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불소는 다양한 산업 분야에서 주로 활용되고 있는 물질로, 불소를 사용하는 산업공정의 예로는 대표적으로 반도체, 전자 산업의 세정 공정뿐만 아니라 액정 디스플레이, 금속 산업, 유리･세라믹 산업, 냉매, 고분자 산업 등 국가 주력 산업을 다수 포함되어 있다. 불소를 함유하는 폐수는 이러한 산업공정에서 폐기물로서 다량 발생하며 또한 R-124a와 같은 폐 냉매제의 처리 과정에서도 상당량 발생하는 것으로 알려져 있다. 이러한 불소는 일정량 이상이 인체에 유입이 되면 갑상선 장애, 신경 손상 등의 인체 손상을 일으킨다. 따라서 불소의 배출은 법률에 의해서 엄격하게 규제되고 있으며, 배출량을 제어하기 위한 적절한 처리 방법의 적용이 필수적으로 요구되고 있다. 더불어 불소의 원료물질인 형석(불화칼슘, CaF2)은 매장량이 한정적이며 점점 부가가치가 높아지고 있어, 불소 함유 폐수에서의 불소 회수 공법은 그 필요성이 점차 커지고 있는 실정이다. 불산 폐수의 처리 방법으로는 석회 침전법, 흡착법, 이온 교환법, 역삼투, 미세여과, 막분리 공정 등이 있으며 가장 일반적으로 사용되는 기술은 폐수 내의 불소를 난용성 CaF2으로 전환하여 제거하는 침전법이다. 침전법은 불소 함유 폐수에 칼슘염을 주입하여 용해도가 매우 낮은 CaF2를 생성하고 이를 침전시켜 제거하는 방법이다. 침전법의 다양한 문제점을 회피하기 위하여 유동층 반응기(fluidized bed reactor)를 이용한 결정화 방법을 고려해 볼 수 있다. 본 연구에서는 불소 재생을 위한 효율적인 유동층 반응기의 설계를 위하여 Seed 물질인 CaCO3 입자를 통해 반응기 내에 적절한 유동층을 형성하는 문제에 주안점을 두고, superficial velocity(SV, 공탑속도)와 유입구의 형상을 변수로 하여 최적의 유동화를 이룰 수 있는 주입방법 및 조건에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다.
