Others 플라즈마로 처리가 어떻게 가능한지 궁금합니다. [수중방전의 heating source]
2010.12.17 14:55
안녕하세요. 저는 환경업체에 다니고 있는 황성구라고 합니다.
플라즈마 관련해서는 제가 너무 모르는 분야라 자료를 찾기도 힘들고 그래서 염치불구하고 이곳에 글을 남겨봅니다.
제가 이번에 회사에서 플라즈마 관련해서 연구과제를 맡은게 있습니다.
수중방전을 통해 플라즈마를 생성시키는 것인데요.
이때 수중에 용존되어 있는 NH3(암모니아성질소), NO3(질산성질소)를 처리할 수 있는 방법이 있나요?
제 생각에는 플라즈마가 생성되면서 나오는 전자가 NH3(암모니아성질소), NO3(질산성질소) 이온들을 깨서
N과 H로 분리 할 수 있다고 생각해서 플라즈마 공정을 만들어 보려고 합니다. 그런데 플라즈마로 이 이온들을 깨는게
이론적으로나 실제적으로 가능한것인지 알고 싶습니다.
pilot 플랜트를 만들어서 해보려고 하는데, 이왕이면 처음부터 실현 가능한 방법으로 공정을 만들려고 합니다.
도움을 받고 싶습니다.
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수중방전의 플라즈마는 최근들어 다양하게 연구되고 있는 분야입니다.
용존되어 있는 NH3 및 NO3는 해당 분자의 결합에너지 이상의 에너지를 플라즈마를 통하여 인가함으로써 분해할 수 있습니다.
여기서 플라즈마를 형성하는 것과 생성된 플라즈마의 에너지를 분자에 전달하는 데에는 여러가지 방식이 있을 수 있습니다.
먼저 플라즈마를 형성하는 방식에는 크게
1. 전기분해 (low frequency < 10 kHz) 를 통해 기포 형성 후 플라즈마 방전
2. 전기가열 (high frequency > 100 kHz)을 통해 기포 형성 후 플라즈마 방전
3. 펄스인가를 통한 플라즈마 형성
가 가능합니다.
1 번과 2번은 3번에 비해서 지속적인 방전이 가능하며,
3번은 수중에서 쇼크웨이브들이 발생할 수 있습니다.
생성되는 플라즈마의 인자는 언급하신 전자, 이온종, 라디컬(화학적 활성종), 자외선, 충격파 (펄스의 경우)
로 볼 수 있는데
이중에서 효과적으로 용존 분자를 분해할 수 있는 것은 전자, 자외선 그리고 특히 라디컬 정도로 예상됩니다.
물에서 플라즈마를 형성할 경우 대표적으로 물과 플라즈마간의 반응을 통해 OH* 라디컬이 형성되는데요, 전기적 에너지가 여기되어 있고 공유전자가 하나 모자라서 효과적으로 다른 분자와 결합, 분자결합을 끊을 수 있습니다. 특히 수소나 산소가 포함되어 있는 경우에는 잘 분해할 수 있으리라 생각이 됩니다.
이러한 플라즈마 및 플라즈마 발생장치의 의 지배/설계인자는 물의 전기 전도도, 전극의 형상, 전극과 물의 접촉면적을 꼽을 수 있어서 실장치를 설계하신다면 이러한 인자를 고려하셔야 합니다.
더 궁금하신 내용이 있다면 bubble discharge, vapor plasma 등으로 검색을 해보시기 바랍니다.
감사합니다.