KR100892381B1 - Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst - Google Patents

Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst Download PDF

Info

Publication number
KR100892381B1
KR100892381B1 KR1020080123196A KR20080123196A KR100892381B1 KR 100892381 B1 KR100892381 B1 KR 100892381B1 KR 1020080123196 A KR1020080123196 A KR 1020080123196A KR 20080123196 A KR20080123196 A KR 20080123196A KR 100892381 B1 KR100892381 B1 KR 100892381B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
activated carbon
boron
surfactant
regeneration
waste
Prior art date
Application number
KR1020080123196A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조철희
이재용
유정민
전종기
박영권
최재환
박혜민
Original Assignee
지이큐솔루션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지이큐솔루션 주식회사 filed Critical 지이큐솔루션 주식회사
Priority to KR1020080123196A priority Critical patent/KR100892381B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100892381B1 publication Critical patent/KR100892381B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/48Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
    • B01J38/50Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended using organic liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/02Heat treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

A regeneration method for activity of spent activated carbon catalysts is provided to offer regeneration activated charcoal having a NO conversion rate and a high removal rate of boron economically while preventing environmental contamination. A regeneration method for activity of spent activated carbon catalysts includes the following steps of: putting boron-adsorbed spent activated carbon in an aqueous solution including a surfactant; extracting boron by reacting the boron-adsorbed spent activated carbon and the aqueous solution; drying the boron-extracted spent activated carbon in 90°C ~ 150°C for 1 ~ 4 hours; and plasticizing the dried activated carbon in 400°C ~ 550°C for 1 ~ 4 hours. The surfactant is an antifoaming agent.

Description

폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법{METHOD FOR REGENERATION OF ACTIVITY OF SPENT ACTIVATED CARBON CATALYST}Activation and Regeneration Method of Waste Activated Carbon Catalyst {METHOD FOR REGENERATION OF ACTIVITY OF SPENT ACTIVATED CARBON CATALYST}

본 발명은 LCD 제조 공정 등에서 배출되는 붕소를 함유한 폐가스 중의 질소산화물(NOx) 제거에 사용하고 폐기되는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 붕소 침적에 의해 감소된 활성탄계 촉매의 질소산화물 저감 성능을 향상시키는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for activating and regenerating a waste activated carbon catalyst used for removing nitrogen oxides (NO x ) in waste gas containing boron discharged from an LCD manufacturing process and the like, and more particularly, an activated carbon system reduced by boron deposition. The present invention relates to a method for activating and regenerating a waste activated carbon catalyst for improving the nitrogen oxide reduction performance of the catalyst.

질소산화물(NOx)은 황산화물(SOx)과 더불어 산성비의 주요 원인일 뿐만 아니라 광화학 스모그를 유발시키는 주요 대기오염물질이다. 현재 발전소, 소각로 등의 고정원에서 발생하는 배가스 중에 포함된 NOx를 제거하는 기술로는 촉매를 이용한 선택적 촉매 환원법(SCR, Selective Catalystic Reduction)이 기술적, 경제적인 면에서 가장 우수하다고 알려져 있다. SCR 기술에서 가장 중요한 것은 여기에 사용되는 촉매의 성능인데, SCR 공정 투자비의 30 내지 40%가 촉매가격인 것으로 알려져 있다. 촉매를 이용한 SCR기술은 NOx를 N2로 제거하는데 있어 매우 효율적인 기술이나 촉매의 마모, 교환, 피독성으로 인하여 NOx의 전환율을 감소시키는 문제점이 있었다. 특히 LCD 제조 공정 등에서 배출되는 붕소를 함유한 폐가스 중의 질소산화물(NOx) 제거에 사용하는 활성탄계 SCR 촉매는 붕소의 침적으로 인하여 촉매 내의 세공을 막거나 활성점을 덮게 되어 비활성화가 일어나게 되고, 이로 인하여 수명이 매우 짧아진다는 문제점이 있다. Nitrogen oxides (NO x ), along with sulfur oxides (SO x ), are not only a major cause of acid rain, but also major air pollutants that cause photochemical smog. At present, as a technique for removing NO x contained in flue gas generated from a stationary source such as a power plant and an incinerator, a selective catalytic reduction (SCR) using a catalyst is known to be the best in terms of technology and economics. The most important aspect of the SCR technology is the performance of the catalyst used here, and it is known that 30 to 40% of the SCR process investment is the catalyst price. SCR technology using a catalyst is a very efficient technology for removing NO x with N 2 , but there is a problem in reducing the conversion of NO x due to wear, exchange and toxicity of the catalyst. In particular, activated carbon-based SCR catalysts used to remove nitrogen oxides (NO x ) in boron-containing waste gas discharged from LCD manufacturing processes, etc., are inactivated due to the deposition of boron to block pores in the catalyst or to cover active sites. Due to this there is a problem that the life is very short.

이와 관련하여, 미국특허 제6,395,665호는 중금속(As)으로 피독된 SCR 폐촉매의 재생을 위하여 황산(H2SO4)이나 암모니아 수용액을 포함하고 있는 세정액으로 촉매를 세정하는 방법을 개시하고 있다. 미국특허 제4,615,991호는 SCR 폐촉매의 세정 및 재생을 위하여 옥살산 수용액을 이용하여 세척한 후 텅스텐(W) 성분을 다시 함침하는 방법을 개시하고 있다. 대한민국특허 제626925호는 이러한 폐촉매를 표면 활성물질인 음이온 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 금속화합물 등을 이용하여 세정하여 재생하는 방법을 개시하고 있다. 대한민국특허 제668926호는 알칼리금속, 알칼리토금속 및 중금속 등의 성분에 의해 오염되어 질소산화물 제거 성능이 크게 떨어진 하니컴형 SCR 폐촉매를 포름산(Formic acid) 세정액을 이용하여 오염되기 전 촉매의 성능을 회복할 수 있도록 SCR 폐촉매를 재생하는 방법을 개시하고 있다. 대한민국 공개특허공보 제2008-24925호는 폐탈질 촉매를 증류수에 침지시키고 초음파를 발진시켜 세척하는 단계를 포함하는 재생 방법을 개시하고 있다. In this regard, U. S. Patent No. 6,395, 665 discloses a method for cleaning a catalyst with a cleaning solution containing sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or an aqueous ammonia solution for regeneration of SCR spent catalyst poisoned with heavy metal (As). U.S. Patent No. 4,615,991 discloses a method of washing with an aqueous oxalic acid solution and then impregnating the tungsten (W) component for cleaning and regeneration of the SCR spent catalyst. Korean Patent No. 626925 discloses a method of cleaning and recycling such a waste catalyst by using an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a metal compound, or the like as a surface active material. Korean Patent No. 668926 is a honeycomb type SCR waste catalyst that is contaminated by alkali metals, alkaline earth metals, heavy metals, etc., and has greatly removed nitrogen oxides. A method for regenerating an SCR spent catalyst is disclosed. Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-24925 discloses a regeneration method comprising immersing a waste denitrification catalyst in distilled water and washing by oscillating ultrasonic waves.

이러한 비활성화 요인에 의해 촉매활성이 저하된 폐탈질 촉매를 재생하기 위한 종래의 기술들은 산 또는 알칼리 용액을 사용하여 촉매의 표면에 증착된 피독물질을 제거시키는 화학적 방법 등을 통하여 촉매성능을 복원하는 방법에 관한 것이다. 그러나 매우 작은 기공 크기를 갖는 활성탄 촉매의 세공 내에 포함된 기포로 인하여 세공 내로 세정액이 침투하기 어려워 세척이 잘 이루어지지 않는다는 단점이 있다. 또한 여러 피독물질을 제거하기 위하여 다양한 세정성분을 사용해야 하고, 세정 후 폐액의 처리 문제가 발생한다. Conventional techniques for regenerating a waste denitrification catalyst whose catalytic activity is deteriorated due to such deactivation factors are methods of restoring catalytic performance through a chemical method of removing poisonous substances deposited on the surface of the catalyst using an acid or alkaline solution. It is about. However, due to the bubbles contained in the pores of the activated carbon catalyst having a very small pore size, it is difficult to penetrate the cleaning liquid into the pores, and thus there is a disadvantage in that the washing is not performed well. In addition, in order to remove various poisoning substances, various cleaning components should be used, and after cleaning, problems with the disposal of the waste solution occur.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 붕소가 흡착된 활성탄을 계면활성제, 바람직하게는 소포제를 포함하는 수용액에 넣어 60 내지 90℃의 온도 및 10 내지 50 torr의 압력 하에서 30 내지 60분 동안 반응시켜 붕소를 추출하는 단계; 상기 붕소가 제거된 활성탄을 90 내지 150℃의 공기에서 1 내지 4시간 동안 건조시키는 단계; 및 질소 분위기 하에 상기 건조된 활성탄을 400 내지 550℃의 온도에서 1 내지 4시간 동안 소성시키는 단계를 포함하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the boron-adsorbed activated carbon in an aqueous solution containing a surfactant, preferably an antifoaming agent and a temperature of 60 to 90 ℃ and pressure of 10 to 50 torr Under reaction for 30 to 60 minutes to extract boron; Drying the boron-free activated carbon in air at 90 to 150 ° C. for 1 to 4 hours; And calcining the dried activated carbon at a temperature of 400 to 550 ° C. for 1 to 4 hours under a nitrogen atmosphere.

본 발명은 용매로서 유기 용매 대신에 물을 사용함으로써 환경오염을 예방하면서도 경제적인 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법을 제공할 뿐만 아니라 계면활 성제, 특히 소포제를 포함함으로써 높은 붕소 제거율 및 NO 전환율을 갖는 재생활성탄을 제공한다. The present invention not only provides an economical method for activating and regenerating waste activated carbon catalysts while preventing environmental pollution by using water instead of an organic solvent as a solvent, but also includes a surfactant, in particular an antifoaming agent, thereby having a high boron removal rate and a NO conversion rate. To provide activated carbon.

이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 붕소가 흡착된 활성탄을 계면활성제를 포함하는 수용액에 넣어 반응시켜 붕소를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for activated regeneration of a waste activated carbon catalyst comprising the step of extracting boron by reacting boron-adsorbed activated carbon in an aqueous solution containing a surfactant.

특히, 본 발명은 붕소가 흡착된 활성탄을 계면활성제, 바람직하게는 소포제를 포함하는 수용액에 넣어 60 내지 90℃의 온도 및 10 내지 50 torr의 압력 하에서 30 내지 60분 동안 반응시켜 붕소를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법에 관한 것이다.In particular, the present invention is the step of extracting boron by reacting the boron-adsorbed activated carbon in an aqueous solution containing a surfactant, preferably an antifoaming agent for 30 to 60 minutes at a temperature of 60 to 90 ℃ and a pressure of 10 to 50 torr It relates to an activated regeneration method of the waste activated carbon catalyst comprising a.

또한, 본 발명은 상기 붕소가 제거된 활성탄을 90 내지 150℃의 공기에서 1 내지 4시간 동안 건조시키는 단계를 포함한다.In addition, the present invention includes the step of drying the boron-removed activated carbon in air of 90 to 150 ℃ for 1 to 4 hours.

또한, 본 발명은 상기 건조된 활성탄을 질소 분위기 하에 400 내지 550℃의 온도에서 1 내지 4시간 동안 소성시키는 단계를 포함한다. In addition, the present invention includes the step of firing the dried activated carbon for 1 to 4 hours at a temperature of 400 to 550 ℃ under a nitrogen atmosphere.

본 발명은 계면활성제를 수용액의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 0.8 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 계면활성제로는 소포제가 바람직하다. 상기 계면활성제의 함량이 0.1 중량% 미만이면 표면장력이 커서 폐활성탄으로부터 붕소의 탈착이 어렵고, 1 중량%를 초과하면 거의 동일한 표면장력을 유지함에도 불구하고 소포제 사용량이 증가하여 바람직하지 않다.The present invention may comprise a surfactant at 0.1 to 1% by weight, preferably 0.5 to 0.8% by weight, most preferably 0.5% by weight based on the total weight of the aqueous solution. As said surfactant, an antifoamer is preferable. If the amount of the surfactant is less than 0.1% by weight, the surface tension is large, so that desorption of boron from the waste activated carbon is difficult. If the content is more than 1% by weight, the amount of the antifoaming agent is increased, although it is not preferable.

도 1의 그래프는 폐활성탄의 무게당 표면장력을 나타낸 것이다. 표면장력은 폐활성탄이 붕소를 흡착하고 있는 힘을 나타내는 기준으로 표면장력이 작다는 것은 붕소를 쉽게 탈착할 수 있다는 것을 의미한다.1 shows the surface tension per weight of the waste activated carbon. Surface tension is a criterion that indicates the strength of waste activated carbon adsorbing boron. The small surface tension means that boron can be easily desorbed.

계면활성제는 물의 표면장력을 30 mN/m 이하로 감소시킨다. 수용액에서 계면활성제의 농도가 어느 정도 높아지면, 단순 분산 상태였던 계면활성제가 집합체(미셀)를 형성한다. 이때의 농도를 임계미셀농도(critical micelle concentration;약칭 CMC)라고 하며, 그 이상의 계면활성제를 넣어도 더 이상 표면장력은 감소하지 않는다. 따라서 계면활성제의 농도를 증가시키면서 표면 장력이 더 이상 감소하지 않는 CMC를 측정하여 CMC 농도만큼 계면활성제를 투입하는 것이 가장 효과적이라 할 수 있다.Surfactants reduce the surface tension of water to 30 mN / m or less. When the concentration of the surfactant is increased to some extent in the aqueous solution, the surfactant, which was in a simple dispersed state, forms an aggregate (micelle). The concentration at this time is called the critical micelle concentration (abbreviated CMC), and even more surfactants do not decrease the surface tension. Therefore, it can be said that it is most effective to measure the CMC whose surface tension is no longer reduced while increasing the concentration of the surfactant, and injecting the surfactant by the CMC concentration.

본 발명에 있어서 수용액의 온도는 60 내지 90℃, 바람직하게는 70 내지 90℃, 가장 바람직하게는 70 내지 80℃이다. 수용액의 온도가 60℃ 미만이면 처리된 활성탄의 NOx 전환율이 저하되어 바람직하지 않고, 90℃를 초과하면 에너지 사용량 대비 붕소의 제거율 및 NOx 전환율이 저하되어 바람직하지 않다.In this invention, the temperature of aqueous solution is 60-90 degreeC, Preferably it is 70-90 degreeC, Most preferably, it is 70-80 degreeC. If the temperature of the aqueous solution is less than 60 ℃ reduced the NO x conversion of the treated activated carbon is not preferable, and if it exceeds 90 ℃ the removal rate of boron and NO x conversion relative to the energy consumption is not preferred.

또한, 본 발명에 따른 붕소 추출 단계는 30 내지 60분 동안 수행되는 것이 바람직하다. 추출 시간이 30분 미만이면 붕소의 불완전한 추출이 이루어지고, 60분을 초과하면 폐활성탄의 기계적인 강도가 낮아져 바람직하지 않다.In addition, the boron extraction step according to the invention is preferably carried out for 30 to 60 minutes. If the extraction time is less than 30 minutes, incomplete extraction of boron is achieved, and if it exceeds 60 minutes, the mechanical strength of the waste activated carbon is lowered, which is not preferable.

도 2의 그래프는 온도별 NOx 전환율을 나타낸 그래프이다. 70 내지 90℃의 물에서 붕소의 제거율 및 NOx 전환율이 증가하며, 붕소의 용해도 곡선을 살펴보면 온도가 증가함에 따라 붕소의 용해도가 증가함을 알 수 있다.2 is a graph showing the NO x conversion rate for each temperature. The removal rate of boron and NO x conversion in water of 70 to 90 ℃ increases, and looking at the solubility curve of boron it can be seen that the solubility of boron increases with increasing temperature.

또한, 본 발명은 진공상태, 특히 10 내지 50 torr의 압력 조건 하에서 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 압력 조건과 붕소 탈착과의 관계를 실험을 통해 조사하였을 때, 붕소 제거율 및 NOx 전환율 관점에서 10 내지 30 torr의 압력 조건이 가장 바람직하다. 압력이 10 torr 미만이면 에너지 사용 대비 효율이 저하되고, 50 torr를 초과하면 진공에서의 붕소 탈착 효율이 저하되어 바람직하지 않다.In addition, the present invention is preferably carried out under vacuum, in particular under pressure conditions of 10 to 50 torr. In addition, when the relationship between the pressure conditions and boron desorption is examined through experiments, the pressure conditions of 10 to 30 torr are most preferable in terms of boron removal rate and NO x conversion rate. If the pressure is less than 10 torr, the efficiency of energy use is lowered. If the pressure is more than 50 torr, the boron desorption efficiency in the vacuum is lowered, which is not preferable.

폐활성탄이 있는 수용액에 진공을 가하면 폐활성탄 내부의 기공(pore)에서 기포가 발생하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 진공상태에서 붕소의 탈착이 이루어지고 있다는 것을 의미한다. 이와 같은 압력 조건은 10 내지 30분 동안 유지되는 것이 바람직하다. 압력 조건이 10분 미만이면 붕소의 충분한 탈착을 유도하기 어렵고, 30분을 초과하면 에너지의 투입 대비 탈착 효율이 증가하지 않아 바람직하지 않다.When vacuum is applied to the aqueous solution containing waste activated carbon, it can be seen that bubbles are generated in pores in the waste activated carbon, which means that boron is being desorbed in a vacuum state. Such pressure conditions are preferably maintained for 10 to 30 minutes. If the pressure condition is less than 10 minutes, it is difficult to induce sufficient desorption of boron, and if it exceeds 30 minutes, the desorption efficiency does not increase compared to the input of energy, which is not preferable.

본 발명은 붕소가 추출된 폐활성탄을 건조시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 건조 단계는 90 내지 150℃의 공기에서 1 내지 4시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.The present invention may further comprise the step of drying the waste activated carbon from which boron is extracted. The drying step is preferably performed for 1 to 4 hours in the air of 90 to 150 ℃.

본 발명은 폐활성탄을 소성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 소성 단계는 질소 분위기 하에 상기 건조된 활성탄을 400 내지 550℃의 온도에서, 1 내지 4시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. The present invention may further comprise calcining the waste activated carbon. The firing step is preferably carried out for 1 to 4 hours at a temperature of 400 to 550 ℃ the dried activated carbon under a nitrogen atmosphere.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1(활성탄 분석) 1 (activated carbon analysis)

신규활성탄과 폐활성탄의 금속 성분을 분석하고, 비표면적 및 NO 전환율을 측정하였다. 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 폐활성탄의 붕소 성분은 매우 높고, 비표면적은 매우 낮음을 알 수 있다. NOX 전환율 또한 신규 및 재생활성탄은 비슷한 성능을 보이지만, 폐활성탄은 매우 낮은 활성을 나타낸다.The metal constituents of fresh activated carbon and waste activated carbon were analyzed, and the specific surface area and NO conversion were measured. As shown in Table 1, it can be seen that the boron component of the waste activated carbon is very high, and the specific surface area is very low. NO X conversion also shows similar performances for new and regenerated activated carbon, whereas spent activated carbon shows very low activity.

Figure 112008083999280-pat00001
Figure 112008083999280-pat00001

실시예Example 2( 2( 상압Atmospheric pressure 처리 실험) Treatment experiment)

오일 배스(oil bath)에 실리콘 오일을 채운 후 60℃까지 가열하였다. 둥근 플라스크에 폐활성탄 20 g과 증류수 300 ml를 넣은 후, 둥근 플라스크와 회전 농축기(Rotary Evaporator) 입구 부분에 그리스(grease)를 얇게 바르고 상기 회전 농축기에 둥근 플라스크를 장착하였다. 칠러(chiller)를 작동시켜 냉각수를 순환시키고, 둥근 플라스크를 오일 배스에 담근 후 분당회전수(rpm)를 22 정도로 맞추어 작동시켰다. 일정 시간이 경과한 후 용액으로부터 활성탄을 걸러 따로 보관하였다. 활성탄은 100℃에서 10시간 동안 건조 시킨 후 데시케이터에 보관하였고, 그 일부를 다시 400℃에서 공기 중에서 소성하여 데시케이터에 보관하였다.The oil bath was filled with silicone oil and heated to 60 ° C. After putting 20 g of waste activated carbon and 300 ml of distilled water into a round flask, a thin layer of grease was applied to the round flask and the entrance of the rotary evaporator, and the round flask was mounted on the rotary concentrator. The chiller was operated to circulate the coolant, the round flask was immersed in an oil bath, and the rpm was set to 22 rpm. After a certain period of time, activated carbon was filtered out of the solution and stored separately. Activated charcoal was dried at 100 ° C. for 10 hours and then stored in a desiccator, and some of the activated carbon was further calcined in air at 400 ° C. and stored in a desiccator.

상기 실험을 10℃ 간격으로 온도를 상승시켜 반복하였으며, 붕소의 농도, NO 전환율 및 비표면적을 조사하였다. 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 90℃의 온도에서 처리한 재생활성탄은 다른 온도에 비해 매우 높은 활성을 나타내었으며, 신규활성탄의 활성 대비 약 73%의 활성을 보여주었다. 폐활성탄이 8.7%의 활성을 보인 것에 비해 괄목할만한 활성 증가를 나타내었다. 특히 건조만 수행한 것에 비해, 추가로 소성한 경우 비표면적이 증가하였다.The experiment was repeated by raising the temperature at 10 ° C. intervals and the concentration of boron, NO conversion and specific surface area were investigated. As shown in Table 2 below, the regenerated activated carbon treated at a temperature of 90 ° C. showed very high activity compared to other temperatures, and showed about 73% of the activity of the new activated carbon. The waste activated carbon showed a remarkable increase in activity compared to 8.7%. In particular, the specific surface area increased with the additional firing, compared with drying only.

Figure 112008083999280-pat00002
Figure 112008083999280-pat00002

한편 반응 시간이 재생활성탄의 활성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 70℃의 온수에서 다양한 반응 시간을 적용하여 붕소를 제거한 후, 실시예 1과 동일한 건조 및 소성 단계를 통해 활성탄을 재생시켰다. 하기 표 3에 나타낸 바와 같이, 60분 동안 처리했을 때 비표면적과 활성이 가장 우수함을 알 수 있다.Meanwhile, in order to determine the effect of the reaction time on the activity of the regenerated activated carbon, various reaction times were applied in hot water at 70 ° C. to remove boron, and the activated carbon was regenerated through the same drying and firing steps as in Example 1. As shown in Table 3 below, it can be seen that the specific surface area and activity are the best when treated for 60 minutes.

Figure 112008083999280-pat00003
Figure 112008083999280-pat00003

실시예Example 2(진공 처리 실험) 2 (vacuum treatment experiment)

회전 농축기에 아스피레이터(aspirator)를 설치하고, 오일 배스에 실리콘 오일을 채운 후 70℃까지 가열하였다. 둥근 플라스크에 폐활성탄 20 g과 증류수 300 ml를 넣은 후, 상기 회전 농축기에 둥근 플라스크를 장착하고 칠러(chiller)를 작동시켜 냉각수를 순환시켰다. 회전 농축기에 설치된 아스피레이터를 작동시켜 30 torr 정도의 진공을 걸고 약 10분간 유지하였다. 이후, 둥근 플라스크를 오일 배스에 담그고 분당회전수(rpm)를 22 정도로 맞추어 작동시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄과 용액을 처리하였다.An aspirator was installed in the rotary concentrator, and the oil bath was filled with silicone oil and heated to 70 ° C. After putting 20 g of waste activated carbon and 300 ml of distilled water into a round flask, a round flask was mounted in the rotary concentrator and a chiller was operated to circulate cooling water. The aspirator installed in the rotary concentrator was operated to apply a vacuum of about 30 torr and maintained for about 10 minutes. The round flask was then immersed in an oil bath and operated at 22 rpm. Thereafter, activated carbon and a solution were treated in the same manner as in Example 1.

하기 표 4는 활성탄 재생시의 진공처리 효과를 나타내고 있다. 30 torr 정도의 진공을 걸고 약 10분간 유지한 후에 기포 발생이 보이지 않게 된 후, 상압 반응을 수행한 결과, 붕소 제거율과 NO 전환율이 증가하는 것을 알 수 있었다.Table 4 below shows the vacuum treatment effect upon activated carbon regeneration. After the vacuum of about 30 torr was maintained for about 10 minutes, bubbles were not observed, and the atmospheric pressure reaction was performed. As a result, boron removal rate and NO conversion were increased.

Figure 112008083999280-pat00004
Figure 112008083999280-pat00004

실시예Example 3(계면활성제 처리 실험) 3 (surfactant treatment experiment)

계면활성제로는 소포제와 분산제를 사용하였다. 소포제로는 FC-250S((주)지엘켐)를 사용하였고, 분산제로는 SN-DISPERSANT 44S(한국산노프)를 사용하였다.Defoamer and dispersant were used as surfactant. FC-250S (GE Chem Co., Ltd.) was used as an antifoaming agent, and SN-DISPERSANT 44S (Sanoff Korea Co., Ltd.) was used as a dispersant.

계면활성제의 첨가에 의한 표면장력 저하 효과는 가장 널리 알려진 드노이링(Du Nouy ring) 방법을 사용하여 측정하였다. 링 방법(Ring Method)은 백금(platinum)링을 사용하였는데 링을 물 표면에 살짝 올려놓고 위로 서서히 당기면 물이 링과 함께 따라 올라가는데 아래쪽에서 당기는 힘과 위쪽에서 링이 당기는 힘이 같아질 때까지 물이 올라가다가 링이 당기는 힘이 아래와 비교해서 약해질 때 물이 링으로부터 떨어지는데 이때의 힘을 측정하여 표면장력을 계산하였다.The surface tension lowering effect by the addition of surfactant was measured using the most widely known Du Nouy ring method. The ring method uses a platinum ring, which is placed on the surface of the water slightly and pulled up slowly, then the water rises with the ring until the force pulled from the bottom and the force pulled from the top are equal. When the water pulled up and the ring pulled weaker as compared to the following, the water fell from the ring and the surface tension was calculated by measuring the force at this time.

하기 표 5는 증류수 100 ml 기준으로 계면활성제 중량 당 표면장력을 나타내었다. 소포제와 분산제의 양이 증가할수록 표면장력이 감소하고, 분산제에 비하여 소포제의 표면장력 저하 효과가 훨씬 큰 것을 알 수 있다. 본 실험에 사용한 소포제의 CMC는 0.5 중량%로 측정되었다.Table 5 shows the surface tension per surfactant weight based on 100 ml of distilled water. As the amount of the antifoaming agent and the dispersant increases, the surface tension decreases, and it can be seen that the surface tension lowering effect of the antifoaming agent is much greater than that of the dispersant. CMC of the antifoaming agent used in this experiment was measured at 0.5% by weight.

Figure 112008083999280-pat00005
Figure 112008083999280-pat00005

하기 표 6에는 90℃에서 폐활성탄에 흡착된 붕소를 제거한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 건조 및 소성 단계를 통해 폐활성탄을 재생시켰을 때, 계면활성제가 활성탄 재생에 미치는 영향을 나타내었다. 소포제(FC-250S)를 사용했을 때 붕소의 제거율이 82.6%로 계면활성제를 사용하지 않은 경우 보다 증가했으며, 또한 NO 전환율 또한 44.6%로 증가함을 알 수 있다.In Table 6, after removing boron adsorbed to the waste activated carbon at 90 ℃, when the waste activated carbon is regenerated through the drying and calcining step in the same manner as in Example 1, the effect of the surfactant on the activated carbon regeneration. When the antifoaming agent (FC-250S) was used, the removal rate of boron was 82.6%, which was higher than that of no surfactant, and the NO conversion was also increased to 44.6%.

Figure 112008083999280-pat00006
Figure 112008083999280-pat00006

소성 조건에 따른 효과를 하기 표 7에 나타내었다. 표 7에 나타낸 바와 같이, 550℃에서 2시간 동안 질소처리를 한 재생활성탄이 가장 높은 활성을 나타내었으며, NO 전환율 또한 가장 우수하였다.The effects of the firing conditions are shown in Table 7 below. As shown in Table 7, the regenerated activated carbon subjected to nitrogen treatment at 550 ° C. for 2 hours showed the highest activity, and the NO conversion was also excellent.

Figure 112008083999280-pat00007
Figure 112008083999280-pat00007

재생활성탄의 붕소의 함량은 ICP로 분석하였고, 건조 및 소성을 거친 재생 활성탄의 원소는 초강산 용액을 사용하여 용해시킨 후에 ICP로 분석하였다. 재생활성탄의 비표면적은 마이크로메리틱스 ASAP 2010(Micromeritics ASAP 2010)을 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 활성탄 시료를 건조시키고 0.3g의 시료를 장착하여 5시간동안 250℃의 온도 및 진공 하에서 열처리 또는 전처리한 후, 77K에서 질소를 흘려주어 비표면적을 측정하였다. 원-포인트(1-point) 표면적은 벨 재팬(Bell Japan)의 Bell Cat 장치를 사용하여 연속 흐름식으로 측정하였다. 한편, 재생활성탄의 물리적 강도는 UTM(Hounsfield, H25KS)를 사용하여 측정하였다.The boron content of the regenerated activated carbon was analyzed by ICP, and the elements of the regenerated activated carbon, which had been dried and calcined, were dissolved by using a super acid solution and analyzed by ICP. The specific surface area of the regenerated activated carbon was measured using a Micromeritics ASAP 2010. Specifically, the activated carbon sample was dried, 0.3 g of the sample was mounted, heat treated or pretreated at 250 ° C. and vacuum for 5 hours, and then nitrogen was flown at 77 K to measure the specific surface area. One-point surface area was measured in a continuous flow using a Bell Cat device from Bell Japan. On the other hand, the physical strength of the activated carbon was measured using UTM (Hounsfield, H25KS).

도 1은 계면활성제의 농도에 따른 표면 장력의 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the change of the surface tension according to the concentration of the surfactant.

도 2는 수용액의 특정 온도에서 재생 활성탄의 NO 전환율을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the NO conversion of regenerated activated carbon at a specific temperature of the aqueous solution.

Claims (9)

폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법에 있어서,In the activated regeneration method of the waste activated carbon catalyst, 붕소가 흡착된 폐활성탄을 계면활성제를 포함하는 수용액에 넣어 반응시켜 붕소를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.A method of activating and regenerating a waste activated carbon catalyst, comprising: extracting boron by reacting boron-adsorbed waste activated carbon in an aqueous solution containing a surfactant. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 붕소가 추출된 폐활성탄을 90 내지 150℃의 공기에서 1 내지 4시간 동안 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.The method of claim 1 further comprising the step of drying the boron-derived waste activated carbon in air at 90 to 150 ℃ for 1 to 4 hours. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 질소 분위기 하에 상기 건조된 활성탄을 400 내지 550℃의 온도에서 1 내지 4시간 동안 소성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.And calcining the dried activated carbon at a temperature of 400 to 550 ° C. for 1 to 4 hours under a nitrogen atmosphere. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 계면활성제가 수용액의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 1 중량%인 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.And the surfactant is 0.1 to 1% by weight based on the total weight of the aqueous solution. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 계면활성제가 소포제인 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.And said surfactant is an antifoaming agent. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 수용액의 온도가 60 내지 90℃인 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.The activated regeneration method of the waste activated carbon catalyst, characterized in that the temperature of the aqueous solution is 60 to 90 ℃. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 추출 단계가 30 내지 60분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.The regeneration process of the activated activated carbon catalyst, characterized in that the extraction step is carried out for 30 to 60 minutes. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 추출 단계가 10 내지 50 torr의 압력 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.Wherein said extraction step is performed under a pressure condition of 10 to 50 torr. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 압력 조건이 10 내지 30분 동안 가해지는 것을 특징으로 하는 폐활성탄 촉매의 활성화 재생 방법.And the pressure condition is applied for 10 to 30 minutes.
KR1020080123196A 2008-12-05 2008-12-05 Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst KR100892381B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080123196A KR100892381B1 (en) 2008-12-05 2008-12-05 Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080123196A KR100892381B1 (en) 2008-12-05 2008-12-05 Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100892381B1 true KR100892381B1 (en) 2009-04-10

Family

ID=40757440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080123196A KR100892381B1 (en) 2008-12-05 2008-12-05 Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100892381B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101154040B1 (en) * 2010-07-22 2012-06-07 지이큐솔루션 주식회사 Regeneration method for activity of spent activated carbon catalyst for selective catalytic reduction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100626925B1 (en) 1998-08-26 2006-09-20 인테크랄 엔지니어링 운트 움벨테크니크 게엠베하 METHOD FOR REGENERATING USED DeNOx OR DeDIOXIN CATALYSTS
KR100668926B1 (en) 2005-08-30 2007-01-12 한국전력공사 Method of regenerating scr catalyst
KR20080024925A (en) * 2006-09-15 2008-03-19 한국중부발전(주) Method for regeneration deactivated de-nox honeycomb catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100626925B1 (en) 1998-08-26 2006-09-20 인테크랄 엔지니어링 운트 움벨테크니크 게엠베하 METHOD FOR REGENERATING USED DeNOx OR DeDIOXIN CATALYSTS
KR100668926B1 (en) 2005-08-30 2007-01-12 한국전력공사 Method of regenerating scr catalyst
KR20080024925A (en) * 2006-09-15 2008-03-19 한국중부발전(주) Method for regeneration deactivated de-nox honeycomb catalyst

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101154040B1 (en) * 2010-07-22 2012-06-07 지이큐솔루션 주식회사 Regeneration method for activity of spent activated carbon catalyst for selective catalytic reduction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102266723B (en) Regenerating method and regenerating device for selective catalytic reduction de-nitration catalyst
US7858549B2 (en) Method for regeneration of iron-loaded denox catalysts
JP2016533872A (en) Method and apparatus for regenerating SCR denitration catalyst with microwave assistance
RU2006129927A (en) METHOD FOR RESTORING THE CATALYTIC ACTIVITY OF THE WASTE HYDROGEN TREATMENT CATALYST, THE WASTE HYDROGEN TREATMENT CATALYST HAVING THE RESTORED CATALYTIC ACTIVITY, AND WATER WELL
CZ6399A3 (en) Purification and/or regeneration process of fully or partially deactivated catalysts for removing nitrogen from chimney gases
CN101695651B (en) Copper and iron-loaded modified activated carbon absorbent and method for preparing same
CA2718246A1 (en) Method of regeneration of scr catalyst
CN108380214B (en) A kind of preparation of modified meerschaum and method applied to wastewater treatment
TW201023971A (en) Catalyst and method for decomposing volatile organic compounds
CN104475174A (en) Regenerating method of invalid SCR denitration catalyst
CN111001430B (en) Adsorption/catalytic material for waste gas treatment and preparation method thereof
CN105521831A (en) Regeneration technology of marine vanadium-titanium catalyst for SCR denitrification
CN109092328A (en) A kind of method of SCR denitration spent catalyst recovery
JP2016514048A (en) Method for removing calcium material from a substrate or catalytic converter
KR100892381B1 (en) Method for regeneration of activity of spent activated carbon catalyst
CN106311287B (en) A kind of alkali metal poisoning denitrating catalyst regeneration method
CN107115841A (en) Multistage pickling aftertreatment technology prepares ultralow ash content plant base charcoal
CN105944770A (en) Organic acid regeneration method of alkali inactivated SCR denitration catalyst
CN106475108A (en) A kind of multiple-effect denitrating catalyst and preparation method thereof
KR101439806B1 (en) Method for regenerating exhaust gas purifying catalyst
CN112058217A (en) Silicon-based adsorption material capable of being rapidly regenerated and method for microwave in-situ degradation of organic pollutants
CN106732522A (en) The preparation method of carrying transition metal oxide catalyst
KR101153569B1 (en) A method for regenerating scr catalyst
JP2002200424A (en) Deodorizer and its manufacturing method
KR100661533B1 (en) Chemical regeneration method of deactivated spent catalysts

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130130

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160129

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee