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스모그 잡는 친환경 소재 벽면설치, 비용대비 대기오염 저감효과 평가연구

요약문

목차

제 1 장 서 론
1. 연구의 필요성 및 목적 15
 1.1 연구의 필요성 15
 1.2. 연구 목적 16
2. 연구 내용 및 범위 16
 2.1. 연구 내용 및 범위 16

제 2 장 광촉매 원리 및 응용분야
1. 이론적 배경 19
 1.1. 광촉매 기본원리 19
2. TiO 2를 이용한 대기 정화 적용 사례 27
 2.1. 국외 사례 27
 2.2 국내 응용분야 35
3. 광촉매 업체 및 제품 현황 36

제 3 장 실험 내용 및 방법
1. 서울시 VOCs농도 실태조사 38
 1.1. 서울시 VOCs 자동 측정소(PAMS) 자료 분석 38
 1.2. VOCs 자동측정자료 처리 과정 39
2. 실험 가스 농도선정 42
 2.1. 가스 제조 농도 결정 42
3. 실험 장치 구성 43
 3.1. 대기중 VOCs 처리 효과 모사 시스템 구축 43
4. 실험장치 운영 조건 50
 4.1. UV 세기 조사 50
 4.2. 가스 희석 농도 51
5. VOCs 저감 실험 장치 운영 52

제 4 장 효과 분석 및 고찰
1. VOCs 실험 결과 56
 1.1. 20 ℃, 50 %조건에서 VOCs 저감 성능 실험 56
2.Aldehyde류 실험결과 61
 2.1. Aldehyde류 7종 분석 61
3. 광촉매의 VOC 저감 효과 고찰 66
 3.1. 실험 결과 종합 분석 66
 3.2. 해외 연구사례와 본 실험의 비교 69

제 5 장 결론 및 도입 방안 제안
1. 대기오염 저감을 위한 광촉매 도입 비용 평가 71
 1.1. 공기청정기 72
 1.2. 광촉매 77
 1.3. 저감비용 지표의 비교 80
2. 시범사업 적용(안) 81
 2.1. 주유소 81
 2.2. 버스 정류소 89
3. 결론 99

주의문

표목차
<표 1> 광촉매 종류별 특성 20
<표 2> TiO 2에 의한 NOx 저감 효과 선행연구 사례 28
<표 3> TiO 2 에 의한 VOC 저감효과 선행연구 사례(A.Strini(2005)) 29
<표 4> J.C.Yu(2002) 촉매 활성에 의한 CO 제거 30
<표 5> 국내 광촉매 업체 LIST 36
<표 6> 서울시 광화학오염물질 측정망 현황 39
<표 7> 미국 EPA* TAD**에서 채택한 56종의 VOCs 40
<표 8> 2011년 5~6월 측정농도 비교 41
<표 9> 서울시 VOCs 농도를 바탕으로 한 가스 제조 농도 42
<표 10> 안면도 측정소 자외선 세기 50
<표 11> 실험 가스 농도 51
<표 12> VOCs 저감 성능 평가 실험 운영순서 52
<표 13> UV(O), 광촉매(O) 반응 전?후 농도 57
<표 14> UV(O), 광촉매(X) 반응 전?후 농도 58
<표 15> UV(X), 광촉매(O) 반응 전?후 농도 59
<표 16> UV(X), 광촉매(X) 반응 전?후 농도 60
<표 17> UV(O), 광촉매(O) 반응 전?후 농도 61
<표 18> UV(O), 광촉매(X) 반응 전?후 농도 62
<표 19> UV(X), 광촉매(O) 반응 전?후 농도 63
<표 20> UV(X), 광촉매(X) 반응 전?후 농도 64
<표 21> 본 연구와 기존 연구와의 실험결과 비교 69
<표 22> 공기청정기 1대의 10년간 toluene 저감가능량 72
<표 23> 공기청정기 1대의 10년간 기계비용 73
<표 24> 공기청정기 1대의 10년간 필터비용 74
<표 25> 공기청정기 1대의 10년간 전력비용 74
<표 26> 공기청정기 1대의 10년간 총 비용 75
<표 27> 공기청정기 1대의 10년간 VOCs 1g 저감 당 비용 76
<표 28> TiO 2에 의한 단위면적당 10년간 toluene 저감량 78
<표 29> TiO 2의 단위면적당 10년간 시공비용 79
<표 30> TiO 2 의 toluene 1g 저감을 위해 소요되는 비용 79
<표 31> toluene 제거 비용 80
<표 32> 주유소 시공 가능 면적 81
<표 33> TiO 2 에 의한 단위면적당 10년간 BTEX 저감량 82
<표 34> TiO 2에 의한 10년간 주유소 BTEX 저감량 83
<표 35> TiO 2의 단위면적당 10년간 시공비용 83
<표 36> 광촉매 적용시 예상 비용 84
<표 37> 서울시 주유소 개수 85
<표 38> 구별 BTEX 저감량과 예상 설치비용 87
<표 39> 서울시 친환경 건축 기준 88
<표 40> 서울시 환승센터 현황 90
<표 41> 환승센터 적용시 BTEX 저감량과 시공비용 90
<표 42> 자치구별 버스 중앙차로 정류소 개수 91
<표 43> 버스 중앙차로 정류소에 설치시 BTEX 저감량과 TiO 2 설치비용 92
<표 44> 중앙버스전용차로 관련 설치 기준 및 고려사항 92
<표 45> 각 구별 승차대 설치 가로변 정류장 개수 94
<표 46> 가로변 버스정류소에 친환경 소개 설치시 BTEX 저감량과 시공비용 96
<표 47> 서울시 가로변 버스정류장 설치시 기본 계획 97
<표 48> 버스 정류소에 설치시 BTEX 저감량과 시공 비용 98

그림목차
[그림 1] 강서, 도봉, 광진 측정소의 오존 등농도선 15
[그림 2] 연구의 진행 흐름 17
[그림 3] TiO 2 의 결정 구조 20
[그림 4] 광촉매에 의한 광화학반응 21
[그림 5] TiO 2의 반응 메커니즘 22
[그림 6] 광촉매의 기능 22
[그림 7] 질소산화물의 TiO 2 반응 원리 23
[그림 8] TiO 2의 방오기능 24
[그림 9] TiO 2 코팅 유무에 관한 비교 25
[그림 10] 유기화합물의 TiO 2 반응 메커니즘 26
[그림 11] J.C.Yu (2002)의 광촉매를 이용한 NO 저감 실험 모식도 27
[그림 12] A.Strini(2005) VOCs 저감량 평가 실험 모식도 29
[그림 13] J.C.Yu(2002) CO 저감 실험에서의 시간-농도 30
[그림 14] 이태리 보도블럭에 TiO 2를 도포 후 NOx 저감 31
[그림 15] TiO 2 를 도포한 보도블럭 32
[그림 16] 대기오염 물질 저감 효과 측정모습 32
[그림 17] NOx 저감 효과 그래프 32
[그림 18] 일본 보도블럭에 TiO 2 를 도포 후 대기오염물질 저감 33
[그림 19] 대기 정화를 위한 TiO 2가 함유된 외벽 34
[그림 20] 대기 정화를 위해 외벽에 TiO 2를 혼합 34
[그림 21] 영암 매일시장 광촉매 코팅한 아케이드 35
[그림 22] 연천 허브농장 광촉매 코팅한 태양열 35
[그림 23] 서울시 휘발성 유기화합물 측정망 위치 38
[그림 24] 광촉매에 의한 VOCs 저감 성능 평가 장치 43
[그림 25] VOCs 저감 테들러백 구성 44
[그림 26] Clean Air Supply 시스템 구성도 45
[그림 27] 공기 혼합 탱크 46
[그림 28] 질량 유량계 46
[그림 29] 온?습도 모니터링 장치 46
[그림 30] TENAX 튜브 47
[그림 31] DNPH와 오존스크러버 47
[그림 32] CR 1142-D 항온조 48
[그림 33] FD 6010D05MB Fan 48
[그림 34] TiO 2 시료 8 ㎖분취 49
[그림 35] TiO 2 시료 4 ㎖씩 2회 도포 49
[그림 36] TiO 2 시료 1회 도포 49
[그림 37] TiO 2 시료 2회 도포 49
[그림 38] 안면도 지역의 UV-A 세기 50
[그림 39] 습도 조절 하는 모습 52
[그림 40] MFC 조절하는 모습 52
[그림 41] 테들러백에 22.7 L의 가스가 유입된 모습 53
[그림 42] 분취한 가스를 Tenax 튜브에 흡착시키는 모습 53
[그림 43] DNPH와 오존스크러버를 펌프에 연결한 모습 54
[그림 44] UV가 있고 촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 VOCs농도 비교 57
[그림 45] UV가 있고 촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 VOCs농도 비교 58
[그림 46] UV가 없고 촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 VOCs 농도 비교 59
[그림 47] UV가 없고 촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 VOCs 농도 비교 60
[그림 48] UV가 있고 촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 61
[그림 49] UV가 있고 촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 62
[그림 50] UV가 없고 촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 63
[그림 51] UV가 없고 촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 64
[그림 52] UV가 있고 광촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 VOCs농도 비교 67
[그림 53] UV가 있고 광촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 VOCs농도 비교 67
[그림 54] UV가 없고 광촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 VOCs 농도 비교 67
[그림 55] UV가 없고 광촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 VOCs 농도 비교 67
[그림 56] UV가 있고 촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 68
[그림 57] UV가 있고 촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 68
[그림 58] UV가 없고 촉매가 있는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 68
[그림 59] UV가 없고 촉매가 없는 조건에서 반응 전?후의 Aldehyde 농도 68
[그림 60] 주유소 개략도 81
[그림 61] 상호명이 기재된 간판 81
[그림 62] 서울시 구별 주유소 개수 84
[그림 63] 주유소 TiO 2 코팅시 BTEX 저감량 86
[그림 64] 주유소 TiO 2 코팅시 예상비용 86
[그림 65] 환승센터 승차대 시설 1개의 크기 89
[그림 66] 청량리 환승센터 89
[그림 67] 서울역 환승센터 89
[그림 68] 여의도 환승센터 89
[그림 69] 구로디지털 환승센터 89
[그림 70] 자치구별 버스 중앙차로 정류소 개수 91
[그림 71] “一”형 버스정류소 승차대 92
[그림 72] 버스중앙차로 정류소 승차대 크기 92
[그림 73] ㄱ자형 가로변 버스정류소 승차대 93
[그림 74] 가로변 정류소 승차대 크기 93
[그림 75] 서울시 승차대 설치 가로변 정류장 개수 93
[그림 76] 가로변 버스정류소 설치시 BTEX 저감량 95
[그림 77] 가로변 버스정류소 설치시 시공비용 95

CONTENTS
Chapter1. Introduction 14
 1. Necessity and purpose 15
  1.1 Necessity of Research 15
  1.2. Purpose of Research 16
 2. Contents of research and range 16
  2.1. Contents of research and range 16
Chapter2. Photocatalyst principle and application field 18
 1. theoretical background 19
  1.1. Basic principle of photocatalyst 19
 2. Application example of atmosphere purification using TiO 2 27
  2.1. Application field in Foreing Country 27
  2.2 Application field in Korea 35
 3. Business of photocatalyst and product information 36
Chapter3. Experiment contents and method 37
 1. Investigation of VOCs concentration in seoul 38
  1.1. Material analysis of VOCs in seoul 38
  1.2. Process of management of VOCs data 39
 2. Selection of concentration for experiment 42
  2.1. Selection of concentration in gas cylinder 42
 3. Composition of experimental equipment 43
  3.1. System build of treatment effect of VOCs in atmosphere 43
 4. Operation condition of experimental equipment 50
  4.1. Research of ultraviolet 50
  4.2. dilution concentration of gas 51
 5. system operation of reduction test of VOCs 52
Chapter4. Analysis of effect and consideration 55
 1. Result of experiment of VOCs 56
  1.1. Result of experiment at 20 ℃, 50 % 56
 2. Result of experiment of Aldehyde 61
  2.1. Analysis of Aldehyde 61
 3. Reduction effect of VOCs using photocatalyst 66
  3.1. Analysis of experiment result 66
  3.2. Compare between Foreign and Korea 69
Chapter5. Conclusion and suggestion of introduction plan 70
 1. Assessment of Introduction cost of VOC for atmosphere purification 71
  1.1. Air cleaner 72
  1.2. Photocatalyst 77
  1.3. Comparison of reduction cost 80
 2. Application of demo business 81
  2.1. gas station 81
  2.2. bus station 89
 3. conclusion 99