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[화학공학] Zinc titanate 탈황제의 재생 반응성 연구
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Zinc titanate 탈황제의 재생 반응성 연구
서론
고온 건식 탈황제로 사용되는 고형탈황제로는 칼슘계, 동계, 철계, 아연계 등이 있으나, 비교적 탈황능력이 크고 탈황-재생의 장기 연속 사용에서도 탈황능력이 순간적으로 크게 저하되지 않는 탈황제로는 아연계 탈황제를 들수 있다.
아연을 기본 물질로 하는 복합금속 산화물 탈황제들인 Zinc ferrite, Zinc titanate탈황제 등은 높은 황의 수용 능력을 가지며, 석탄가스화 가스의 H2S를 수ppmv까지 제거가 가능하고 공기를 이용하여 재생을 할수 있다. Zinc ferrite 탈황제는 ZnO와 Fe2O3를 혼합하여 합성한 물질로서 탈황 성능은 우수하지만 탈황제의 환원과정에서 적지 않은 아연의 휘발이 나타나며, Zinc sulfate 형성에 따른 활성저하와 탈황제 입자가 부서지는 spalling현상으로 연속사용시에 내구성이 점차 약해지는 경향이 나타난다. 반면에 Zinc titanate 탈황제는 Zinc ferrite 탈황제와 비슷한 정도의 탈황성능을 가지면서 내구성과 연속사용성이 우수한 것으로 나타났다. 이와 같이 실제 공정상에서의 장기 연속사용성을 향상 시키기 위해서는 탈황-재생반응의 반복에서 재생반응이 차지하는 비중도 상당히 커지게 되며 가장 적합한 재생반응 조건을 부여 하는 것이 중요하다.
특히 재생반응은 발열반응으로 산소의 함량이 증가 할수록 반응기에서 탈황제층의 온도가 상승하게 된다. 이로 인해서 아연의 고온 휘발현상이 더욱 촉진되며 장기 연속운전시 탈황능력의 저하를 초래하는 요인이 될수 있다. 따라서 본 연구에서는 경제적인 측면에서 공정자체 생산되는 가스를 이용한 탈황제의 재생을 시도하고, 재생반응시 산소 공급에 의한 발열반응과 탈황제의 물성변화와 열안정성을 조사해서 Zinc titanate 탈황제의 장기 연속사용에 따른 탈황-재생반응에 적합한 재생반응 조건을 선정해서 탈황능력과 재생능력이 우수하고 내구성 있는 고온건식 탈황제를 제조하고자 한다.
실험
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2011.04.29
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