초록 ▼

본 연구의 주요 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
1. 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐 성분 90%이상 분리 회수공정기술 개발
본 연구에서는 폐탈질 SCR 촉매로부터 산이나 알칼리 용액을 이용하여 바나듐 성분을 추출하기 위하여 경제성과 기술성면에서 최적의 추출 조건을 확립하였고 이를 위해 1차년도에 실험실 및 bench scale 공정시스템 실험장치에서의 실험결과를 토대로 2차년도에 pilot plant 공정을 설계, 설치하고 이의 운용 기술을 확립 하였다. 또한 바나듐 성분이 추출된 폐탈질 SCR 촉매 분말은 2차적으로

본 연구의 주요 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
1. 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐 성분 90%이상 분리 회수공정기술 개발
본 연구에서는 폐탈질 SCR 촉매로부터 산이나 알칼리 용액을 이용하여 바나듐 성분을 추출하기 위하여 경제성과 기술성면에서 최적의 추출 조건을 확립하였고 이를 위해 1차년도에 실험실 및 bench scale 공정시스템 실험장치에서의 실험결과를 토대로 2차년도에 pilot plant 공정을 설계, 설치하고 이의 운용 기술을 확립 하였다. 또한 바나듐 성분이 추출된 폐탈질 SCR 촉매 분말은 2차적으로 콘크리트의 모래대체제로서의 활용가능성에대해 연구하였다 주요연구내용 및 범위는 다음과 같다.
$\bullet$ 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐성분 최적추출조건 확립
$\bullet$ 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐성분 추출을 위한 bench scale 설치 및 운용기술 확립
$\bullet$ 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐성분 추출을 위한 pilot plant 설계
$\bullet$ 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐성분 추출을 위한 pilot plant 설치 및 운용 최적화
$\bullet$ 바나듐성분이 추출된 폐탈질 SCR 촉매분말의 콘크리트 첨가제로서 활용의 기초 가능성 조사
2. 용매추출에 의해 침출 분리된 바나듐성분의 농축 회수공정기술 개발
침출에 의해 회수된 바나듐성분을 용매추출법을 이용하여 농축할 수 있는 최적의 조건을 확립하고 pilot plant 공정을 설계, 설치하고 이의 운용 기술을 확립하고자 하였으며, 주요연구내용 및 범위는 다음과 같다.
$\bullet$ 용매추출을 이용한 바나듐성분 농축 최적조건 확립
$\bullet$ 용매추출을 이용한 바나듐성분 분리, 농축의 pilot plant 설계
$\bullet$ 용매추출을 이용한 바나듐성분 분리, 농축의 pilot Plant 설치 및 운용 최적화
3. 폐탈질 SCR 촉매의 재생여부 평가기법 개발 및 재생시 원래성능의 70%이상 활성을 회복시키는 폐탈질 촉매 재생공정의 개발
폐탈질 SCR 촉매를 특성분석기기로 분석하여 재생여부를 평가하는 기법 개발 및 재생할 경우 열처리, 물리적 처리, 화학적 처리 방법을 이용하여 촉매 원래의 성능의 70%이상 회복시키는 공정기술의 개발
$\bullet$ 폐탈질 SCR 촉매의 재생기준 평가 기법의 개발
$\bullet$ 폐탈질 촉매의 촉매활성 재생 기술 확립
$\bullet$ 폐탈질 촉매의 물리적, 화학적, 복합적 처리를 통한 촉매 재생공정 기술의 개발
$\bullet$ 폐탈질 촉매의 촉매활성 재생 실증 시험

Abstract ▼

These studies are consist of three main subjects.
1. Development of optimum conditions of process for recovery of vanadium compounds from waste do-NOx catalyst
In this study, optimum conditions for extraction of vanadium compounds from waste do-NOx catalyst are established. For this many detai

These studies are consist of three main subjects.
1. Development of optimum conditions of process for recovery of vanadium compounds from waste do-NOx catalyst
In this study, optimum conditions for extraction of vanadium compounds from waste do-NOx catalyst are established. For this many detailed experiments are carried out with designed bench scale and pilot plant scale unit in order to finding optimum unit operation conditions of their process.
And, do-NOx catalyst sludge residues are investigated of possibilities of reuse for sand substitutes of concrete.
The main contents and categories of this study are as follow ;
$\bullet$ Establish optimum conditions for extraction of vanadium compounds from waste do-NOx catalyst
$\bullet$ Design of bench scale process and developing optimum operating conditions of bench scale process
$\bullet$ Design of pilot plant scale process and developing optimum operating conditions of pilot plant scale process
$\bullet$ Investigation of possibilities of reuse or do-NOx catalyst sludge residues for sand substitutes of concrete
2. Development of optimum conditions of process for extraction and concentration of Vanadium compound from leaching solution by solvent extraction method
The main contents and categories of this study are as follow ;
$\bullet$ Establish optimum conditions for extraction of vanadium compounds from leaching solution
$\bullet$ Design of pilot plant scale process of solvent extraction
$\bullet$ Developing optimum operating conditions of pilot plant scale process of solvent extraction method for extraction and concentration of vanadium compounds from leaching solution
3. Development of the evaluation method on regeneration possibility of the aged de-NOx SCR catalysts and development of the regeneration process which is possible to recover the activity more than 70 % of that of the fresh catalyst when the aged catalysts are regenerated.
Development of the evaluation method on regeneration possibility by characterization of the aged catalysts with analysis equipment such as XRD, B.E.T., SEM/EDX, TGA and ICP and Development of the regeneration process which Is possible to recover the activity more than 70 % of that of the fresh catalyst by thermal treatment, physical treatment and chemical treatment when the aged catalysts are regenerated.
$\bullet$ Development of tile regeneration method of aged do-NOx catalyst
$\bullet$ Establishment of regeneration technology on the catalyst activity of the aged catalyst
$\bullet$ Development of the regeneration process technology of the catalyst by physical, chemical and miked treatment

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...4
• SUMMARY...11
• CONTENTS...18
• 목차...23
• List of Figures...28
• List of Tables...36
• 제 1 장 서론...38
• 제 1 절 연구개발의 목적...38
• 1. 폐탈질 SCR 촉매의 자원화...38
• 2. 폐탈질 SCR 촉매로부터 바나듐 성분 추출...39
• 3. 폐탈질 SCR 촉매의 재생 가능성 여부를 판단하는 기법 개발...39
• 제 2 절 연구개발의 필요성 및 범위...40
• 1. 환경기술적 또는 사회경제적 문제...40
• 2. 연구의 필요성...41
• 3. 연구과제의 범위...44
• 가. 최종목표...44
• 나. 연차별 주요 사업 내용...45
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...46
• 제 1 절 국내외 관련분야에 대한 기술개발 현황...46
• 1. 국내외 연구 사례 및 연구 동향...46
• 가. 국외 연구 사례 현황...46
• 나. 국내 연구 사례 현황...46
• 2. 본 연구의 차별성...46
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...48
• 제 1 절 폐탈질 촉매로부터 바나듐 성분 추출...48
• 1. 1차년도 연구 수행 내용...48
• 1-1. 시료 및 실험 방법...48
• 가. 시료 및 용매...48
• 나. 침출공정 실험...48
• 다. 실험장치...49
• 라. 바나듐의 분석...50
• 1-2. NaOH 용액에 의한 바나듐성분의 추출...51
• 1-3. H2SO4 용액에 의한 바나듐성분의 추출...55
• 1-4. HCl 용액에 의한 바나듐성분의 추출...59
• 1-5. 바나듐 성분의 용매추출 실험...63
• 1-5-1. 실험방법...64
• 1-5-2. 실험결과 및 고찰...66
• 1) ph 변화에 따른 바나듐의 추출거동 비교...66
• 2) 바나듐과 티타늄 혼합용액에서의 분리성 고찰...68
• 3) 침출액 중 ph 영향...70
• 4) 유기상 중 추출제(Alamine336) 농도 영향...74
• 5) 침출액 중 SO42- 농도 영향...76
• 6) McCabe-Thiele diagram으로부터 추출단수 결정...78
• 7) 탈거(Stripping) 실험...80
• 8) 폐촉매 침출액으로부터 V2O5 제조 공정...83
• 1-6. Bench scale 산 침출 공정장치...85
• 가. 반응장치...87
• 나. 여과장치...87
• 다. 건조장치...87
• 라. 제어판넬...87
• 2. 2차년도 연구 수행 내용...95
• 2-1. Pilot plant 장치 제작, 설치...95
• 가. 주 반응장치...97
• 나. 응축장치...100
• 다. 여과장치...102
• 라. 세척장치...106
• 마. Mixed settler...108
• 바. 건조장치...111
• 2-2. 실험 결과...114
• 가. Bench scale 장치의 실험...114
• 나. 산 침출 Pilot plant 장치의 실험...126
• 다. Pilot plant 용매추출장치를 이용한 바나듐 성분 추출, 농축 실험...126
• 1) Mixer-settler 실험장치...126
• 2) Mixer-settler 실험방법...131
• 3) Mixer-settler를 이용한 바나듐의 회수...134
• 라. 폐탈질 촉매 잔사분말의 콘크리트 혼화제로의 활용...141
• 제 2 절 폐탈질 SCR 촉매의 재생 여부 평가 및 재생시 공정의 개발...147
• 1. 폐탈질 SCR 촉매의 비활성 인자 도출 및 촉매의 재생 가능 여부 판단 기법 개발...147
• 1-1. 실험 및 분석...147
• 가. 촉매 및 특성분석...147
• 나. 실험조건 및 장치...150
• 1-2. 연구개발 수행내용 및 결과...155
• 가. 반응실험 결과...155
• 나. 촉매 특성 분석 결과...159
• 1) XRD 분석결과...160
• 2) EDX 분석결과...165
• 3) ICP 분석결과...175
• 4) TGA 분석결과...183
• 5) B.E.T 분석결과...191
• 6) SEM 분석결과...192
• 다. 폐촉매 재생 가능여부 판단기법 정립...205
• 2. 폐탈질 SCR 촉매의 재생기법 개발...207
• 2-1. 실험/분석...207
• 가. 촉매 및 특성 분석...207
• 나. 폐촉매의 재생 처리...207
• 다. NOx 전환 반응 실험...208
• 2-2. 연구수행 내용 및 결과...208
• 가. 반응실험결과...208
• 1) 산성 용액에 의한 재생 촉매의 전환율...208
• 2) 염기성 용액에 의한 재생 촉매의 전환율...210
• 3) 증류수 및 Air에 의한 재생 촉매의 전환율...212
• 나. 촉매 특성 분석 결과...214
• 1) XRD 분석결과...214
• 2) B.E.T. 분석결과...216
• 3) EDX 분석결과...221
• 4) ICP 분석결과...222
• 5) TGA 분석결과...223
• 6) SEM 분석결과...227
• 다. 탈질 SCR 촉매의 재생기법 정립...229
• 제 3 절 결론...231
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...236
• 제 1 절 연도별 연구개발 목표의 달성도...236
• 제 2 절 관련분야의 기술발전에의 기여도...236
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...237
• 제 1 절 연구개발결과의 활용계획...237
• 제 2 절 기업화 추진방안...237
• 제 3 절 연구개발 성과에 대한 경제성 검토...238
• 참고문헌...241
• 첨부...245
• 위탁과제: 폐 탈질 SCR 촉매의 재생여부 평가 및 재생시 공정의 개발...257