초록 ▼

질소산화물에 대한 규제가 계속 강화되어 2005년 이후에는 신설되는 대형배출설비들은 100ppm이하(50-80ppm)로 배출농도 규제를 받을 정도가 되었으며 2005년말까지는 거의 모든 지역의 2, 3종 사업장까지 원격자동감시시스템(TMS) 설치를 확대하는 방안을 발표하기에 이르렀다. 산업현장에서는 SCR이나 SNCR 등의 대표적인 질소산화물 방지시설을 설치할 만큼 경영상태가 좋지 않거나 규모가 열악한 경우가 많으며 적용성이 우수한 탈질 기술의 보급이 부진하므로 이를 해결하기 위한 경제성 있는 기술개발이 시급하다. 하나의 공정에서

질소산화물에 대한 규제가 계속 강화되어 2005년 이후에는 신설되는 대형배출설비들은 100ppm이하(50-80ppm)로 배출농도 규제를 받을 정도가 되었으며 2005년말까지는 거의 모든 지역의 2, 3종 사업장까지 원격자동감시시스템(TMS) 설치를 확대하는 방안을 발표하기에 이르렀다. 산업현장에서는 SCR이나 SNCR 등의 대표적인 질소산화물 방지시설을 설치할 만큼 경영상태가 좋지 않거나 규모가 열악한 경우가 많으며 적용성이 우수한 탈질 기술의 보급이 부진하므로 이를 해결하기 위한 경제성 있는 기술개발이 시급하다. 하나의 공정에서 SOx와 NOx를 동시에 처리할 수 있다면 공정의 경제성은 극대화될 수 있다. 본 연구는 기존의 탈황설비에 약간의 개조를 통해 산화제 주입 및 ACF 처리설비를 갖춤으로써 설치부지가 거의 필요 없고 초기투자비가 저렴한 탈황/탈질 동시처리가 가능한 공정기술을 개발하여 기존 탈질기술에 비해 보일러 가동시 초기의 낮은 온도 및 정상 운전 중 반응온도에 의한 영향이 적어 안정적이며 저렴한 비용으로 SOx를 처리하고 NOx 배출 규제기준을 만족시킬 수 있는 미래 지향형 기술 개발을 목표로 하고 있다. 각종 배출시설의 배가스중 SO$_{2}$와 NOx를 동시처리하기 위한 산화용 첨가제의 선정 및 기초실험부터 벤치규모, 산업용 보일러 실증실험 까지의 단계적 실험을 통해 활용기술 및 공정 기술을 개발하고자 하였다 또한 기능성 산화제에 대한 보완 기술로서 활성탄소섬유(ACF)를 이용한 NO의 흡착, 산화/환원 등 기초연구와 더불어 실제 배가스에 대한 적용 실험을 통해 공정 기술화를 달성하고자 하며 실용화를 위한 Honeycomb 형태의 ACF 성형체 제조기술 및 활용기술을 확보하고자 다양한 실험을 수행하였다.

목차 Contents

• 제 1 장 서론 ... 25
• 제 2 장 $NaClO_2$를 이용한 $SO_2{\cdot}NOx$ 동시제거 실험 ... 27
• 제 1 절 서론 ... 27
• 제 2 절 이론 적 고찰 ... 28
• 1. Chlorine dioxide($ClO_2$) 발생 ... 28
• 2. $SO-2$ 흡수 메커니즘 ... 28
• 3. NOx 흡수 메커니즘 ... 29
• 제 3 절 $NaClO_2$ 분해반응기구 및 소비속도 ... 32
• 제 4 절 실험 장치 및 방법 ... 38
• 제 5 절 실험 결과 및 고찰 ... 43
• 1. 기포 반응기에서 운전 실험 ... 43
• 2. 반응 후 이온과 이차오염물 특성 ... 44
• 제 6 절 결론 ... 48
• 제 3 장 $NaClO_3$를 이용한 $SO_2{\cdot}NOx$ NOX 동시제거 특성 실험 ... 50
• 제 1 절 서론 ... 50
• 제 2 절 염소산나트륨을 이용한 이산화염소 제조 ... 50
• 1. 이산화염소 제조 방법 ... 50
• 2. 제조장치 및 실험 방법 ... 52
• 3. 실험 결과 및 고찰 ... 53
• 4. 결론 ... 62
• 제 3 절 이염소산을 이용한 $SOx{\cdot}NOx$ 동시제거 실험 ... 63
• 1. 실험 장치 및 방법 ... 63
• 2. 실험 결과 및 고찰 ... 64
• 제 4 절 결론 ... 77
• 제 4 장 벤치규모 SDA 탈황장치를 이용한 동시제거 실험 ... 78
• 제 1 절 서론 ... 78
• 제 2 절 실험 장치 및 실험 방법 ... 78
• 제 3 절 실험 결과 및 고찰 ... 87
• 제 4 절 이염소산 가스를 이용한 동시제거 실험 ... 94
• 1. 실험 장치 및 방법 ... 94
• 2. 실험 결과 및 고찰 ... 97
• 3. 결론 ... 103
• 제 5 장 벤치규모 습식 배연탈황장치를 이용한 동시제거 실험 ... 104
• 제 1 절 $NaClO_2$를 이용한 동시제거 ... 104
• 1. 실험 장치 및 방법 ... 104
• 2. 실험 결과 및 고찰 ... 114
• 3. 결론 ... 124
• 제 2 절 $NaClO_2$를 이용한 동시제거 ... 126
• 1. 실험 장치 및 방법 ... 126
• 2. 실험 결과 및 고찰 ... 127
• 3. 결론 ... 137
• 제 6 장 산업용 보일러 실증 실험 ... 139
• 제 1 절 실험장치 ... 139
• 1. 구성 ... 139
• 2. 반응장치 제작 ... 149
• 제 2 절 실험 방법 ... 155
• 1. 보일러 가동 ... 155
• 2. 실험 과정 ... 155
• 3. 시료 ... 158
• 4. 예비 실험 ... 159
• 제 3 절 실험 결과 및 고찰 ... 161
• 1. 운전 조건 ... 161
• 2. 실험 결과 및 고찰 ... 163
• 제 7 장 ACF를 이용한 NO 산화 및 환원반응 ... 176
• 제 1 절 서론 ... 176
• 제 2 절 활성탄소섬유를 이용한 NO의 산화 ... 178
• 1. 실험 방법 ... 178
• 2. 실험 결과 ... 180
• 3. NO 산화 반응 실험 결론 ... 186
• 제 3 절 활성탄소섬유를 이용한 $NO_2$의 흡착 ... 187
• 1. 실험 장치 및 방법 ... 187
• 2, 결과 및 고찰 ... 189
• 3. $NO_2$ 흡착 반응 실험 결론 ... 196
• 제 4 절 Bench 규모에서 ACF를 이용한 NO 산화 ... 198
• 1. 실험 장치 및 방법 ... 198
• 2. 결과 및 토의 ... 199
• 3. Bench 규모에서 ACF를 이용한 NO 산화 반응 결론 ... 207
• 제 5 절 Pilot 규모 SDA 장치에서 ACF를 이용한 NO 산화 ... 208
• 제 6 절 ACF를 이용한 NO의 산화, 환원 반응 결론 ... 211
• 제 8 장 활성탄소섬유 및 활성탄을 이용한 NO 산화용 성헝체 제조 ... 215
• 제 1 절 서론 ... 215
• 제 2 절 실험 ... 216
• 1. 탄소질 촉매의 NO 산화 및 환원반응 ... 216
• 2. 적정 Binder의 선정 및 물성변화 조사 ... 217
• 3. ACF 성형체 제조에 의한 고밀도화 ... 218
• 4. 시판 응용제품 분석 ... 218
• 5. Paper substrate 및 Resin을 이용한 Honeycomb 성형체 제조 ... 219
• 6. ACF를 분산한 Resin을 이용한 Honeycomb 성형체 제조 ... 219
• 7 금속복합화 ACF에 의 한 탈질실험 ... 220
• 제 3 절 실험 결과 및 고찰 ... 220
• 1. 탄소질 촉매 의 NO 산화반응 ... 220
• 2. 적정 Binder 선정 및 물성변화 조사 ... 226
• 3. ACF 성형체 제조 ... 228
• 4. 시판의 Honeycomb 제품 분석 ... 231
• 5. Paper substrate 및 Resin을 이용한 Honeycomb 성형체 제조 ... 232
• 6. ACF를 분산한 Resin을 이용한 Honeyconb 성형체 제조 ... 236
• 7 수분함량변화에 따른 NO의 산화 ... 239
• 8. ACF 성형체의 NO 제거실험 ... 244
• 9. 금속원소의 복합화에 의한 NOx 제거 ... 252
• 10. 성형체 제조 및 $CO_2$ 활성화 ... 260
• 제 4 절 결론 ... 263
• 제 9 장 결론 및 향후 활용 계획 ... 265
• 부록 ... 271