KR100879707B1 - A molybdenum based catalyst?sorbent for concurrently removing h2s and nh3, the process for preparing the catalyst?sorbent, gas purifying system and gas purifying method using the catalyst?sorbent - Google Patents

A molybdenum based catalyst?sorbent for concurrently removing h2s and nh3, the process for preparing the catalyst?sorbent, gas purifying system and gas purifying method using the catalyst?sorbent Download PDF

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Abstract

본 발명은 석탄 가스 등의 환원성 가스 분위기하에 불순물로 존재하는 H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한, 재생 가능한 몰리브덴계 고효율 촉매-흡수제 및 H2S와 NH3를 동시에 제거하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 몰리브덴계 촉매-흡수제는 H2S 흡수와 NH3 분해 성분인 Mo과 Ni 또는 Mo과 Ni의 산화물; 및 Al2O3 와 AlPO4 의 지지체 성분으로 구성되며, 함침법, 공침법, 졸-겔 및 겔 혼합법 등의 여러 가지 방법으로 제조할 수 있다. 본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제는 H2S와 NH3의 동시 제거능력이 뛰어나며 빠른 재생 능력을 갖는다. 또한 H2S와 NH3의 제거를 수회 반복한 후에도, H2S와 NH3의 동시제거 능력이 감소하지 않고 안정되게 유지할 수 있다Relates to a method of removing the absorbent and H 2 S and NH 3 at the same time - the invention there H 2 S and for the removal of NH 3 at the same time, reproducible molybdenum-based high-efficiency catalyst with impurities under the reducing gas atmosphere such as coal gas Molybdenum catalyst-absorber according to the present invention, the H 2 S absorption and NH 3 decomposition components of Mo and Ni or oxides of Mo and Ni; And a support component of Al 2 O 3 and AlPO 4 , and may be prepared by various methods such as impregnation, coprecipitation, sol-gel, and gel mixing. The molybdenum catalyst-absorber of the present invention is excellent in the simultaneous removal of H 2 S and NH 3 and has a fast regeneration ability. In addition, even after repeated removal of H 2 S and NH 3 several times, the ability to simultaneously remove H 2 S and NH 3 can be maintained without decreasing.

H₂S가스, NH₃가스, 동시 제거 공정, 몰리브덴계 촉매-흡수제 H₂S gas, NH₃ gas, simultaneous removal process, molybdenum catalyst-absorber

Description

H₂S 와 NH₃를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매―흡수제, 그의 제조방법 및 이를 이용한 가스 정제 시스템 및 가스 정제 방법{A MOLYBDENUM BASED CATALYST―SORBENT FOR CONCURRENTLY REMOVING H2S AND NH3, THE PROCESS FOR PREPARING THE CATALYST―SORBENT, GAS PURIFYING SYSTEM AND GAS PURIFYING METHOD USING THE CATALYST―SORBENT}MOLYBDENUM BASED CATALYST-SORBENT FOR CONCURRENTLY REMOVING H2S AND NH3, THE PROCESS FOR PREPARING THE CATALYST-SORBENT, GAS PURIFYING SYSTEM AND GAS PURIFYING METHOD USING THE CATALYST―SORBENT}

도 1 은 종래의 석탄 가스화 복합 발전 시스템을 개략적 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a conventional coal gasification combined cycle power generation system.

도 2 는 본 발명에서 제시한 H2S와 NH3 동시 제거 시스템이 포함된 석탄가스화 복합 발전 시스템을 개략적 도시한 블럭도이다.FIG. 2 is a schematic block diagram of a coal gasification combined cycle power generation system including a simultaneous removal system of H 2 S and NH 3 according to the present invention.

도 3 은 실시예 1과 3에 따른 MNA 및 MNAP의 NH3 및 H2S 제거 성능을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating NH 3 and H 2 S removal performances of MNA and MNAP according to Examples 1 and 3. FIG.

도 4 는 실시예 2와 4에 따른 MNA 및 MNAP의 NH3 및 H2S 제거 성능을 도시한 도면이다.4 shows NH 3 and H 2 S removal performances of MNA and MNAP according to Examples 2 and 4. FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

1, ... 석탄 가스화기 1, ... coal gasifier

2 ... 분진 등을 제거하는 집진 필터 2 ... dust collector filter to remove dust, etc.

3 ... 금속 산화물의 탈황제를 이용한 탈황 시스템 3 ... Desulfurization system using desulfurization of metal oxides

4 ... 탈황제 재생 시스템 4 ... desulfurization regeneration system

5 ... NH3 분해 시스템 5 ... NH 3 decomposition system

6 ... 가스터빈 6 ... gas turbine

7 ... 증기터빈7 ... steam turbine

1' ... 석탄 가스화기 1 '... coal gasifier

2' ... 분진 등을 제거하는 집진 필터2 '... dust collecting filter to remove dust, etc.

3' ... 몰리브덴계 촉매-흡수제를 이용한 H2S 와 NH3 동시제거 시스템 3 '... Simultaneous Removal of H 2 S and NH 3 Using Molybdenum Catalyst-absorbers

4' ... 촉매-흡수제 재생 시스템 4 '... catalyst-absorbent regeneration system

5' ... 가스터빈 5 '... gas turbine

6' ... 증기터빈 6 '... Steam turbine

본 발명은 Mo과 Ni을 포함하는 활성성분; 및 상기 활성성분을 분산시키는 지지체를 포함하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제에 관한 것으로서, 석탄 가스화 복합 발전(IGCC) 공정 등의 환원성 가스 분위기 하에서의 불순물인 H2S와 NH3를 단일 공정으로 580~700℃의 온도 범위에서 동시 제거하고, 아울러 600 ~ 750℃의 온도 범위에서 재생할 수 있는 촉매-흡수제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention comprises an active ingredient containing Mo and Ni; And molybdenum-containing catalyst for removing, H 2 S and NH 3, which includes a support to disperse the active ingredient at the same time - the impurity such, under a reducing gas atmosphere such as a coal gasification combined cycle (IGCC) process according to the absorber H 2 The present invention relates to a catalyst-absorber capable of simultaneously removing S and NH 3 in a temperature range of 580 to 700 ° C. in a single process, and regenerating in a temperature range of 600 to 750 ° C., and a method for preparing the same.

석탄 가스화 복합 발전(IGCC)이라는 것은, 가스화기에서 석탄을 고온, 고압 (1200 ~ 1500℃, 20atm)의 상태에서 산소와 함께 반응시켜 가스화할 때 발생되는 석탄 가스를 가스 정제 부분의 집진, 탈황장치, NH3 제거 장치를 통과시켜, 석탄 가스로부터 분진, 황, 암모니아 성분을 제거하고, 이렇게 분진, 황, 암모니아 성분이 제거된 석탄 청정 가스인 H2 와 CO 가스를 가스터빈과 증기터빈으로 이루어진 복합 발전 연료로 사용하는 것으로서, 크게 석탄 가스화 부분, 가스 정제 부분 및 발전 부분으로 구성된다.Coal Gasification Combined Cycle (IGCC) is a dust collecting and desulfurization unit in the gas refinery where coal gas generated when gas is reacted with oxygen at high temperature and high pressure (1200 ~ 1500 ℃, 20atm) in gasifier , Removes dust, sulfur and ammonia from coal gas by passing NH 3 removal device, and combines gaseous turbine and steam turbine with H 2 and CO gas It is used as a power generation fuel, and is mainly comprised by a coal gasification part, a gas refinery part, and a power generation part.

일반적으로 석탄을 가스화하였을 때 발생되는 불순물은 H2S, NH3, HCl 등으로서, 그 농도는 H2S : 5000-15000 ppm, NH3 : 200-5000 ppm 정도이며, 석탄의 종류나 가스화기의 구조에 따라 그 농도는 다르게 나타난다. (예를 들어, Texaco-Gas: NH3 1800-2000ppm, H2S 14000ppm ; U-Gas :NH3 <1000ppm, H2S 5000ppm.) 그런데, 이러한 가스들은 매우 부식성이 강한 가스들로 가스터빈과 증기터빈 및 여러 장비나 장치를 부식시킬 수 있고 대기 중에 배출되었을 때 H2S는 SOX, NH3는 NOX 등의 2차 오염물질로 전환될 뿐 아니라, 이들은 산성비의 원인이 되므로 환경적인 측면에서 심각한 문제로 대두되고 있다. 그러므로 이러한 가스들을 IGCC 공정의 가스 정제 공정에서 적절한 기술을 이용하여 제거할 필요성이 있는 것이다.In general, impurities generated when gasifying coal are H 2 S, NH 3 , HCl, etc., and the concentration is H 2 S: 5000-15000 ppm, NH 3 : 200-5000 ppm, and the type of coal or gasifier Depending on the structure of the concentration appears different. (For example, Texaco-Gas: NH 3 1800-2000ppm, H 2 S 14000ppm; U-Gas: NH 3 <1000ppm, H 2 S 5000ppm.) By the way, these gases are very corrosive gases with gas turbine and when the steam turbine and other equipment or apparatus is able to corrosion and emissions to the atmosphere H 2 S is sO X, NH 3 will not only be converted into secondary pollutants, such as NO X, these environmental point of view it may cause acid rain Is a serious problem in the country. Therefore, there is a need to remove these gases using an appropriate technique in the gas purification process of the IGCC process.

석탄 가스화기에서 배출되는 연료 가스들 가운데서 H2S를 제거하는 방법은, 습식 탈황법과 개발 중인 고온 건식 탈황법으로 크게 두 가지로 나눌 수 있으며, 현재 습식 탈황법이 석유화학 공장에서 많이 사용되고 있다. 그러나 습식 탈황법은 열 손실이 크며 습식 공정시 발생되는 2차 오염물의 처리에 따른 부대비용이 많이 든다. 이러한 이유로 습식 탈황법은 고온 건식 탈황법에 비해 IGCC 공정에서는 비경제적인 것으로 판명된 상태이다. 반면, 고온 건식 탈황법은 여러 가지 금속 산화물의 탈황제를 이용하여 약 500℃ 이상의 고온에서 H2S 가스를 선택적으로 제거하기 때문에 가스 냉각에 따른 타르의 응축을 방지할 수 있고 열 손실이 적으며 저온 습식 탈황 공정에 비해 열효율이 3 ~ 4% 정도 높은 것으로 알려졌으며, 이에 따라 국내외 많은 연구기관들이 고온뿐 아니라 중·저온 건식 탈황에 적합한 탈황제 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Among the fuel gases discharged from coal gasifiers, H 2 S can be removed in two ways: wet desulfurization and high temperature dry desulfurization under development. Currently, wet desulfurization is widely used in petrochemical plants. However, wet desulphurization has a high heat loss and high costs associated with the treatment of secondary contaminants generated during the wet process. For this reason, wet desulfurization has proved to be less economical in IGCC processes than high temperature dry desulfurization. On the other hand, the high-temperature dry desulfurization method selectively removes H 2 S gas at a high temperature of about 500 ° C. or more using a desulfurization agent of various metal oxides, thereby preventing condensation of tar due to gas cooling, having low heat loss, and low temperature. It is known that the thermal efficiency is 3 to 4% higher than that of the wet desulfurization process. Accordingly, many research institutes at home and abroad are making great efforts to develop a desulfurization agent suitable for high-temperature and low-temperature dry desulfurization.

이와 관련하여, 미국 특허 제4498911호, 제5254516호, 제5714431호, 제6683024호, 제6649043호, 제6724533호, 제6544410호 등의 많은 문헌을 통해 알려진아연계 탈황제에 여러 가지 첨가제를 첨가하거나, 탈황제의 제조 방법을 달리함으로써 아연계 탈황제의 탈황 성능을 향상시키고 재생능력을 개선하기 위한 연구들이 진행되었다. 이러한 아연계 탈황제는 고온 및 중온 영역에서 개발되었으며 탈황 성능은 (16g S)/(g 흡수제) 정도로 장기 안정성을 유지하면서 우수한 성능을 나타내었다. 또한, 국내에서도 유기물 및 무기물 바인더를 사용하여 유동층 반응에 적합한 탈황제를 개발하기 위해 내마모도를 90% 이상 증가시키는 연구가 활발히 진행되 어 아연계 탈황제를 분무 건조법으로 제조하여 탈황제의 내마모성과 탈황 반응율이 90% 이상인 유동층 반응에 적합한 탈황제의 개발에 성공하였다.In this regard, various additives may be added to zinc-based desulfurization agents known from many documents, such as U.S. Pat.Nos. 4,449,11,525,454,5714431,6683024,6649043,6724533,6544410, In order to improve the desulfurization performance and the regeneration capacity of zinc-based desulfurization agents by varying the manufacturing method of desulfurization agents, studies have been conducted. The zinc-based desulfurization agent was developed in the high and medium temperature ranges and the desulfurization performance was excellent while maintaining long-term stability at about (16 g S) / (g absorbent). In addition, in order to develop a desulfurization agent suitable for fluidized bed reaction using organic and inorganic binders in Korea, researches to increase the wear resistance by 90% or more have been actively conducted. Succeeded in developing a desulfurizer suitable for fluidized bed reactions of more than%.

한편, 또 다른 불순물인 NH3 역시 제거되어야 할 불순물인데, 이의 제거 방법으로는 물리적 제거 방법과 화학적 제거 방법이 있다. 그러나, 물리적 제거 방법은 수용액 상에서 제거하는 방법으로 H2S와 CO2가 NH3와 반응하여 염을 만들기 때문에 잘 사용하지 않고 있다. 화학적 제거 방법 중에는 PHOSAM 공정이 대표적이며 현재 세계적으로 약 20개의 석탄 플랜트에서 사용되고 있다. 이 공정은 흡수 탑과 재생 탑으로 구성되어 있는 습식공정으로서, 흡수 탑에서 암모늄 포스페이트 흡수 용액에 의해 NH3를 선택적으로 흡수하여 제거하고 흡수된 NH3를 분리하여 다시 묽은 용액으로 재생시키며 여기에서 순수 액체인 무수 암모니아를 생산하는 방식이다. 그러나 이러한 방법은 50 ~ 100℃의 낮은 온도에서 공정이 이루어지기 때문에 열 손실이 크며, IGCC 공정에서는 적합하지 않다. 따라서 고온의 영역에서 NH3를 분해하려는 노력이 진행 중에 있으며, 미국 특허 제5912198호에서 제시된 바와 같은 HTSR-1 공정은 탈황 공정 후 약 600-800℃ 정도에서 ZnFe계, FeCr계 및 Ni계 등의 여러 가지 촉매를 이용하여 NH3를 분해시키는 공정으로서 PHOSAM 공정보다 열효율 면에서 훨씬 효과적인 공정으로 평가받고 있다. Meanwhile, another impurity, NH 3, is also an impurity to be removed, and there are physical removal methods and chemical removal methods. However, the physical removal method is not used well because the H 2 S and CO 2 reacts with NH 3 to form a salt by removing in an aqueous solution. Among the chemical removal methods, the PHOSAM process is representative and is currently used in about 20 coal plants worldwide. This is a wet process consisting of an absorption tower and a regeneration tower, in which the absorption tower selectively absorbs and removes NH 3 by the ammonium phosphate absorption solution, separates the absorbed NH 3 and regenerates it into a dilute solution. It is a method of producing anhydrous ammonia as a liquid. However, this method has a high heat loss since the process is performed at a low temperature of 50 to 100 ° C. and is not suitable for the IGCC process. Therefore, efforts are being made to decompose NH 3 in a high temperature region, and the HTSR-1 process as described in US Pat. No. 5,121,12198 has a ZnFe-based, FeCr-based, and Ni-based process at about 600-800 ° C. It is a process that decomposes NH 3 using various catalysts and is evaluated as a more effective process in terms of thermal efficiency than PHOSAM process.

최근에는 경제성 확보를 위해 H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 연구가 진행 중이나 H2S와 NH3의 동시제거 능력을 가진 촉매와 단일 공정에 대한 연구는 아직 미진한 상태이다. 예컨대, 미국 특허 제5188811호는 아연 티타늄계 탈황제에 몰리브덴계 첨가제를 첨가하여 530℃ 정도에서 H2S와 NH3를 동시에 제거하였으나, 탈황제를 H2S로 1시간 동안 활성화를 시켜야할 뿐 아니라, H2를 포함한 가스 조성에서는 NH3 제거율이 16%로, H2S가 존재하는 가스 조성에서는 36%의 낮은 암모니아 제거율을 나타내었다. 미국 특허 제4374105호에서는 ZnO 탈황제를 이용하여 760℃의 고온에서 NH3의 분해율이 62%를 나타내었고, H2S와 NH3가 동시에 존재하는 조건에서는 약 600℃와 150psi의 조건에서 NH3의 제거율은 58%이며 H2S의 제거율은 99%정도를 나타내었다. 또한 미국 특허 제4192854호는 습식 제거 방법으로서, CuSO4를 이용하여 H2S를 제거하고 그 부산물로 생성된 황산이 NH3와 반응하여 황산암모늄을 생성하게 됨으로써 NH3를 제거하는 방식을 사용하고 있으나, H2S와 NH3를 습식으로 제거하는 만큼 제거 효율은 90%이상으로 뛰어난 반면 낮은 온도에서 실시되기 때문에 IGCC 공정에서의 열효율이 감소되는 단점을 가지고 있다. 또한, 미국특허 제5440873호는 H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 일환으로서, PSA(Pressure Swing Absorption) 시스템을 사용하고 있는데, 이 시스템은 350 ~ 400℃의 고온과 고압에서 H2S와 NH3의 제거 효율이 최대 95%를 나타내고는 있으나, 매우 높은 고압이 요구되며 H2S와 NH3를 분리하기 위한 장치가 필요하다는 문제가 있다.Recently, studies to remove H 2 S and NH 3 simultaneously to secure economic feasibility, but studies on a single process and a catalyst with simultaneous removal of H 2 S and NH 3 are still insufficient. For example, US Pat. No. 5,881,11 adds molybdenum-based additives to zinc titanium-based desulfurization agents to remove H 2 S and NH 3 at about 530 ° C. simultaneously, but the desulfurization agent must be activated with H 2 S for 1 hour. In the gas composition including H 2 , the NH 3 removal rate was 16%, and in the gas composition in which H 2 S was present, the low ammonia removal rate was 36%. United States Patent No. In the 4,374,105 arc showed a 62% decomposition rate of NH 3 at a high temperature of 760 ℃ using a ZnO desulfurizing agent, in the condition that the H 2 S and NH 3 present at the same time under the conditions of about 600 ℃ with 150psi of NH 3 The removal rate was 58% and the removal rate of H 2 S was about 99%. In addition, U.S. Patent No. 4,192,854 discloses a wet removal method, using a CuSO 4 to remove the H 2 S and by the sulfuric acid is reacted with NH 3 generated as a by-product being generated ammonium sulfate using the method of removing the NH 3 However, as H 2 S and NH 3 are removed in a wet manner, the removal efficiency is superior to 90% or more, but the thermal efficiency of the IGCC process is reduced because it is performed at a low temperature. In addition, U. S. Patent No. 5440873 uses a PSA (Pressure Swing Absorption) system as part of simultaneous removal of H 2 S and NH 3 , which is characterized by the fact that H 2 S and Although the removal efficiency of NH 3 represents a maximum of 95%, there is a problem that a very high pressure is required and a device for separating H 2 S and NH 3 is required.

전술한 바와 같이, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 연구가 진행되고 있으나, 그 연구 결과에서 볼 수 있듯이 고온에서 90% 이상의 H2S와 NH3를 동시에 제거할 수 있는 기능을 가진 촉매 흡수제는 아직까지 보고되지 않았다.As described above, studies to simultaneously remove H 2 S and NH 3 have been conducted, but as can be seen from the results, a catalyst having a function of simultaneously removing 90% or more of H 2 S and NH 3 at a high temperature Absorbents have not yet been reported.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, IGCC 공정 및 기타 가스화 공정에서 H2S와 NH3가 각기 다른 공정에서 각기 다른 운전 조건하에서 서로 다른 탈황 흡수제와 NH3 촉매제를 이용하여 제거되고 있는 기존의 공정을 개선하여, 하나의 공정에서, 같은 운전 조건하에서 동시에 제거할 수 있고 또한 재생이 가능한 촉매-흡수제를 개발하기 위한 것을 목적으로 한다. Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention is to remove the H 2 S and NH 3 in the IGCC process and other gasification process using different desulfurization absorbers and NH 3 catalyst under different operating conditions in different processes. It is an object of the present invention to develop a catalyst-absorber that can be removed and regenerated simultaneously under the same operating conditions in one process.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, Mo과 Ni를 포함하는 활성성분 2~80중량% 및 상기 활성성분을 분산시키는 지지체 성분 20 ~ 98 중량%를 포함하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제를 제공한다.
상기 활성성분 중 Mo가 1~30 중량%m Ni가 1 ~ 30중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하고, 본 명세서에서 중량%는 몰리브덴계 촉매-흡수제의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 또한, 상기 지지체는 Mo과 Ni 또는 Co를 분산할 수 있는 것으로 알려진 지지체를 모두 포함할 수 있으며, 대표적으로 Al2O3 또는 AlPO4를 들 수 있다.
The present invention to remove the H2S and NH3 at the same time, including 2 to 80% by weight of the active ingredient containing Mo and Ni and 20 to 98% by weight of the support component for dispersing the active ingredient in order to achieve the above object Molybdenum-based catalyst-absorber is provided.
Mo in the active ingredient is preferably in the range of 1 to 30% by weight Ni is in the range of 1 to 30% by weight, in the present specification, the weight% is based on the total weight of the molybdenum-based catalyst-absorber. In addition, the support may include all of the supports known to be capable of dispersing Mo and Ni or Co, and typically include Al 2 O 3 or AlPO 4 .

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이러한 본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제는 함침법, 공침법, 졸-겔 및 겔 혼합법 등의 공지된 여러 종류의 방법으로 제조될 수 있는데, 활성성분 및 지지체 성분의 함량을 조절하기 위해서, 이들 각 물질의 질산염 화합물과 염화염 화합물 등의 전구체 물질을 이용한다.Such molybdenum-based catalyst-absorbers of the present invention can be prepared by various known methods such as impregnation method, coprecipitation method, sol-gel and gel mixing method, in order to control the content of the active ingredient and the support ingredient, Precursor materials, such as a nitrate compound and a chloride compound, of each substance are used.

본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제의 제조방법은,Method for producing a molybdenum catalyst-absorbent of the present invention,

i) 활성 성분 및 지지체 성분의 질산염 화합물 또는 염화염 화합물을 증류수에 용해시키고, 이렇게 제조된 전구 용액에 0.1 ~ 3M의 알칼리 용액을 적가하여 침전물을 생성시키는 단계; i) dissolving the nitrate compound or chloride compound of the active ingredient and the support ingredient in distilled water, and dropping 0.1-3 M alkaline solution to the precursor solution thus prepared to produce a precipitate;

ⅱ) 상기 생성된 침전물을 약 12시간 동안 약 80℃에서 숙성시킨 후, 여과액의 pH가 7이 될 때까지 증류수로 침전물을 여과하여 겔 상태의 물질을 생성시키는 단계; 및Ii) aging the resulting precipitate at about 80 ° C. for about 12 hours, and then filtering the precipitate with distilled water until the pH of the filtrate reaches 7 to produce a gelled material; And

ⅲ) 상기 겔 상태의 물질을 공기 분위기 하에서 일정 속도로 승온하여 약 150℃에서 수시간 건조시킨 후, 다시 일정 속도로 승온하여 약 700℃에서 수시간 소성시키는 단계를 포함한다.Iii) heating the gelled material at a constant rate in an air atmosphere to dry at about 150 ° C. for several hours, and then heating up at a constant rate to bake at about 700 ° C. for several hours.

상기 알칼리 용액은 NaOH, Na2CO3, NH4OH, (NH4)2CO3, KOH, K2CO3 로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 수용액이며, 사용되는 알칼리 용액의 농도는 0.5 ~ 2M 인 것이 보다 바람직하다.The alkaline solution is one aqueous solution selected from the group consisting of NaOH, Na 2 CO 3 , NH 4 OH, (NH 4 ) 2 CO 3 , KOH, K 2 CO 3 , the concentration of the alkaline solution used is 0.5 ~ 2M It is more preferable that is.

상기 단계 ⅰ)에 있어서, 지지체 성분으로서 AlPO4를 사용하는 경우에는, Al을 증류수에 용해시킨 후 여기에 A12O3와 동일한 몰수의 H3PO4를 첨가하여 전구 용액을 생성하고, 이 전구 용액에 0.1 ~ 3M의 NH3OH 및 NaOH 용액을 적가하여 침전물을 생성시킨다.In the step iii), in the case of using AlPO 4 as the support component, Al is dissolved in distilled water, and then the same number of moles of H 3 PO 4 as A1 2 O 3 is added thereto to generate a precursor solution. 0.1-3 M NH 3 OH and NaOH solutions were added dropwise to the solution to form a precipitate.

본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제의 제조방법의 구체적인 예가 후술하는 실시예에 기재되어 있다.Specific examples of the method for producing the molybdenum catalyst-absorbent of the present invention are described in the Examples below.

본 발명에서 제시한 Mo, Ni의 각 활성성분은, 미국 특허 제5010049호, 제 5500401호, 제4740354호, 제4472266호 등의 여러 가지 특허 문헌을 통해서, 오일이나 여러 가지 유기 화합물 속에 함유되어 있는 황이나 질소를 수소화 처리하여 제거하는 촉매 성분으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 성분들의 조합으로 구성되어 H2S와 NH3를 동시에 제거할 수 있는 촉매 흡수제는 아직까지 없었다.Each active ingredient of Mo and Ni proposed in the present invention is contained in oil or various organic compounds through various patent documents such as US Patent No. 5010049, No. 5500401, No. 4740354, No. 445266, etc. It is known as a catalyst component which removes sulfur and nitrogen by hydrogenation. However, there has not yet been a catalyst absorbent composed of a combination of these components that can simultaneously remove H 2 S and NH 3 .

이러한 이유로, 기존의 IGCC 공정은, 도 1에서 보는 바와 같이, 석탄 가스화기(1), 분진 등을 제거하는 집진 필터(2), 금속 산화물의 탈황제를 이용한 탈황 시스템(3), 탈황제 재생 시스템(4), NH3 분해 시스템(5), 가스터빈(6), 증기터빈(7) 등으로 구성된 시스템을 이용하는 것으로서, 먼저 탈황 시스템(3)에서 350 ~ 800℃의 온도 조건에서 여러 가지 금속 산화물 형태의 탈황 흡수제를 사용하여 H2S를 흡수 제거한 후, NH3 분해 시스템(5)을 통해서 600 ~ 800℃의 온도 조건에서 금속 산화물 촉매제를 이용하여 NH3를 분해 제거하도록 구성될 수밖에 없었다.For this reason, as shown in Fig. 1, the conventional IGCC process includes a coal gasifier 1, a dust collection filter 2 for removing dust, and the like, a desulfurization system 3 using a metal oxide desulfurization agent, and a desulfurization regeneration system ( 4), using a system consisting of NH 3 decomposition system (5), gas turbine (6), steam turbine (7), etc., first in the desulfurization system (3) in the form of various metal oxides at a temperature of 350 ~ 800 ℃ after removal of the absorbed H 2 S using a desulfurization absorber, NH 3 decomposition through the system 5 it was forced to be arranged to remove the NH 3 decomposition by using a metal oxide catalyst at a temperature of 600 ~ 800 ℃.

그러나, 본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제를 IGCC 공정에 적용하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 석탄 가스화기(1`), 분진 등을 제거하는 집진 필터(2`), H2S 와 NH3 동시제거 시스템 (3`), 촉매-흡수제 재생 시스템(4`), 가스터빈(5`) 및 증기터 빈(6`)을 포함하는 보다 단순화된 가스 정제 시스템을 이용할 수 있다. 여기서, H2S 와 NH3 동시제거 시스템 (3')은 몰리브덴계 촉매-흡수제를 통해 H2S와 NH3 가스를 동시에 제거하고, 촉매-흡수제 재생 시스템(4`)은 공기를 이용하여 이미 사용한 몰리브덴계 촉매-흡수제를 재생시키는 역할을 한다.However, when the molybdenum-based catalyst-absorber of the present invention is applied to the IGCC process, as shown in Fig. 2, a coal gasifier 1`, a dust collecting filter 2` for removing dust, and the like, H 2 S and NH It may utilize absorbent recovery system (4`), gas turbine (5`) and steam emitter gas purification system including a simplified than the blank (6`) - 3 simultaneous removal system (3`), catalyst. Here, the H 2 S and NH 3 simultaneous removal system 3 'simultaneously removes H 2 S and NH 3 gas through a molybdenum-based catalyst-absorber, and the catalyst-absorber regeneration system 4` already uses air. It serves to regenerate the molybdenum-based catalyst-absorber used.

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이상에서 서술한 바와 같이 본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제를 이용하여 H2S와 NH3를 제거하면, 이들 양자를 동시에 제거할 수 있을 뿐 아니라 95% 이상의 높은 제거 효율로 제거할 수 있다. 또한, H2S와 NH3의 제거를 완료한 본 발명의 몰리브덴계 촉매-흡수제를 본 발명의 재생 방법으로 재생함으로써, 그 제거 효율을 유지한 채 여러 번 사용할 수 있다.As described above, when the molybdenum-based catalyst-absorber of the present invention is used to remove H 2 S and NH 3 , both of them can be removed at the same time and can be removed with high removal efficiency of 95% or more. In addition, by regenerating the molybdenum catalyst-absorber of the present invention which has completed the removal of H 2 S and NH 3 by the regeneration method of the present invention, it can be used many times while maintaining the removal efficiency.

본 발명에서 H2S 제거효율은 하기 수학식 1에 의해 계산되었다.In the present invention, the H 2 S removal efficiency was calculated by Equation 1 below.

Figure 112007023877378-pat00001
Figure 112007023877378-pat00001

상기 식에서, "H 2 S input concentration"은 H2S와 NH3를 제거하기 위한 반응기에 투입된 H2S의 농도를 의미하는 것이고, "H 2 S output concentration"은 H2S와 NH3를 제거하고 난 후 반응기에서 방출되는 H2S의 농도를 의미하는 것이다.Wherein, "H 2 S input concentration" is to sense the concentration of H 2 S injected into the reactor for the removal of H 2 S and NH 3, "H 2 S output concentration" is to remove the H 2 S and NH 3 After that, it means the concentration of H 2 S released from the reactor.

또한 본 발명에서 NH3 제거 효율은 하기 수학식 2에 의해 계산되었다.In addition, NH 3 removal efficiency in the present invention was calculated by the following equation (2).

Figure 112007023877378-pat00002
Figure 112007023877378-pat00002

상기 식에서, "NH 3 input concentration"은 H2S와 NH3를 제거하기 위한 반응기에 투입된 NH3의 농도를 의미하는 것이고, "NH 3 output concentration"은 H2S와 NH3를 제거하고 난 후 반응기에서 방출되는 NH3의 농도를 의미하는 것이다.In the above formula, " NH 3 input concentration " means the concentration of NH 3 introduced into the reactor for removing H 2 S and NH 3 , and " NH 3 output concentration " is after removing H 2 S and NH 3 It means the concentration of NH 3 released from the reactor.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명하겠지만, 아울러 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. 따라서, 실시예에 제시된 제조 조건 및 실험 조건은 본 발명의 달성이 가능한 범위에서 작업자가 본 발명의 범위 내에서 임의로 선택할 수 있을 것임은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, and the like within the spirit and scope of the present invention. Modifications, changes, etc. should be considered to be within the scope of the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the manufacturing conditions and experimental conditions set forth in the examples may be arbitrarily selected by the operator within the scope of the present invention within the scope of the present invention.

실시예 1Example 1

1) 촉매-흡수제의 제조1) Preparation of Catalyst-Absorbent

본 실시예에서는 공침법에 따라 촉매-흡수제 MNA1와 MNA2를 제조하였다.In this example, catalyst-absorbers MNA1 and MNA2 were prepared according to the coprecipitation method.

MoCl5, Ni(NO3)2와 Al(NO3)3를 500mL의 증류수에 녹여 수용액 상태로 만들고, 여기에 1.5M의 NaOH 염기 용액을 5mL/min의 속도로 주입하여 침전물을 생성시킨 후에, 이를 80℃에서 12시간 동안 숙성시켰다. 그런 다음, 침전물을 4L 정도의 증류수로 세척하여 150℃에서 4시간 건조 후, 700℃에서 4시간 소성시킴으로써, MNA1과 MNA2를 수득하였다. 여기서, MNA1과 MNA2는 Mo와 Ni의 함량에서 차이가 있는 것으로서, MNA 1은 Mo와 Ni의 함량을 각각 15중량%가 되도록 조절한 것이고, MNA2는 Mo와 Ni의 함량을 각각 30중량%가 되도록 조절한 것이다. After dissolving MoCl 5 , Ni (NO 3 ) 2 and Al (NO 3 ) 3 in 500 mL of distilled water to make an aqueous solution, and injected 1.5M NaOH base solution at a rate of 5 mL / min to produce a precipitate, It was aged at 80 ° C. for 12 hours. Then, the precipitate was washed with 4 L of distilled water, dried at 150 ° C. for 4 hours, and calcined at 700 ° C. for 4 hours to obtain MNA1 and MNA2. Here, MNA1 and MNA2 are different in the content of Mo and Ni, MNA 1 is adjusted to 15% by weight of Mo and Ni, respectively, MNA2 is 30% by weight of Mo and Ni, respectively It is adjusted.

2) 촉매-흡수제를 이용한 H2S와 NH3의 제거 및 촉매-흡수제의 재생2) Removal of H 2 S and NH 3 by catalyst-absorber and regeneration of catalyst-absorber

제조한 촉매-흡수제 MNA1과 MNA2를 석영 반응기에 충진시킨 후 N2를 이용하여 온도를 650℃까지 상승시켰다. 그런 다음, 우회로를 이용하여 반응기 내 반응가스의 조성을 NH3 5000ppm, H2S 10000ppm, H2 11 부피%, CO 9 부피%, CO2 5 부피%, N2 발란스(balance)로 조절한 후, 촉매-흡수제를 유입시킴으로써 H2S와 NH3를 제거하였다. 상기 제거 반응이 완전히 이루어지면, 다시 N2를 이용하여 온도를 700℃로 상승시킨 후, 우회로를 통해 가스 조성을 O2 3 부피%로 조절한 후, 반응기로 촉매-흡수제를 유입시켜 재생을 완료하였다. 이러한 H2S와 NH3의 제거 및 촉매-흡수제의 재생과정의 1회 실시를 1 사이클이라 한다.The prepared catalyst-absorbers MNA1 and MNA2 were charged in a quartz reactor, and then the temperature was increased to 650 ° C. using N 2 . Then, using a bypass to adjust the composition of the reaction gas in the reactor NH 3 5000ppm, H 2 S 10000ppm, H 2 11% by volume, CO 9% by volume, CO 2 5%, N 2 balance (balance), H 2 S and NH 3 were removed by introducing a catalyst-absorbent. When the removal reaction was completed, the temperature was raised to 700 ° C. again using N 2 , and after adjusting the gas composition to 3 vol% of O 2 through the bypass, the catalyst-absorbent was introduced into the reactor to complete regeneration. . The removal of H 2 S and NH 3 and the regeneration of the catalyst-absorbent are referred to as one cycle.

실시예 2Example 2

실시예 1에서 제조한 MNA1와 MNA2 촉매-흡수제를 이용하여 동일한 H2S와 NH3 제거 실험 및 재생을 10 사이클 반복하였다.The same H 2 S and NH 3 removal experiments and regeneration were repeated 10 cycles using the MNA1 and MNA2 catalyst-absorbers prepared in Example 1.

실시예 3Example 3

1) 촉매-흡수제의 제조1) Preparation of Catalyst-Absorbent

본 실시예에서는 공침법 및 겔-혼합법에 따라 촉매-흡수제 MNAP1와 MNAP2를 제조하였다.In this example, catalyst-absorbers MNAP1 and MNAP2 were prepared by co-precipitation and gel-mixing.

먼저, MoCl5와 Ni(NO3)2를 500mL의 증류수에 녹여 수용액 상태로 만들고, 여기에 1.5M의 NaOH 염기 용액을 5mL/min의 속도로 주입하면서 침전시킨 후, 12시간 동안 80℃에서 숙성시켜 A의 겔을 만들었다. 그런 다음, Al(NO3)3와 H3PO4를 몰 비가 1;1이 되도록 조정하여 500cc 증류수에 녹여 수용액 상태로 만들고, 여기에 1.5 몰의 NH4OH 염기 용액을 5 mL/min의 속도록 주입하여 침전시킨 후 12시간 동안 80℃에서 숙성시켜 B의 겔을 만들었다. 상기 A 겔과 B 겔을 동시에 혼합하여 12L 정도의 증류수로 세척하여 150℃에서 4시간 건조시킨 후, 700℃에서 4시간 소성시킴으로써 MNAP1과 MNAP2를 수득하였다. 여기서, MNAP1과 MNAP2는 Mo와 Ni의 함량에서 차이가 있는 것으로서, MNAP1은 Mo와 Ni의 함량을 각각 10중량%가 되도록 조절한 것이고, MNAP2는 Mo와 Ni의 함량을 각각 20중량%가 되도록 조절한 것이다.First, MoCl 5 and Ni (NO 3 ) 2 was dissolved in 500 mL of distilled water to make an aqueous solution. Precipitated while injecting 1.5 M NaOH base solution at a rate of 5 mL / min, and then aged at 80 ° C. for 12 hours. To make a gel of A. Then, adjust Al (NO 3 ) 3 and H 3 PO 4 to a molar ratio of 1 to 1 to dissolve in 500cc distilled water to make an aqueous solution, and 1.5 mol of NH 4 OH base solution in 5 mL / min It was injected to precipitate so that it was aged for 12 hours at 80 ℃ to make a gel of B. The A gel and the B gel were simultaneously mixed, washed with 12 L of distilled water, dried at 150 ° C. for 4 hours, and calcined at 700 ° C. for 4 hours to obtain MNAP1 and MNAP2. Here, MNAP1 and MNAP2 are different in the content of Mo and Ni, MNAP1 is to adjust the content of Mo and Ni to 10% by weight, respectively, MNAP2 to adjust the content of Mo and Ni to 20% by weight, respectively It is.

2) 촉매-흡수제를 이용한 H2S와 NH3의 제거 및 촉매-흡수제의 재생2) Removal of H 2 S and NH 3 by catalyst-absorber and regeneration of catalyst-absorber

제조한 MNAP1와 MNAP2 촉매-흡수제를 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으 로 H2S와 NH3의 제거 및 촉매-흡수제의 재생의 1 사이클을 실시하였다.One cycle of the removal of H 2 S and NH 3 and the regeneration of the catalyst-absorbent were carried out in the same manner as in Example 1 using the prepared MNAP1 and MNAP2 catalyst-absorbers.

실시예 4Example 4

실시예 3에서 제조한 MNAP1와 MNAP2 촉매-흡수제를 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 H2S와 NH3의 제거 및 촉매-흡수제의 재생의 10 사이클을 실시하였다.Ten cycles of H 2 S and NH 3 removal and catalyst-absorbent regeneration were carried out in the same manner as in Example 1 using the MNAP1 and MNAP2 catalyst-absorbers prepared in Example 3.

이하에서는, 상기 실시예의 MNA, MNAP 계열의 촉매-흡수제에 대한 H2S와 NH3 제거 능력 및 재생 후의 H2S와 NH3 제거 능력의 결과를 기술한다.Hereinafter, the embodiment of MNA, MNAP series of catalyst will be described the results of the H 2 S and NH 3 removal of the absorbent capacity and the H 2 S and NH 3 removal after regeneration ability.

전술한 실시예 1과 3에 따른 MNA1, MNA2, MNAP1, MNAP2 촉매-흡수제에 대한 H2S 제거효율 및 NH3 제거 효율을 도 3에 나타내었다. 이로부터, 모든 촉매-흡수제는 파과점까지 98%의 H2S 제거 능력을 나타내는 것과, MNA1, MNA2와 MNAP1의 촉매-흡수제는 NH3 제거 능력을 95%정도를 유지하다가 H2S의 제거 능력이 감소되어 반응기 출구로 H2S의 농도가 검출되는 시점에서 급격하게 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, MNAP2 촉매 흡수제의 경우 H2S 제거 능력이 300분 정도 지속되는 반면 NH3 제거 능력 180분 정도 유지되다가 감소하는 것을 볼 수 있다.H 2 S removal efficiency and NH 3 removal efficiency for MNA1, MNA2, MNAP1, and MNAP2 catalyst-absorbents according to Examples 1 and 3 described above are shown in FIG. 3. From this, all catalyst-absorbers exhibit 98% H 2 S removal capacity up to the breakthrough point, while the catalyst-absorbers of MNA1, MNA2 and MNAP1 maintain 95% NH 3 removal capacity and H 2 S removal capacity. It can be seen that this decrease is rapidly decreasing when the concentration of H 2 S is detected at the outlet of the reactor. In addition, in the case of the MNAP2 catalyst absorbent H 2 S removal capacity is maintained for about 300 minutes while the NH 3 removal capacity is maintained for about 180 minutes can be seen to decrease.

또한, 전술한 실시예 2와 4에 따른 H2S와 NH3 제거 실험 및 재생 실험을 10회 반복한 후의 H2S 제거효율 및 NH3 제거 효율을 도 4에 나타내었다. 이로부터, MNA1, MNAP1과 MNAP2 촉매-흡수제는 10 사이클의 반복 회수에도 H2S 제거 능력이나 NH3 제거 능력의 감소 없이 처음의 반응 활성을 유지하는 것을 볼 수 있다. 그러나 MNA2 촉매-흡수제는 2 사이클부터 95%의 NH3의 제거 능력이 180분까지 지속되다가 급격하게 감소되었고, H2S 제거 능력은 10 사이클까지 유지됨을 확인하였다. In addition, it exhibited the H 2 S and NH 3 removal test and the regeneration test 10 times one after the H 2 S removal efficiency and NH 3 removal efficiency according to the above-described embodiments 2 and 4 in Fig. From this, it can be seen that the MNA1, MNAP1 and MNAP2 catalyst-absorbers maintain the initial reaction activity even after 10 cycles of repetition without any reduction in H 2 S removal capacity or NH 3 removal capacity. However, it was confirmed that the MNA2 catalyst-absorber decreased rapidly from 2 cycles of 95% of NH 3 to 180 minutes and then rapidly decreased, and the H 2 S removal capacity was maintained up to 10 cycles.

결국, 실시예들의 결과로부터 MNA1, MNA2 및 MNAP1 촉매-흡수제의 안정성은 매우 뛰어나고, 이러한 촉매-흡수제는 1회용이 아니라 재생을 통해 장기간 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed from the results of the examples that the stability of the MNA1, MNA2 and MNAP1 catalyst-absorber is very excellent, and such a catalyst-absorber can be used for a long time through regeneration rather than disposable.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 촉매-흡수제는 H2S와 NH3의 동시 제거능력이 뛰어나며 빠른 재생 능력을 갖는다. 또한 H2S와 NH3의 제거를 수회 반복한 후에도, H2S와 NH3의 동시제거 능력이 감소하지 않고 안정되게 유지할 수 있다. 따라서, 기존의 IGCC 시스템에 본 발명의 촉매-흡수제를 적용함으로써 보다 경제적이고도 간편하게 H2S와 NH3를 제거할 수 있다.As described above, the catalyst-absorber of the present invention is excellent in the simultaneous removal of H 2 S and NH 3 and has a rapid regeneration ability. In addition, even after repeated removal of H 2 S and NH 3 several times, the ability to remove H 2 S and NH 3 at the same time can be maintained stably without decreasing. Therefore, by applying the catalyst-absorber of the present invention to the existing IGCC system, it is possible to remove H 2 S and NH 3 more economically and simply.

Claims (9)

Mo과 Ni를 포함하는 활성성분 2~80 중량%; 및2 to 80% by weight of active ingredient including Mo and Ni; And 상기 활성성분을 분산시키는 지지체 성분 20~98중량%를 함유하고,20 to 98% by weight of the support component for dispersing the active ingredient, 상기 지지체 성분은 Al2O3 또는 AlPO4 이고, 상기 활성 성분 중 Mo가 1 ~ 30중량% 및 Ni가 1 ~ 30중량%의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제.The support component is Al 2 O 3 or AlPO 4 , characterized in that the removal of H 2 S and NH 3 at the same time, characterized in that the Mo in the range of 1 to 30% by weight and Ni is 1 to 30% by weight. Molybdenum-based catalyst-absorber for 삭제delete 삭제delete i) Mo과 Ni를 포함하는 활성 성분 및 이의 지지체 성분의 질산염 화합물 또는 염화염 화합물을 증류수에 용해시키고, 이렇게 제조된 전구 용액에 0.1 ~ 3M의 알칼리 용액을 적가하여 침전물을 생성시키는 단계; i) dissolving the nitrate compound or chloride compound of the active ingredient including Mo and Ni and a support component thereof in distilled water, and dropping an alkali solution of 0.1-3 M to the precursor solution thus prepared to produce a precipitate; ⅱ) 상기 생성된 침전물을 12시간 동안 80℃에서 숙성시킨 후, 여과액의 pH가 7이 될 때까지 증류수로 침전물을 여과하여 겔 상태의 물질을 생성시키는 단계; 및Ii) aging the resulting precipitate at 80 ° C. for 12 hours, and then filtering the precipitate with distilled water until the pH of the filtrate reaches 7 to produce a gelled substance; And ⅲ) 상기 겔 상태의 물질을 공기 분위기 하에서 승온하여 150℃에서 4시간 건조시킨 후, 다시 승온하여 700℃에서 4시간 소성시키는 단계를 포함하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제의 제조방법.Iii) Molybdenum system for simultaneously removing the H 2 S and NH 3 comprising the step of heating the gel material in an air atmosphere to dry at 150 ℃ for 4 hours, and then again heated at 700 ℃ for 4 hours Process for preparing a catalyst-absorbent. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 알칼리 용액의 농도는 0.5 ~ 2M 인 것을 특징으로 하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제의 제조방법.The concentration of the alkaline solution is 0.5 ~ 2M, characterized in that for producing a molybdenum-based catalyst-absorber for removing H 2 S and NH 3 at the same time. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 알칼리 용액은 NaOH, Na2CO3, NH4OH, (NH4)2CO3, KOH, K2CO3 로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 수용액인 것을 특징으로 하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제의 제조방법.The alkaline solution is NaOH, Na 2 CO 3 , NH 4 OH, (NH 4 ) 2 CO 3 , KOH, K 2 CO 3 , characterized in that one aqueous solution selected from the group consisting of, H 2 S and NH 3 Method of preparing a molybdenum-based catalyst-absorber for simultaneously removing. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 단계 ⅰ)에 있어서, 지지체 성분으로서 AlPO4를 사용하는 경우에는, Al 을 증류수에 용해시킨 후 여기에 A12O3와 동일한 몰수의 H3PO4를 첨가하여 전구 용액을 생성하고, 이 전구 용액에 0.5 ~3M의 NH3OH 및 NaOH 용액을 적가하여 침전물을 생성시키는 것을 특징으로 하는, H2S와 NH3를 동시에 제거하기 위한 몰리브덴계 촉매-흡수제의 제조방법.In the step iii), in the case of using AlPO 4 as the support component, Al is dissolved in distilled water, and then the same number of moles of H 3 PO 4 as A1 2 O 3 is added thereto to generate a precursor solution. A method for preparing a molybdenum catalyst-absorber for simultaneously removing H 2 S and NH 3 , characterized in that a precipitate is added dropwise to a solution of 0.5-3 M NH 3 OH and NaOH. 삭제delete 삭제delete
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090950A (en) 1977-04-26 1978-05-23 Sun Petroleum Products Company Process for manufacturing refrigeration oils
KR930701228A (en) * 1990-06-25 1993-06-11 윌리암 제랄드 덕 Hydrogenation Catalytic Catalyst
KR960010083B1 (en) * 1993-11-09 1996-07-25 조말수 Process for the preparation of ammonium thiosulfate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090950A (en) 1977-04-26 1978-05-23 Sun Petroleum Products Company Process for manufacturing refrigeration oils
KR930701228A (en) * 1990-06-25 1993-06-11 윌리암 제랄드 덕 Hydrogenation Catalytic Catalyst
KR960010083B1 (en) * 1993-11-09 1996-07-25 조말수 Process for the preparation of ammonium thiosulfate

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