초록 ▼

본 연구개발의 내용은 NOx Free 신산세액의 개발, Pilot Scale의 총괄 청정산세시스템의 설계 및 제작 및 과산화수소 사용 NOx 저감기술의 실용화 확립 세 부분으로 크게 분류할 수 있다. 첫 번째 연구개발내용인 NOx Free 신산세액 개발 연구는 기존의 스테인레스 산세용액에 특정한 기능을 가진 첨가제를 적정 방법으로 투입하여 사나세반응에서 발생되는 NOx를 공해농도 이하로 저감시키고자 하는 연구이며, 두 번째 개발 내용인 Pilot Scale의 총괄 청정산세시스템의 설계 및 제작에 관한 연구는 실제 공장에서 본 개발기

본 연구개발의 내용은 NOx Free 신산세액의 개발, Pilot Scale의 총괄 청정산세시스템의 설계 및 제작 및 과산화수소 사용 NOx 저감기술의 실용화 확립 세 부분으로 크게 분류할 수 있다. 첫 번째 연구개발내용인 NOx Free 신산세액 개발 연구는 기존의 스테인레스 산세용액에 특정한 기능을 가진 첨가제를 적정 방법으로 투입하여 사나세반응에서 발생되는 NOx를 공해농도 이하로 저감시키고자 하는 연구이며, 두 번째 개발 내용인 Pilot Scale의 총괄 청정산세시스템의 설계 및 제작에 관한 연구는 실제 공장에서 본 개발기술을 적용할 경우 시스템의 자동화를 확립하고 NOx 발생량에 따른 ㅊ럼가제 투입량의 적정성을 확보하고 최적 운전방안을 확립함으로서 산세공정 전반에 대한 총괄 산세시스템을 설계, 제작하고자 하였다. 세 번째 개발내용인 과산화수소 사용 NOx 저감기술의 실용화 연구는 실제 공장에서 본 개발기술을 적용함으로서 대용량 처리기술 및 실용화 기술을 확립하고자 하였다. 1) NOx Free 신사나세액 개발연구에서, 비교적 우수한 NOx 저감 능력을 가진 첨가제로는 과산화수소, sulfamic acid, urea, KMnO/sub 4/ 등이 있었으며, 각각 2M의 동일한 농도로 단독 투입하였을 경우 NOx 저감율의 경향은 KMnO/sub 4/, sulfamic acid, urea, 과산화수소 순으로 나타났다. 2) 각 첨가제를 과산화수소와 동일 농도로 반반씩 화합하여 사용한 경우에 있어서는 sulfamic acid의 경우가 urea나 tartaric acid 보다 NOx 제거효과가 우수한 것으로 나타났다. 그러나, 과산화수소를 단독으로 사용한 경우에 비해서는 NOx 제거효과가 열등하였다. 3) NOx 발생억제 효과가 있는 물질중에서 KMnO/sub 4/의 경우는 농도변화에 관계없이 높은 백색도를 유지하였으나, 0.5M 이상의 농도로 용해시키기가 매우 힘들었으며, sulfamic acid의 경우는 용액내에 황산의 생성으로 시편의 공식이 심하게 일어났다. 한편, tartaric acid는 단독으로는 NOx의 발생억제 효과가 거의 없었으며, 과산화수소와 혼합사용시 과산화수소를 안정화사키는 효과만 확인되었다. 4) 그 외의 첨가제로 오존을 사용했을 경우는 NOx의 제거율은 매우 우수하였으나 오존의 강한 부식성 때문에 설비상의 문제를 일으킬 수 있어서 공장 적용에는 곤란한 것으로 판단되었다. 5) 신산세액 개발 시험결과로부터 얻은 결과는 urea와 과산화수소가 NOx 제거효과와 표면의 품질 그리고 경제성을 검토해 볼 때, 다른 첨가제보다 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 6) 첨가제 주입시스템, NOx 분석시스템, 신산 주입시스템, 산용액 분석시스템, 신산 주입시스템, 중앙조정시스템 등을 조합한 총괄 청정산세시스템을 설계, 제작하였다. 7) 과산화수소에 의한 NOx 저감기술을 참여기업의 스테인레스 냉연공장에 적용한 결과, NOx를 약 1700 ppm에서 20ppm 까지 감소시킬 수 있었으며 표면품질은 오히려 향상되었고, 설비 및 생산성의 측면에서도 악영향이 전혀 없었다.

Abstract ▼

The purpose of this study is to develop a NOx free pickling process for stainless steel plant. In the first year research, we investigated the descaling rate of surface metal oxide and the formation rate of NOx and sludge at various packling conditions to quantitatively interpret the acid pickling c

The purpose of this study is to develop a NOx free pickling process for stainless steel plant. In the first year research, we investigated the descaling rate of surface metal oxide and the formation rate of NOx and sludge at various packling conditions to quantitatively interpret the acid pickling characteristics in conventional process of stainless steel pickling by mixed acid (AF + HNO/sub 3/). Furthermore, NOx emission characteristics at the actual process line were identified and reduction effect on NOx emission by injection of hydrogen peroxide were also investigated. In the second year research, we focused research objectives on the development of essential technologies for the application of the NOx free pickling process technology to the large scale commercial plant. In this third year research, we developed a NOx free pickling solution and designed a hybrid de-NOx system combined with automatic control technology. Finally, we tested this system to commercial plant. The followings are main results; 1) In the development of NOx free pickling solutions, sulfamic acid, urea and KMnO/sub 4/ showed best performance in the de-NOx capability when the additives were used with same concentration of 2M. 2) In the case of mixed additives with hydrogen peroxide, sulfamic acid was better- than the urea or tartaric acid from the point of de-NOx capacity. However, de-NOx capacity of the mixed additive was worse than that of the hydrogen peroxide itself. 3) The additives having a de-NOx capacity, KMnO/sub 4/ was a good additive in the point of de-NOx capability and surface quality, however, it was difficult to make a concentrated solution (up to 0.5M). In the case of sulfamic acid, the sample surface was partially damaged by sulfuric acid production. On the other hand, tartaric acid was effective in the stabilization of hydrogen peroxide but it probably has no capacity for de-NOx. 4) Ozone was a good additive in the point of de-NOx capacity and process economy, urea and hydrogen peroxide were good additives among tested. 6) Hybrid de-NOx system was designed which was equipped with hydrogen peroxide injection system, NOx analysis system, acid analysis system, and automatic control system. 7) In the plant test using hydrogen peroxide, continuous felling of hydrogen peroxide with flow rate of 1ℓ/min reduced NOx concentration from 1700ppm to 20ppm. Surface quality was partially enhanced by hydrogen peroxide injection and production rate or equipments were not affected significantly.

목차 Contents

• 제1장 서론...13
• 제2장 국내외 기술개발 현황...24
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...36
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...173
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...176
• 제6장 참고문헌...178