초록 ▼

$\triangle$1차년도
상용 nano $TiO_2$를 담체로 하는 촉매는 $TiO_2$의 특성에 따라 저온 SCR에 활성의 차이가 발생. 각 $TiO_2$의 BET, 불순물 함량 등의 물리적 특성이 탈질에 영향을 주지 않음. 활성이 우수한 $TiO_2$의 XRD 분석결과, 결정도가 매우 높거나 혹은 매우 낮자도 않은 중간정도의 결정도를 가짐. nano $TiO_2$를 소성온도에 따라 열처리를 하여 활성금속

$\triangle$1차년도
상용 nano $TiO_2$를 담체로 하는 촉매는 $TiO_2$의 특성에 따라 저온 SCR에 활성의 차이가 발생. 각 $TiO_2$의 BET, 불순물 함량 등의 물리적 특성이 탈질에 영향을 주지 않음. 활성이 우수한 $TiO_2$의 XRD 분석결과, 결정도가 매우 높거나 혹은 매우 낮자도 않은 중간정도의 결정도를 가짐. nano $TiO_2$를 소성온도에 따라 열처리를 하여 활성금속을 담지한 촉매에서 역시 결정도가 활성에 영향을 미침. XPS 분석결과 활성이 높은 nano $TiO_2$는 비화학양론적인 $TiO_{2-x}(X<2)$ 화학종들이 존재함을 확인.
$\triangle$2차년도
여러 nano $TiO_2$에 vanadium을 담지하여 제조한 촉매에 대하여 XPS 분석을 실시한 결과, 비화학양론적인 Ti, V의 원자수가 많이 존재하는 촉매가 높은 탈질 특성을 나타냄. 또한 물성이 다른 여러 $TiO_2$의 O/Ti mole ratio가 1.8-2.0의 영역에 존재하는 $TiO_2$가 NOx 전환율이 우수함. 이는 $TiO_2$ 전구체의 소성온도에 따라 제조한 촉매의 SCR 활성실험에서 재확인 하였음. 따라서 고활성 탈질 촉매를 제조하기 위해서는 nano $TiO_2$의 소성이 매우 중요하며, 이를 조절하여 촉매의 활성을 향상시킬 수 있다. 또한, TPO 실험 및 TGA 분석을 통해서 활성이 높은 촉매일수록 $NH_4 HSO_4를$ 보다 저온에서 분배할수 있다.
$\triangle$3차년도
활성이 높은 nano catalysis는 촉매내의 격자산소가 매우 많이 존재하며, 소성시 산소농도를 증가시킨 촉매일수록 SCR 활성과 함께 촉매의 재산화속도가 증가함

Abstract ▼

Nitrogen oxides ($NO_{x}$) which are generated from a stationary source such as a thermal power plant affect the human health and the global environment. Among the available technologies of removing $NO_{x}$, a selective catalytic reduction (SCR) process is the most promising o

Nitrogen oxides ($NO_{x}$) which are generated from a stationary source such as a thermal power plant affect the human health and the global environment. Among the available technologies of removing $NO_{x}$, a selective catalytic reduction (SCR) process is the most promising one based on their $NO_{x}$ removal efficiency. Generally, high $NO_{x}$ removal performance can be obtained by use of $V_{2}O_{5}/TiO_{2}$ catalyst in the SCR process at a relatively high temperature range from 300 to 400 'C. However, SCR system in thermal power plant can be operated at low temperature ranging from 180 to 250°C. Therefore, it is necessary to develope catalysts that can be activated at the lower temperature range and to determine the main factors that affect the catalytic activity at that temperature range. Base on the observations, it may be possible to improve the $NO_{x}$ removal efficiency at low temperature region and to design the catalyst that can remove the nitrogen oxides in relatively low space. In the present study, the main factors affecting the catalytic activity have been determined by the reaction characteristics with the analyses of the various titania supports and V / titania catalysts deposited onto the different titania supports. It has been found that $NO_{x}$ conversion is a function of titania supports at the lower temperature range. The catalyst exhibits the high activity with low adsorption of $SO_{2}$ at 200 °C and it is superior in the $SO_{2}$ tolerance since it can decompose ammonium salt at the lower temperature range.
The catalyst having high activity at low temperature have not only a high capacity to supply the lattice oxygen to reactants but also high reoxidation rate by bulk oxygen during the SCR reaction. Therefore, the high redox properties induce the high $NO_{x}$ removal at the lower temperatures. Moreover, in the reoxidation, the concentration of bulk oxygen affects the catalytic activity at the lower temperatures. Whereas, the ammonia adsorption on the catalysts relates weakly to the $NO_{x}$ removal at the lower temperatures.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...6
• CONTENTS ...8
• 목차 ...10
• 그림목차 ...12
• 표목차 ...23
• 제1장 연구의 목적 및 펼요성 ...24
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...30
• 제1절 국 . 내외 기술개발 현황 ...30
• 제2절 현 기술상태의 취약성 ...30
• 1. 초미분체 Ti02 원료분말 양산화 기술 확보 ...31
• 2. SCR 공정 설치 문제 ...31
• 3. 공정상의 문제 ...33
• 4. NH3 slip ...33
• 5. N02 생성 문제 ...33
• 6. 배가스중에 포함된 S02,, H20 문제 ...33
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...35
• 제1절 이론적 고찰 ...35
• 1. 배가스의 특성 ...35
• 2. 배가스 내 NOx 저감 기술 ...37
• 3. 선택적 촉매 환원 반응 ...41
• 4. 촉매의 비활성화 ...66
• 5. 화력발전소의 탈질 공정 ...68
• 제2절 실험 ...72
• 1. 촉매 제조 방법 ...72
• 2. 실험장치 및 방법 ...75
• 제3절 연구 결과 및 고찰 ...92
• 1. 저온 탈질반응의 산화/환원에 영향을 미치는 주요인자 ...92
• 2. 촉매 화학종의 원자가가 탈질 활성에 미치는 영향 ...149
• 3. 촉매 화학종의 원자가 조절 ...223
• 4. 촉매의 비활성화 ...247
• 5. 저온 균일 침전법에 의한 TiOz 담체 양산화 연구 ...252
• 6. Honeycomb 및 Metal plate 촉매 의 반응 특성 ...258
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...267
• 제1절 연구 수행 내용 및 목표달성도 ...267
• 제2절 관련분야에 의 기여도 ...269
• 1. 기술적 측면 ...269
• 2. 경제적 측면 ...269
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...270
• 제6장 연구개발과정에서 수접한 혜외과학기술정보 ...271
• 제1절 21세기 촉매연구의 방향 ...272
• 제2절 선진 그룹의 나노촉매 관련기술 동향 ...276
• 제7장 참고문헌 ...298