[논문]암모니아수용액을 이용한 SOX-NOX 동시 흡수에 관한 연구

김재강; 이주열; 박병현; 최진식

doi:10.12925/jkocs.2015.32.3.372

Abstract ▼ AI-Helper

The experiment was performed using the cleaning precipitator To investigate the absorption efficiency of the $SO_X/NO_X$ of the aqueous ammonia solution. Concentration of the cleaning liquid is 0.1, 0.5, and 1.0% with increasing absorption efficiency has improved. However, the reaction sh...

The experiment was performed using the cleaning precipitator To investigate the absorption efficiency of the $SO_X/NO_X$ of the aqueous ammonia solution. Concentration of the cleaning liquid is 0.1, 0.5, and 1.0% with increasing absorption efficiency has improved. However, the reaction shown only a difference in time. Absorption efficiency has improved in accordance with the gas residence time. When the direction of the same gas and the cleaning liquid is determined that there is the effect of increasing the residence time. The relative impact of $SO_X$ and $NO_X$ is this likely to react slower than $SO_X/NO_X$. The yield is determined to require adjustment of the cleaning dust collector according to the concentration of the next gas.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이를 위하여 본 실험에서는 SO_X/NO_X 동시처리 시스템에서 기존의 산화제인 암모니아수용액에 대한 SO_X/NO_X의 영향성, 세정액의 농도, 폴링 층의 높이, 세정액 분무 위치에 따른 제거효율을 측정하여 중·소형 선박에 도입가능 한 컴팩트한 모듈형태의 오염물질 배출저감 시스템에서의 적용가능 여부와 운전을 위한 기초자료를 제시하였다.

제안 방법

SO_X/NO_X gas를 동시에 흡수제거 할 때 서로 흡수효율에 미치는 영향을 보기 위해 두 가스를 동시에 주입하여 흡수 실험을 진행하였다.
본 실험에서는 세정집진방식을 이용한 SO_X/NO_X 동시 흡수제거하기 위한 암모니아 수용액을 이용하여 세정액의 농도, 분무 위치, Fall Ring 층 높이, 동시흡수 영향성 및 반응지속시간에 대해 살펴본 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
암모니아 수용액으로 SO_X/NO_X를 제거함에 있어서 가스 체류시간이 흡수효율에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 반응 챔버내의 폴링층의 높이를 5, 10, 20cm 로 조절하여 실험을 진행하였다. 각각의 높이는 0.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 암모니아는 30% 수용액으로 농도에 맞게 희석하여 사용하였으며, 실험에 사용된 기체는 10% SO₂, 5% NO₂ 이다.

이론/모형

본 실험에서는 기체흡수실험을 위해 Wet Scrubber 를 사용하여 실험을 수행하였으며, Fig. 1에 나타내었다.

성능/효과

(1) 암모니아 수용액의 농도가 증가 할수록 가스와 반응하는 암모니아의 수가 증가하여 흡수효율이 높아지는 것으로 판단된다. 제거효율을 위해서는 높은 농도의 세정액을 사용하면 되지만, 암모니아 수용액에서 발생되는 암모니아 가스의 량이 많아지면 또다른 환경오염의 원이 되므로 최대한 낮은 농도의 세정액을 사용하여 SO_X/NO_X 흡수 제거를 진행해야 한다.
(2) 기체의 체류시간에 대한 영향을 살펴보기 위해 폴링 층 높이 및 분무 위치에 따른 흡수효율을 측정한 결과, 체류시간을 길게 가져감에 따라 흡수효율이 높아지는 것을 확인 할 수 있었으며, 기체와 세정액의 진행방향을 같게 해주어도 폴링 을 사용한 효과와 비슷한 효과를 보여주는 것을 확인할 수 있었다.
(3) 암모니아 수용액의 반응지속시간을 측정한결과 300분이라는 높은 반응지속시간을 확인 할 수 있었으며, 추후 유입되는 SO_X/NO_X 농도에 따른 세정액 사용량 산출에 큰 도움이 될 것이라 판단이 된다.
(1) 암모니아 수용액의 농도가 증가 할수록 가스와 반응하는 암모니아의 수가 증가하여 흡수효율이 높아지는 것으로 판단된다. 제거효율을 위해서는 높은 농도의 세정액을 사용하면 되지만, 암모니아 수용액에서 발생되는 암모니아 가스의 량이 많아지면 또다른 환경오염의 원이 되므로 최대한 낮은 농도의 세정액을 사용하여 SO_X/NO_X 흡수 제거를 진행해야 한다. 그리고 SO_X가 NO_X에 비해 늦게 반응하는 것을 확인하였으므로 향후 공정상의 가스 비율에 따라 스크러버의 단수 조정이 필요할 것으로 판단된다.

후속연구

제거효율을 위해서는 높은 농도의 세정액을 사용하면 되지만, 암모니아 수용액에서 발생되는 암모니아 가스의 량이 많아지면 또다른 환경오염의 원이 되므로 최대한 낮은 농도의 세정액을 사용하여 SO_X/NO_X 흡수 제거를 진행해야 한다. 그리고 SO_X가 NO_X에 비해 늦게 반응하는 것을 확인하였으므로 향후 공정상의 가스 비율에 따라 스크러버의 단수 조정이 필요할 것으로 판단된다.
3 은 SO_X/NO_X 동시 흡수에 따른 흡수효율을 나타내는 것으로 그림에서 보는 바와 같이 NO_X가 먼저 흡수반응이 일어나고, 뒤이어 SO_X 가 흡수반응이 일어나는 것을 확인 할 수 있었다. 두 반응시간의 차이가 크지는 않으나, 추후 기술개발에 있어 중요한 자료가 될 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	질소산화물(NOX)과 황산화물(SOX)는 어떤 것을 유발하는가?	질소산화물(NOX)과 황산화물(SOX)은 산성비, 호흡기 질환 및 광화학스모그(PhotochemicalSmog)의 주요 원인으로 알려져 있는 대표적인 대기오염물질로써, 환경문제에 대한 관심의 고조로 외국 뿐 만 아니라 국내에서도 이에 대한 규제가 계속적으로 강화되고 있는 추세이다. 이에 따라 탈질기술과 탈황기술에 대한 연구개발이 매우 활발하게 이루어졌으며, 개별적인 탈질·탈황에 대한 기술은 실용화 되어 산업계에서 가동 중에 있다.
	본 실험에서 기체흡수실험을 위해 무엇을 사용하였는가?	본 실험에서는 기체흡수실험을 위해 Wet Scrubber 를 사용하여 실험을 수행하였으며, Fig. 1에 나타내었다.
	본 연구에서 암모니아 30% 용액에 SOX/NOX gas를 동시에 주입할 때, 어느 가스가 먼저 흡수반응 하였는가?	Fig. 3 은 SOX/NOX 동시 흡수에 따른 흡수효율을 나타내는 것으로 그림에서 보는 바와 같이 NOX가 먼저 흡수반응이 일어나고, 뒤이어 SOX 가 흡수반응이 일어나는 것을 확인 할 수 있었다. 두 반응시간의 차이가 크지는 않으나, 추후 기술개발에 있어 중요한 자료가 될 것으로 판단 된다.

참고문헌 (2)

GO, D.-J., Kim, K.-T., Mok, Y.-S., Byeon, Y.-C., Kwon, O.-J., "Simultaneous Removal of Air Pollutants using Oxidants", Ministry of Environment, (2009).
Seo, J.-B., Choi, W.-J., Kim, J.-W., Choi, B.-W., Oh, K.-J., "The Simultaneous Absorption Rate of CO2/SO2/NO2 from Flue Gas with Aqueous Alkanolamine Solutions", Korean Chem. Eng. Res., 47, 639-645(2009).

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