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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 NOx 제거용 SCR 공정에 장기간 설치되어 운전됨으로써 촉매의 수명이 도래하게 된 폐 SCR 촉매를 대상으로 촉매를 재제조하여 재제조 방법에 따른 촉매의 재제조 효과를 고찰함으로써 촉매 재제조 방법을 정립하고자 하였다. 이로써 폐 촉매를 폐기처분하지 않고 다시 재제조하여 사용이 가능하게 함으로써 깨끗한 환경보존 및 비용 절감 효과를 유발할 수 있는 기틀을 마련하고자 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 NOx 제거용 SCR 공정에 장기간 설치되어 운전됨으로써 촉매의 수명이 도래하게 된 폐 SCR 촉매를 대상으로 촉매를 재제조하여 재제조 방법에 따른 촉매의 재제조 효과를 고찰함으로써 촉매 재제조 방법을 정립하고자 하였다. 이로써 폐 촉매를 폐기처분하지 않고 다시 재제조하여 사용이 가능하게 함으로써 깨끗한 환경보존 및 비용 절감 효과를 유발할 수 있는 기틀을 마련하고자 하였다.
제안 방법
- Aged 촉매에 대한 재제조 과정에서 촉매의 물성변화를 확인하기 위하여, XRD(x-ray difl&actometer), BET, POROSIMETER, TGA(thermogravimetric analyzer), EDX(energy dispersive x-ray spectrometer), ICP(inductively coupled plasma) 분석을 수행하였다. 촉매특성분석을 위한 촉매시료는 off gas가 촉매에 직접 접촉이 되는 촉매표면 부위를 골고루 긁어내어 사용하였다.
- POROSIMETER 분석은 Pro- techkorea 사의 AutoPove IV 9510 기기를 사용하여 Mercury Porosimetry법을 이용 414MPa의 압력 범위 내에서 수행하였다. EDX 분석은 Stereo scan 440/Link ISIS 기기 (Leica Cam bridge., Ltd)를 사용하여 Au로 얇은 박막을 형성시킨 후 Nz purge를 한 후 수행하였고, TGA 분석은 상온에서 700℃까지 10 ℃/min의 속도로 승온 시 켜가면서 수행 하였 다. 사용한 기기는 Shimadzm 사의 TG/DT-50을 사용하였다.
- 촉매특성분석을 위한 촉매시료는 off gas가 촉매에 직접 접촉이 되는 촉매표면 부위를 골고루 긁어내어 사용하였다. XRD 분석의 경우 Rigacu Dimax II 기기를 이용하여 10〜80°까지 5°/min의 scan speed로 분석하였고 BET 분석은 ASAP 2400(micromeritics)을 이용하여 77K에서 액체질소 의 흡착을 통하여 수행하였다. POROSIMETER 분석은 Pro- techkorea 사의 AutoPove IV 9510 기기를 사용하여 Mercury Porosimetry법을 이용 414MPa의 압력 범위 내에서 수행하였다.
- Aged 촉매를 재제조하는 과정에서 촉매 표면 성분의 변화를 알아보기 위하여 재제조된 촉매의 표면을 골고루 긁어내어 제조된 시료에 대한 EDX 분석을 수행하여 Table 2에 나 타내었다. 또한 aged 촉매를 초음파 세척하는 과정에서 증 류수 및 질산, 황산용액에 의해 aged 촉매로부터 추출되는 성 분의 변화를 알아보기 위하여 aged 촉매를 증류수 및 질산, 황산용액을 이용하여 초음파 세척을 수행 한 후에 남은 용액 을 증발 건조하여 잔류물에 대한 EDX 분석을 수행하여 그 결 과를 Fig. 8에 나타내었다. Table 2에서 보는 것과 같이 fresh 촉매의 경우는 촉매의 주성분인 TiCb, V2O5, WO3 성분과 미량의 SiO2 성분으로 구성되어 있음을 알 수 있으나 aged 촉매의 경우는 촉매의 담체인 TiCh와 촉매활성성분인 V2O5, WO3 등이 오염물질에 의해 덮임으로써 성분 함량이 현저하게 감소되어있음을 알 수 있었고 촉매의 주 활성저하 물질로 알려진 황(S) 성분과 알칼리 및 알칼리 토금속인 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 등이 상당량 검출됨을 알 수 있었다.
- 촉매의 부피는 45 cm3(3 cm><3 cm><5 cm)이었다. 온도는 PID controller를 사용하여 150〜230℃의 온도 범위에서 실험을 수행하였다. NO gas(Union Co.
- 9%)로 총 유량을 유지하도록 하였다. 정확한 반응실험을 수행하기 위하여 해당 반응조건에서 일정기간동안 안정화를 수행한 후 반응실험을 수행 하였다.
- 증류수에 의한 초음파 세척시간을 0.5, 1, 3, 5분으로 변화하여 초음파 세척시간 변화에 따른 재제조 촉매의 NOx 전 환활성 변화를 측정하여 Fig. 3에 나타내었다.
대상 데이터
- 사용한 기기는 Shimadzm 사의 TG/DT-50을 사용하였다. ICP 분석은 Shi- madzu ICPS-1000IV를 사용하였으며 source는 Ar plasma이 었고 Range는 160〜850 nm로 하였다.
- 온도는 PID controller를 사용하여 150〜230℃의 온도 범위에서 실험을 수행하였다. NO gas(Union Co., 99.999%)는 200 ppm (v/v)을 정량적으로 흘려주었으며, NH3 gas(Sung Kang specialty gas, 99.9%)는 NO의 농도와 일정하게 맞추도록 MFC를 이용하여 유입시켰다. Cb(Sung Kang specialty gas, 99.
- 2) 등이 재제조를 수행하지 않은 aged 촉매와 함께 사용되었다. WO3 함침을 위한 함침용액은 am monium meta tungstateKNHQioWuQu)를 사용하였으며 V2O5 함침을 위한 함침용액은 ammonium meta vanadate(NH4VO3) 를 사용하여 제조 하였다. 본 연구에서 적용된 aged 촉매의 재제조 과정을 정리하여 Fig.
- 본 연구에서 사용된 촉매는 소각로 off gas 중의 질소산화 물을 제거하기 위한 SCR 공정에서 운용되고 있는 상용 V2O5- WOj/TiCh 촉매로서, off gas에 장기간 노출이 되어 촉매의 활 성이 fresh 촉매의 70% 수준이하로 저하된 aged 촉매와 aged 촉매 를 세 척 및 촉매활성 성 분(V2O5, WO3)의 재 함침 에 의 해 재제조된 촉매 그리고 off gas에 노출이 되지 않았던 fresh 촉 매를 사용 하였다. Fresh 촉매의 구성 성분 비율은 TiO2 78.
- , Ltd)를 사용하여 Au로 얇은 박막을 형성시킨 후 Nz purge를 한 후 수행하였고, TGA 분석은 상온에서 700℃까지 10 ℃/min의 속도로 승온 시 켜가면서 수행 하였 다. 사용한 기기는 Shimadzm 사의 TG/DT-50을 사용하였다. ICP 분석은 Shi- madzu ICPS-1000IV를 사용하였으며 source는 Ar plasma이 었고 Range는 160〜850 nm로 하였다.
- Aged 촉매에 대한 재제조 과정에서 촉매의 물성변화를 확인하기 위하여, XRD(x-ray difl&actometer), BET, POROSIMETER, TGA(thermogravimetric analyzer), EDX(energy dispersive x-ray spectrometer), ICP(inductively coupled plasma) 분석을 수행하였다. 촉매특성분석을 위한 촉매시료는 off gas가 촉매에 직접 접촉이 되는 촉매표면 부위를 골고루 긁어내어 사용하였다. XRD 분석의 경우 Rigacu Dimax II 기기를 이용하여 10〜80°까지 5°/min의 scan speed로 분석하였고 BET 분석은 ASAP 2400(micromeritics)을 이용하여 77K에서 액체질소 의 흡착을 통하여 수행하였다.
이론/모형
- XRD 분석의 경우 Rigacu Dimax II 기기를 이용하여 10〜80°까지 5°/min의 scan speed로 분석하였고 BET 분석은 ASAP 2400(micromeritics)을 이용하여 77K에서 액체질소 의 흡착을 통하여 수행하였다. POROSIMETER 분석은 Pro- techkorea 사의 AutoPove IV 9510 기기를 사용하여 Mercury Porosimetry법을 이용 414MPa의 압력 범위 내에서 수행하였다. EDX 분석은 Stereo scan 440/Link ISIS 기기 (Leica Cam bridge.
성능/효과
- 1) Aged 촉매를 재제조하는 과정에서 적용된 증류수 및 산성용액을 이용한 초음파 세척효과는 증류수보다는 산성 용액에 의한 초음파 세척시 촉매 반응활성 회복율이 우수하게 나타났으며 이때 사용되는 산성용액의 산성도는 낮을수록 촉매 반응활성 회복율이 증가하였다. 이는 용액의 산성 도가 높으면 aged 촉매를 초음파 세척하는 과정에서 촉매의 주 활성성분인 바나듐(V)과 텅스텐(W)의 손실율이 증가하여 촉매의 활성 저하요소로 작용을 하게 되며, 용액의 산성도가 낮을 경우 촉매의 활성 저하요인으로 작용이 되는 촉매 표면의 불순성분의 용해효과가 증가하기 때문인 것으로 판단되었다.
- 10) 촉매의 주성분인 TiCh에 첨가되는 VQs는 Redox cycle에 의 해 NOx를 Nz로 전환시키는 촉매작용을 함으로써 촉매의 활성을 증가시키는 역할을 하지만 과량이 첨가될 경우 고 온영역에서 NIL를 NO2로 산화시키는 반응을 일으키게 된 다.11) WO3는 촉매의 열적 안정성을 제공하며 촉매의 acid site 수를 증가시키고 Bronsted acidity를 안정화시키며, 알 칼리금속산화물에 의한 촉매의 화학적인 피독에 대한 저항 성을 중가시켜 NH3 의 산화를 방지하는 역할을 한다.5,12,13) 첨가되는 SiCh는 BET 비표면적을 증가시키고 TiO2 상의 Bronsted acid sites의 농도를 증가시키며 촉매 마모의 저항 성을 증가시키는 것으로 알려져 있다.
- 2) 산성용액에 의해 초음파 세척된 촉매에 촉매의 활성성 분(V2O5, WO)을 재함침할 경우 촉매의 구성성분이 fresh 촉매의 구성성분과 유사하게 되어 촉매 반응활성이 fresh 촉매의 반응활성과 본 연구에서 적용된 모든 온도범위에서 거의 같은 수준으로 나타남을 알 수 있었다.
- 3) 본 연구를 통해 재제조된 촉매의 물성특성 분석결과와 촉매 반응활성 측정결과로부터 소각장 SCR 공정에서 사용되 는 상용 V2O5-WO3/TiO2 촉매의 재제조 방법은 초음파 세척 용액으로 pH가 5인 질산 및 황산 용액을 사용하고 초음파 세척을 3분 이상 수행한 촉매에 촉매활성 성분인 V2O5 및 WO3 을 1 wt % 이상 함침을 하였을 때 가장 효과적임을 알 수 있 었다.
- 10에 나타내었다. Fig. 10에서 보는 것과 같이 aged 촉매의 경우 온도 상승에 따라 fresh 촉매의 경우에 비해 매우 현저한 증량 감소가 일어남을 알 수 있었다. 이는 aged 촉매표면에는 각종 불순성분들이 축적되어있어 이러한 불순물질들이 온도가 상승함에 따라 산화되거나 제거되기 때문으로 사료된다.
- Fig. 3에서 보는 것과 같이 증류수 초음파 세척에 의해 재제조된 촉매의 경우 촉매 NOx 전환활성이 fresh 촉매 NOx 전환활성의 66-93% 수준까지 회복되는 것을 알 수 있었고 초음파 세척시간이 증가 할수록 촉매의 NOx 전환활성이 증가함을 알 수 있었다. 초음파 세척시간을 3분, 5분으로 하여 재제조된 촉매(W3, W5 시료)의 경우 실험온도 범위 내에서 62~91%의 NOx 전환활성을 보였다.
- Fig. 4에서 보는 것과 같이 황산 및 질산용액 초음파 세척에 의해 재제조된 촉매의 NOx 전환활성은 실험온도 범위 내에서 fresh 촉매 NOx 전환활성의 81〜97% 수준까지 회복되는 것을 알 수 있었고, 황산 및 질산용액 모두 pH가 5인 용 액에 의해 초음파 세척된 촉매의 NOx 전환활성이 64-95%, 66〜94%수준으로 나타나 최대의 활성을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 결과는 촉매 표면에 쌓여 촉매의 활성 저하 물질로 작용을 하는 각종 불순성분들이 pH가 낮은 강한 산성 용액보다는 약한 산성용액에 의해 용해가 더 잘되는 것에 기인되는 것으로 추정된다.
- 6에 나타내었다. Fig. 6에서 보는 바와 같이 본 연구에서 사용된 모든 촉매의 결정 구조가 초기 촉매담체(TiO)의 결정구조인 anatase 형태를 그대로 유지하고 있음을 알 수 있었다. 또한 촉매의 주요 활성성분인 V2O5 및 WO3의 결정구조가 관찰되지 않음으로써 WO3 및 V2O5가 TiO에 골고루 분산이 되어 있음을 알 수 있었다.
- 7에 나타내었다. Table 1 및 Fig. 7에서 보는 것과 같이 촉매의 비표면적은 aged 촉 매에 비해 재제조된 모든 촉매의 비표면적이 증가하는 것을 알 수 있었으며 반대로 평균 기공의 크기는 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 aged 촉매가 소각장의 off gas에 장기간 노출됨으로써 off gas에 포함되었던 각종 불순성분들이 촉매 표면에 축적되어 촉매표면을 덮음으로써 촉매 표면의 기공이 막히는 현상에 의해 aged 촉매의 비표면적이 fresh 촉매에 비해 현저히 감소된 것이며, 이러한 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 aged 촉매 표면에 축적되었던 각종 불순성분들이 제거됨으로써 재제조된 촉매의 비표면적이 증가한 것으로 볼 수 있다.
- 8에 나타내었다. Table 2에서 보는 것과 같이 fresh 촉매의 경우는 촉매의 주성분인 TiCb, V2O5, WO3 성분과 미량의 SiO2 성분으로 구성되어 있음을 알 수 있으나 aged 촉매의 경우는 촉매의 담체인 TiCh와 촉매활성성분인 V2O5, WO3 등이 오염물질에 의해 덮임으로써 성분 함량이 현저하게 감소되어있음을 알 수 있었고 촉매의 주 활성저하 물질로 알려진 황(S) 성분과 알칼리 및 알칼리 토금속인 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 등이 상당량 검출됨을 알 수 있었다. 반면에 본 연구에서 재제조된 촉매의 경우 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 촉매 표면을 덮고 있던 불순 성분들이 대부분 제거됨으로써 촉매의 담체성분인 Ti와 촉매활성 성 분인 V, W 등의 성분들이 현저하게 표면에 노출되는 것을 알 수 있었다.
- 특히 실험온도가 저온인 150℃에서 촉매의 NOx 전 환활성이 fresh 촉매의 NOx 전환활성의 97% 수준까지 회복되는 것을 알 수 있었는데 이는 산성용액 초음파 세척과정에서 일부 손실되었던 촉매표면 바나듐성분 및 텅스텐 성분이 재함침에 의해 다시 보충되었기 때문이며 이러한 결과는 WO3-V2O5/TiO2 촉매에 V2O5 첨가량이 증가할 경우 저온 영역에서 NOx 전환활성이 증가한다는 기존의 연구결과16)와일치하는 결과임을 알 수 있다. V2O5 첨가량 변화에 따른 촉매의 NOx 전환율 변화는 V2O5 첨가량이 본 실험 온도 범위 내에서 1 wt % 이상이 되었을 때 최대의 NOx 전환활성을 보였으며 이때 저온인 150 ℃ 에서 촉매의 NOx 전환율은 74%를 나타내었다.
- 이는 aged 촉매가 소각장의 off gas에 장기간 노출됨으로써 off gas에 포함되었던 각종 불순성분들이 촉매 표면에 축적되어 촉매표면을 덮음으로써 촉매 표면의 기공이 막히는 현상에 의해 aged 촉매의 비표면적이 fresh 촉매에 비해 현저히 감소된 것이며, 이러한 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 aged 촉매 표면에 축적되었던 각종 불순성분들이 제거됨으로써 재제조된 촉매의 비표면적이 증가한 것으로 볼 수 있다. 또한 Fig. 7의 기공크기 분포 분석 결과와 결부하여 볼 때 aged 촉매의 경우 기공크기 분포가 fresh 촉매의 경우보다 micro pore 근처 영역에서 현저하게 감소되어 있는 것을 알 수 있는데 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 촉매의 기공을 덮거나 막고 있던 각종 불순물질들이 제거됨으로써 미세기공들이 열리게 되어 재제조한 촉매의 평균 기공크기가 aged 촉매보다 작아지게 되는것임을 확인할수 있었다. 촉매 표면에서 촉매 작용을 일으키는 촉매 활성점들이 주로 촉매의 기공 내에 존재하며 또한 촉매 작용이 이러한 촉매의 기공에서 주로 일어남을 고려할 때 촉매의 기공 감소는 촉매의 활성 저하의 주된 원인이 됨을 알 수 있고, 본 실험에서 수행한 NOx 전환활성 실험 결과와 결부하여 볼 때도 이를 뒷받침하고 있음을 알 수 있었다.
- 또한 촉매의 주요 활성성분인 V2O5 및 WO3의 결정구조가 관찰되지 않음으로써 WO3 및 V2O5가 TiO에 골고루 분산이 되어 있음을 알 수 있었다. 또한 재함침된 V2O5-WO3도 촉매에 골고루 분산되 었으며 aged 촉매 표면에 축적되어 있었던 각종 오염물질들이 촉매표면에서 결정을 이루고 있지 않음을 알 수 있었다.
- 6에서 보는 바와 같이 본 연구에서 사용된 모든 촉매의 결정 구조가 초기 촉매담체(TiO)의 결정구조인 anatase 형태를 그대로 유지하고 있음을 알 수 있었다. 또한 촉매의 주요 활성성분인 V2O5 및 WO3의 결정구조가 관찰되지 않음으로써 WO3 및 V2O5가 TiO에 골고루 분산이 되어 있음을 알 수 있었다. 또한 재함침된 V2O5-WO3도 촉매에 골고루 분산되 었으며 aged 촉매 표면에 축적되어 있었던 각종 오염물질들이 촉매표면에서 결정을 이루고 있지 않음을 알 수 있었다.
- Table 2에서 보는 것과 같이 fresh 촉매의 경우는 촉매의 주성분인 TiCb, V2O5, WO3 성분과 미량의 SiO2 성분으로 구성되어 있음을 알 수 있으나 aged 촉매의 경우는 촉매의 담체인 TiCh와 촉매활성성분인 V2O5, WO3 등이 오염물질에 의해 덮임으로써 성분 함량이 현저하게 감소되어있음을 알 수 있었고 촉매의 주 활성저하 물질로 알려진 황(S) 성분과 알칼리 및 알칼리 토금속인 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 등이 상당량 검출됨을 알 수 있었다. 반면에 본 연구에서 재제조된 촉매의 경우 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 촉매 표면을 덮고 있던 불순 성분들이 대부분 제거됨으로써 촉매의 담체성분인 Ti와 촉매활성 성 분인 V, W 등의 성분들이 현저하게 표면에 노출되는 것을 알 수 있었다. 촉매 표면에 존재하는 불순성분 중 S의 경우 SCR 반응과정에서 반응물과 반응을 하여 ammonium sulfate ((NH4)2HSO4), ammonium bisulfate(NH4HSO4)등과 같은 황 화합물을 생성하여 촉매의 기공을 채우거나 막음으로써 촉매의 활성 저하를 일으키는 주된 원인이 되며16) K, Ca과 같은 알칼리 및 알칼리 토금속의 경우도 촉매표면의 NOx 전환 반응을 일으키는 활성점인 브렌스테드 산점의 세기와 산점의 수를 감소시킴으로써 SCR 촉매를 피독시키는 대표적인 물질로 알려져 있고/지* CaHO4P, Ca3(PO4)2, CaSO4, Ca(H2O4P)2 등과 같은 물질을 생성할 수가 있어 촉매의 활성 저하를 야기 하게 된다.
- 이와 같이 촉매 표면에 축적된 중금속의 경우 Cr2(SO4), CrOP4, Pb3(PO4)2등의 화합물로 형성이 가능하여 촉매 표면의 활성점을 덮거나 촉매 기공을 막음으로써 촉매의 활성 저하를 야기하는 것으로 사료 된다. 이러한 중금속 중납(Pb)을 제외한 모든 중금속들이 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 현저하게 제거됨을 알 수 있었고 특히 산성용액에 의한 초음파 세척시는 97% 이상 제거됨을 알 수 있었다.
- Aged 촉매 표면의 불순 성분 중 칼슘화합물의 경우 강한 산성용액보다는 약한 산성용액에 잘 녹는 특성을 갖고 있는데 이는 상기와 같은 결과와 잘 일치함을 알 수 있다. 이상과 같은 결과는 본 연구에서 수행한 촉매 표면 성분변화 결과와 상기 Fig. 3〜5의 촉매반응활성 측정 결과와 결부하여 볼 때 강한 산성용액보다는 약한 산성용액 에 의해 재제조된 촉매의 반응활성이 높게 나타나고, 또한 황산용액에 의해 초음파 세척된 촉매에 촉매의 활성성분을 재함침할 경우 촉매의 반응 활성이 fresh 촉매의 반응활성 수준으로 회복되는 원인을 확인할 수 있음을 알 수 있다.
- 저온 온도 영역에서 재제조된 촉매의 활성이 fresh 촉매의 활성보다 현저히 감소되었던 이유는 촉매를 초음파 세척하는 과정에서 촉매의 주 활 성성분인 촉매표면의 바나듐성분(V2O5)중 일부가 손실되었거 나 세척과정에서 제거되지 않은 미량의 불순물에 의해 표면 으로 노출되지 않았기 때문인 것으로 사료되었다. 증류수 초 음파 세척 시간 변화에 의한 촉매표면의 불순성분 제거 효과는 본 연구결과 3분 이상이 되었을 때 최대의 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 7의 기공크기 분포 분석 결과와 결부하여 볼 때 aged 촉매의 경우 기공크기 분포가 fresh 촉매의 경우보다 micro pore 근처 영역에서 현저하게 감소되어 있는 것을 알 수 있는데 aged 촉매를 재제조하는 과정에서 촉매의 기공을 덮거나 막고 있던 각종 불순물질들이 제거됨으로써 미세기공들이 열리게 되어 재제조한 촉매의 평균 기공크기가 aged 촉매보다 작아지게 되는것임을 확인할수 있었다. 촉매 표면에서 촉매 작용을 일으키는 촉매 활성점들이 주로 촉매의 기공 내에 존재하며 또한 촉매 작용이 이러한 촉매의 기공에서 주로 일어남을 고려할 때 촉매의 기공 감소는 촉매의 활성 저하의 주된 원인이 됨을 알 수 있고, 본 실험에서 수행한 NOx 전환활성 실험 결과와 결부하여 볼 때도 이를 뒷받침하고 있음을 알 수 있었다.
- 한편 증류수 및 질산, 황산용액에 의한 초음파 세척과정에서 aged 촉매로부터 추출되는 성분변화를 나타낸 Fig. 8의 결과로부터, 증류수에 의한 초음파 세척시는 초음파 세척시간이 증가 할수록 추출되는 모든 성분의 함량이 증가함을 알 수 있었다. 반면에 질산 및 황산용액에 의한 초음파 세척시는 용액의 산성도가 증가하면 촉매의 담체 성분인 Ti와 촉매활성성분인 V와 W 성분의 추출함량은 증가하였고 반대로 용액의 산성도가 감소하면 촉매의 주 활성저하 원인으로 작용되는 S, K, Ca 성분의 추출함량이 중가하였다.
- 촉매 표면에 존재하는 불순성분 중 S의 경우 SCR 반응과정에서 반응물과 반응을 하여 ammonium sulfate ((NH4)2HSO4), ammonium bisulfate(NH4HSO4)등과 같은 황 화합물을 생성하여 촉매의 기공을 채우거나 막음으로써 촉매의 활성 저하를 일으키는 주된 원인이 되며16) K, Ca과 같은 알칼리 및 알칼리 토금속의 경우도 촉매표면의 NOx 전환 반응을 일으키는 활성점인 브렌스테드 산점의 세기와 산점의 수를 감소시킴으로써 SCR 촉매를 피독시키는 대표적인 물질로 알려져 있고/지* CaHO4P, Ca3(PO4)2, CaSO4, Ca(H2O4P)2 등과 같은 물질을 생성할 수가 있어 촉매의 활성 저하를 야기 하게 된다. 황산용액에 의해 초음파 세척된 촉매에 촉매의 활성 성분인 V2O5 와 WO3 을 재함침한 촉매의 경우 V와 W의 함량이 현저히 증가하였고 특히 V2O5를 1.0 wt % 이 상 함침한 촉매(SP5W1V1.0, SP5W1V1.2)의 경우 촉매 구성 성분 함량이 fresh 촉매의 구성 성분 함량과 매우 흡사하게 됨을 알 수 있었다.
후속연구
- 또한 국내의 강화된 NOx 배출 규 제 치에 의해 향후 모든 NOx 배출사업장에서 설치를 마칠 예 정이며 이때 소요되는 촉매의 양은 약 40, 000여 톤에 달 할 것으로 추정되고 있다. 암모니아를 환원제로 하는 SCR 공정 에서 사용되는 촉매의 수명은 각각의 사업장에서 촉매가 운 전되는 환경에 따라 다소 차이는 있으나 대개 2〜5년 정도임 을 고려할 때 이미 설치되어 운전 중에 있는 촉매의 수명이 도래하게 되는 시점이 되는 현재를 포함하여 향후 2〜3년에는 엄청난 양의 폐 촉매가 지속적으로 배출되게 될 것으로 전망된다.
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