pollutant; matter; oxygen heterocyclic compound; heterocyclic compound; aromatic chlorine compound; aromatic halogen compound; aromatic compound; organohalogene compound; organochlorine compound; polynuclear aromatic compound Classification Codes: SC04020W

삼성SDI의 이원주박사님이나 광운대 전자물리학과의 최은하교수님이 이 분야의 전문가이십니다. >플라즈마 환경 기술의 국내외 동향에 대해서 알고싶습니다.