$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

마이크로버블과 환원제를 이용한 습식 NO 및 SO2의 동시제거
Simultaneous Removal of NO and SO2 using Microbubble and Reducing Agent 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.27 no.4, 2021년, pp.341 - 349  

송동훈 (한국생산기술연구원 울산본부 친환경재료공정연구그룹) ,  강조홍 (한국생산기술연구원 울산본부 친환경재료공정연구그룹) ,  박현식 (한국생산기술연구원 울산본부 친환경재료공정연구그룹) ,  송호준 (한국생산기술연구원 울산본부 친환경재료공정연구그룹) ,  정용철 (부산대학교 화학공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

연소시설에서는 화석연료에 포함된 질소와 황이 산소와 반응하여 대기 오염물질인 질소산화물(NOX)과 황산화물(SOX)을 발생시킨다. 인체에 유해하고 환경 오염을 야기하는 NOX, SOX를 저감하기 위해 전세계적으로 환경규제를 시행 중이며, 규제를 충족하기 위해 다양한 기술들을 적용하고 있다. 상용화된 NOX 및 SOX 저감방식들로 SCR (selective catalytic reduction), SNCR (selective non-catalytic reduction), WFGD (wet flue gas desulfurization) 등이 있으나 이 방식들의 단점들 때문에 NOX, SOX를 동시제거하는 연구가 근래 많이 수행되고 있다. 그러나 NOX, SOX 동시 제거 방식에서도 산화제 및 흡수제로 인한 폐수 발생에 대한 문제점, 특정 산화제를 활성화 하기 위한 촉매 및 전기분해 사용에 따른 비용 발생, 마지막으로 기체 산화제들 자체 유해성의 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 NOX, SOX 동시처리 방식의 단점들을 보완하고자 고압분산기에서 생성된 마이크로버블환원제를 이용하여 비용절감 및 폐수처리 시 환경부하저감 가능성을 확인해 하고자 하였다. 분산기가 마이크로버블을 생성하는 것을 이미지 프로세싱ESR (electron spin resonance) 분석을 통해 확인하였으며, 마이크로버블만을 이용하여 온도에 따른 NOX, SOX 제거율 성능 테스트도 진행하였다. 뿐만 아니라 폐수를 저감하기 위해 환원제와 마이크로버블을 이용하여 습식으로 NOX 제거율 약 75%, SOX 제거율 99%를 달성하였다. 본 마이크로버블 시스템에 산화제를 함께 투여할 경우 NOX, SOX제거율 모두 99%이상을 달성 하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 습식산화제거방식을 적용하는 시설의 단점이었던 비용 및 환경 문제를 해결함에 기여할 수 있을 것으로 기대 된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In combustion facilities, the nitrogen and sulfur in fossil fuels react with oxygen to generate air pollutants such as nitrogen oxides (NOX) and sulfur oxides (SOX), which are harmful to the human body and cause environmental pollution. There are regulations worldwide to reduce NOX and SOX, and vari...

주제어

표/그림 (15)

참고문헌 (40)

  1. Lee, S. I., Cho, K. C., and Shin, C. K., "Development of Magnetic Fluid Scrubber for NO X and SO X Gas," J. Korea Soc. Environ. Administration, 5(2), 429-436 (1999). 

  2. Gong, S. Y., Bae, H. J., Yoon, D. O., Hong, S. P., and Park, H. Y., "A Study on the Health Impact and Management Policy of PM2.5 in Korea I," Korea Enviroment Institute, Research Report, No. 2012-03, 1-209 (2012). 

  3. Park, C. W., Kim, H. S., Woo, S. J., and Kim, Y. R., "Study on Emission Reduction with Injection Strategy and Exhaust-Gas Recirculation in Gasoline Direct Injection Engine," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, 36(3), 335-342 (2012). 

  4. Kwon, J. M., and Lee, C. H., "Novel Adsorbent for Production of Ultra Low Sulfur Diesel," Theories and Applications of Chem. Eng., 12(2), 1717 (2006). 

  5. Park, M. S., Hong, R. J., and Han, N. H., "A Study on the International Instruments of Air Pollution Prevention from Ships," Maritime Law & Policy Review, 21(2), 1-36 (2009). 

  6. Lee, J. H., Kim, B. J., Jeon, S. B., Cho, J. H., Kang, M. K., and Oh, K. J., "Oxidation and Removal of NO Emission from Ship Using Hydrogen Peroxide Photolysis," Clean Technol., 23(3), 294-301 (2017). 

  7. Park, C. H., and Kim, Y. S., "A Study on NO X Emission Control Methods in the Cement Firing Process Using Data Mining Techniques," J. Korean Soc. Qual. Manag., 46(3), 739-752 (2018). 

  8. Jung, Y. K., Lee, J. D., Park, N. K., and Lee, T. J., "Effect of Additives on Zinc-based Desulfurization Sorbents for hot Coal Gas Clean-up," J. Korean Ind. Eng. Chem, 7(1), 169-172 (2003). 

  9. Kim, S. J., "Low NO X Combustion Technology," Clean Technol., 2(1), 22-31 (1996). 

  10. Jeong, H. U., "Development of Funnel Integrated Type SO X Scrubber," BSNAK, 56(1), 34-38 (2019). 

  11. Burch, R., Halpin, E., and Sullivan, J., "A Comparison of the Selective Catalytic Reduction of NO X over Al 2 O 3 and Sulphated Al 2 O 3 Using CH 3 OH and C 3 H 8 as Reductants," Appl. Catal. B, 17(1-2), 115-129 (1998). 

  12. Pieterse, J. A. Z., van den Brink, R. W., Booneveld, F. A., and de Bruijn, F. A., "Influence of Zeolite Structure on the Activity and Durability of Co-Pd-zeolite Catalysts in the Reduction of NO X with Methane," Appl. Catal. B, 46(2), 239-250 (2003). 

  13. Bae, S. W., Roh, S. A., and Kim, S. D., "NO Removal by Reducing Agents and Additives in the Selective Non-catalytic Reduction (SNCR) process," Chemosphere, 65(1), 170-175 (2006). 

  14. Seo, J. H., Kim, Y. J., Cho, K. H., Cho, J. S., Han, K. H., and Yoon, D. Y., "Trend of Nitrogen Oxide Reduction Technologies in Cement Industry," Resour. Recycl., 29(6), 114-124 (2020). 

  15. Ma, X., Kaneko, T., Tashimo, T., Yoshida, T., and Kato, K., "Use of Limestone for SO 2 Removal from Flue Gas in the Semidry FGD Process with a Powder-particle Spouted Bed," Chem. Eng. J., 55(20), 4643-4652 (2000). 

  16. Sun, B., Dong, K., Zhao, W., Wang, J., Chu, G., Zhang, L., Zou, H., and Chen, J. F., "Simultaneous Absorption of NO X and SO 2 into Na 2 SO 3 Solution in a Rotating Packed Bed with Preoxidation by Ozone," Ind. Eng. Chem. Res., 58(19), 8332-8341 (2019). 

  17. Choi, J. S., Johari, S., Lee, S. D., and Lee, H., "Ionic Liquids as a SO 2 Absorption Media," Clean Technol., 18(1), 22-30 (2012). 

  18. Lee, S. K., and Cho, K. M., "A Circulating Fluidized Bed Scrubbing Technology for Dry Removal of the SO X and NO X of Coal Combustion Gases," KOES SPRING MEETING Proceeding, 69-74 (1999). 

  19. Shi, D., Sun, G., and Cui, Y., "Study on the Removal of NO from Flue Gas by Wet Scrubbing Using NaClO 3 ," J. Serb. Chem. Soc., 84(10), 1183-1192 (2019). 

  20. Zhao, Y., Liu, F., Guo, T., and Zhao, Y., "Experiments and Reaction Characteristics of Liquid Phase Simultaneous Removal of SO 2 and NO," Sci. China E, 52(6), 1768-1775 (2009). 

  21. Han, Z., Liu, B., Yang, S., Pan, X., and Yan, Z., "NO X Removal from Simulated Marine Exhaust Gas by Wet Scrubbing Using NaClO Solution," J. Chem., 2017, 1-10 (2017). 

  22. Brogren, C., Karlsson, H. T., and Bjerle, I., "Absorption of NO in an Alkaline Solution of KMnO 4 ," Chem. Eng. Technol., 20(6), 396-402 (1997). 

  23. Huang, H., Hu, H., Fan, M., Chen, J., Yuan, S., and Annanurov, S., "Mechanistic Research on NO Removal by K 2 S 2 O 8 with Electrochemical Catalysis," Chem. Eng. J., 382, 122873 (2020). 

  24. Ding, J., Zhong, Q., Zhang, S., Song, F., and Bu, Y., "Simultaneous Removal of NO X and SO 2 from Coal-fired Flue Gas by Catalytic Oxidation-removal Process with H 2 O 2 ," Chem. Eng. J., 243, 176-182 (2014). 

  25. Johansson, J., Heijnesson Hulten, A., Ajdari, S., Nilsson, P., Samuelsson, M., Normann, F., and Andersson, K., "Gas-Phase Chemistry of the NO-SO 2 -ClO 2 System Applied to Flue Gas Cleaning," Ind. Eng. Chem. Res., 57(43), 14347-14354 (2018). 

  26. Kang, M. S., Shin, J., Yu, T. U., and Hwang, J., "Simultaneous Removal of Gaseous NO X and SO 2 by Gas-phase Oxidation with Ozone and Wet Scrubbing with Sodium Hydroxide," Chem. Eng. J., 381, 122601 (2020). 

  27. Jang, J. H., Song, H. J., Ankur, G., Shin, S. B., Lee, J. H., Park, J. W., and Jang, H. Y., "Physicochemical Nitrate Removal for High Strength Industrial Wastewaters," Theor. Appl. Chem. Eng., 13(2), 1783-1786 (2007). 

  28. Chang, M. B., Lee, H. M., Wu, F., and Lai, C. R., "Simultaneous Removal of Nitrogen Oxide/Nitrogen Dioxide/Sulfur Dioxide from Gas Streams by Combined Plasma Scrubbing Technology," J. Air Waste Manage. Assoc., 54(8), 941-949 (2004). 

  29. Cha, H. S., "Present State and Future Prospect for Microbubble Technology," Bulletin of Food Technology, 22(3), 544-552 (2009). 

  30. Takahashi, M., Chiba, K., and Li, P., "Free-Radical Generation from Collapsing Microbubbles in the Absence of a Dynamic stimulus," J. Phys. Chem. B, 111(6), 1343-1347 (2007). 

  31. Shoji, T., Li, L., Abe, Y., Ogata, M., Ishimoto, Y., Gonda, R., Mashino, T., Mochizuki, M., Uemoto, M., and Miyata, N., "DMPO-OH Radical Formation from 5, 5-Dimethyl-1-pyrroline N-Oxide (DMPO) in Hot Water," Anal. Sci., 23(2), 219-221 (2007). 

  32. Adewuyi, Y. G., Khan, M. A., and Sakyi, N. Y., "Kinetics and Modeling of the Removal of Nitric Oxide by Aqueous Sodium Persulfate Simultaneously Activated by Temperature and Fe 2+ ," Ind. Eng. Chem. Res., 53(2), 828-839 (2014). 

  33. Lin, T. J., Tsuchiya, K., and Fan, L. S., "Bubble Flow Characteristics in Bubble Columns at Elevated Pressure and Temperature," AIChE J., 44(3), 545-560 (1998). 

  34. Wilhelm, E., Battino, R., and Wilcock, R. J., "Low-Pressure Solubility of Gases in Liquid Water," Chem. Rev., 77(2), 219-262 (1977). 

  35. Xiao, Z., Li, D., Zhu, Q., and Sun, Z., "Simultaneous Removal of NO and SO 2 through a New Wet Recycling Oxidation-reduction Process Utilizing Micro-nano Bubble Gas-liquid Dispersion System Based on Na 2 SO 3 ," Fuel (Lond), 263, 116682 (2020). 

  36. Takeuchi, H., Ando, M., and Kizawa, N., "Absorption of Nitrogen Oxides in Aqueous Sodium Sulfite and Bisulfite Solutions," Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 16(3), 303-308 (1977). 

  37. Weisweiler, W., and Blumhofer, R., "Absorption of NO X in Aqueous Solutions of Na 2 SO 3 /NaHSO 3 and Simultaneous Absorption of NO X and SO 2 in NaOH (by means of a double stirred cell)," Ger. Chem. Eng, 4, 241-247 (1984). 

  38. Xiong, Y., Zeng, Y., Cai, W., Zhang, S., Ding, J., and Zhong, Q., "Experimental Study on Reaction Characteristics of NO in (NH 4 ) 2 SO 3 Solution," J. Ind. Eng. Chem., 65, 380-386 (2018). 

  39. Zhao, Y., Guo, T., Chen, Z., and Du, Y., "Simultaneous Removal of SO 2 and NO Using M/NaClO 2 Complex Absorbent," Chem. Eng. J., 160(1), 42-47 (2010). 

  40. Brogren, C., Karlsson, H. T., and Bjerle, I., "Absorption of NO in an Aqueous Solution of NaClO 2 ," Chem. Eng. Technol., 21(1), 61-70 (1998). 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로