KR100941992B1 - ＮＯｘ, ＳＯｘ 및 다이옥신류 처리를 위한 전기화학적매개 산화 처리공정의 성능 향상을 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 NOx, SOx 및 다이옥신류와 같은 유해가스의 매개 산화를 위한 전기화학적 매개산화 처리장치에 있어서, 전해셀 내 격막을 통해 양극액(anolyte)에 포함된 매개 금속이온이 음극액(catholyte)으로 이동함에 따라 매개산화 처리장치의 효율 저하를 방지하고, 음극액으로 질산 수용액을 이용하는 매개산화 장치에서 전해셀의 음극반응에 의해 NOx가 발생되는 문제를 해결하기 위한 것이다.
본 발명에서는 전기화학적 매개 산화 공정에서 이용되는 양극 및 음극 전해질의 성분 및 농도를 조절함으로써, 매개 금속이온의 산화 시 발생되는 NOx 문제를 해결할 수 있으며, 양극액에서 음극액으로 매개 금속이온의 이동을 억제함으로써, 유기폐액 또는 유해가스의 산화효율을 증가시켜 효율적으로 처리할 수 있으며 운전비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
유해가스, 전기화학적 매개 산화, 전해셀, 세륨, 은

Description

ＮＯｘ, ＳＯｘ 및 다이옥신류 처리를 위한 전기화학적 매개 산화 처리공정의 성능 향상을 위한 방법{A method for providing enhanced performance to mediated electrochemical oxidation process for Removal of NOx, SOx and Dioxins}
본 발명은 전기화학적 매개 산화(MEO; Mediated Electrochemical Oxidation)에 의한 NOx, SOx 및 다이옥신류와 같은 유해가스의 산화처리 공정에 관한 것이다.
전기화학적 매개산화 기술을 이용한 지속 가능한 청정처리 기술은 산업전반에 걸쳐 발생되는 NOx, SOx 및 다이옥신(Dioxins)과 같은 유해가스와 유기폐액 처리에 적용될 수 있는 청정공정 기술로서, 특히 소각 배가스, 축사 및 생활폐기물과 화학공정에서 발생되는 악취 혹은 VOCs의 처리 등 광범위한 범위의 유해가스 처리 분야에 응용될 수 있는 기술이다.
본 발명자는 상기의 기술과 관련하여 특허출원 2004-23367호로 "전기화학적 매개 산화 및 오존 산화에 의한 유기폐액의 복합 매개산화 처리장치", 특허출원 2005-0564062로 "유기폐액의 복합매개산화 처리장치" 및 특허출원 2007-23231호 " 전기화학적 매개산화를 이용한 NOx, SOx 및 다이옥신류 처리장치"를 출원한 바 있었다.
그러나 종래 전기화학적 매개 산화 공정에서는 양극액(anolyte)과 음극액(catholyte)을 같은 성분의 산성 용액을 이용하거나, 양극 전해질의 농도에 대한 최적 비율에 대한 연구가 미흡하여 전해셀의 격막을 통해 양극액 내 매개 금속이온이 음극액으로 이동하여 공정 중 양극액 내 매개 금속이온 농도의 저하와 음극액으로 이동한 매개 금속이온이 음극 표면에 전착됨으로써 전류효율 저하를 유발하고 이로 인한 공정 전반적인 효율 저하를 야기할 수 있다.
또한 일반적인 전기화학적 매개 산화 공정에서는 음극액으로 질산(HNO3) 수용액을 주로 이용하고 있다. 이 때 음극 표면에서 질산의 환원반응으로 NOx가 생성되어 음극액 내 질산(HNO3)의 농도가 변함에 따라 이를 유지하기 위해 질산의 계속적인 보충과 발생되는 NOx를 처리해야 되는 문제점을 안고 있다.
전기화학적 매개산화 공정에서 다이옥신 및 VOCs와 같은 유해가스는 Ag(II), Ce(IV), Co(III) 등 전해셀에서 산화된 매개 금속이온에 의해 CO2와 H2O로 완전 산화 처리되고, NOx, SOx 등의 경우는 산화된 매개 금속이온(Mn+1)에 의해 산화됨과 동시에 산성 전해질 용액에 흡수되어 처리된다. 이때 유해가스 처리반응에 사용되고 환원된 Ag(I), Ce(III), Co(II)등과 같은 매개 금속이온은 전해셀에서 산화되어 연속적으로 재생되어 사용된다. 따라서 추가적인 매개 금속이온 및 전해질의 공급 없이 전력공급에 의해서만 지속적으로 산화와 환원을 반복해가면서 유해가스를 청 정처리 할 수 있는 지속가능한 차세대 청정처리 기술이다.
그러나, 난분해성 유해가스의 처리가 지속가능한 전기화학적 매개 산화 공정은 운전조건이 장시간 일정하게 유지되어 전해질 및 매개 금속이온의 손실을 최소화하여 높은 운전효율을 유지해야 하며, 또한 상대적으로 운전 비용을 줄일 수 있는 능력을 가지는 것이 매우 중요하므로 높은 운전 효율 및 낮은 운전 비용을 달성하기 위한 전기화학적 매개 산화 처리 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기화학적 매개산화방식을 통하여 매개산화공정 중 환원된 매개이온을 산화시키는 반응을 수행하는 동시에 산화된 매개이온을 이용하여 NOx, SOx 및 다이옥신류와 같은 유해가스를 처리하는 장치에 있어서, 전해셀 내 격막을 통 양극액에 포함된 매개 금속이온이 음극액으로 이동함에 따라 매개산화 처리장치의 효율 저하를 유발하고, 음극액으로 질산(HNO3) 수용액을 사용하는 매개산화 장치에서 전해셀의 음극반응에 의해 NOx가 발생되는 문제를 해결할 수 있는 전기화학적 매개산화 처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 전기화학적 매개 산화 공정에서 이용되는 양극액 및 음극액의 성분 및 농도를 조절함으로써, 매개 금속이온의 산화 시 발생되는 NOx 문제를 해결할 수 있으며, 양극액에서 음극액으로 매개 금속이온의 이동을 억제하여 유해가스의 산화효율을 증가시켜 효율적으로 처리할 수 있으며 운전비용을 절감할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 NOx, SOx 및 다이옥신류와 같은 유해가스를 처리하기 위한 기존의 전기화학적 매개산화 공정에 적용 및 연구되고 있는 기술과는 근본적으로 달리, 양 극 및 음극 전해질의 성분 및 농도를 조절함으로써, 매개 금속이온의 산화 시 발생되는 NOx 문제를 해결할 수 있으며, 양극액에서 음극액으로 매개 금속이온의 이동을 억제하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 기존의 전기화학적 매개 산화 공정에서 전해셀의 음극반응으로 야기되는 NOx 발생 문제와 발생된 NOx의 처리를 위한 별도 기-액 접촉 스크러버 설치에 따른 비용 절감 문제, 전해셀 내 격막을 통해 양극액에서 음극액으로 매개 금속이온의 이동으로 인한 전기화학적 매개 산화 공정의 처리효율 저하 문제를 해결하기 위하여, 양극 전해질로는 질산(HNO3)을 사용하고 음극 전해질로는 황산(H2SO4) 또는 메탄술폰산을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 매개 산화 공정 및 이를 이용한 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치를 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다. 또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 매개이온을 함유한 양극액(anolyte)이 유입되고 매개이온에 의해 유해가스의 산화분해가 이루어지는 기-액접촉매개산화반응기;
상기 매개산화 과정에서 환원된 매개이온을 산화시키는 양극(anode)실과 상기 양극실로부터 전자를 받아 음극액을 환원시키는 음극(cathode)실 및 상기 양극 실 및 음극실 사이에 격막을 구비하는 전해셀;
상기 환원된 음극액을 산화시키고 다시 전해셀의 음극실로 유입되도록 하는 음극액(catholyte)저장조; 및
상기 기-액접촉매개산화반응기로부터 유입되는 양극액을 전해셀의 양극실로 유입되도록 하는 양극액(anolyte)저장조;
를 포함하며, 상기 양극액은 질산 수용액이고 상기 음극액은 황산 수용액, 또는 메탄술폰산(Methane sulfonic acid, CH3SO3H) 수용액인 것을 특징으로 하는 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치를 제공한다.
기존의 전기화학적 매개 산화 공정에서 양극 전해질과 음극 전해질은 같은 성분, 즉 양극 전해질로 질산(HNO3)을 사용할 경우 음극 전해질도 질산(HNO3)을 사용하고, 양극 전해질이 황산(H2SO4)일 경우 음극 전해질도 황산(H2SO4)을 사용하며, 양극 전해질과 음극 전해질의 농도 비율을 당량 비율로 조절하여 사용하였다.
그러나 황산(H2SO4)을 양극 전해질로 사용할 경우, 황산(H2SO4)에 대한 매개 금속이온의 용해도는 질산(HNO3)의 경우보다 훨씬 낮아, 매개 금속이온의 농도에 의해 처리 대상물질의 농도 및 처리용량이 결정되는 전기화학적 매개 산화 공정에서 처리능력과 처리효율은 한계를 가지게 된다.
또한, 질산(HNO3)을 양극 전해질로 사용할 경우, 질산(HNO3)에 대한 매개 금속이온의 용해도는 증가하여 매개 산화 공정의 처리능력 및 효율은 증대될 수 있으 나, 이 때 음극 전해질은, 대부분 질산(HNO3)을 사용하게 된다. 그러나 질산(HNO3)을 음극 전해질로 사용할 경우, 아래와 같은 전해셀의 음극 반응에 의해 수백에서 수천 ppm의 NOx가 발생하게 되며, 발생되는 NOx를 제거하기 위해 산소를 공급하여 질산으로 회수하거나 별도 기-액 접촉 스크러버를 설치함으로써 전기화학적 매개산화 공정의 운전이 까다로워지며 설비 비용 및 운전 비용 등이 상승되는 문제가 있다.
Figure 112008007267116-pat00001
또한 일반적인 전기화학적 매개 산화공정에서 양극에는 Ce, Ag, Co 및 Mn과 같은 매개 금속이온과 산성 전해질이 혼합되어 있으며, 이 때 음극액은 양극 전해질과 같은 성분의 산성 용액을 주로 이용하고 있다. 이 때 전해셀에서 매개 금속이온의 산화가 일어나는 동안, 양극액과 음극액의 전해질 농도 차에 의해 전해셀의 격막을 통해 매개 금속이온이 음극액으로 이동되어 음극 표면에 전착되어 양극액에서 매개 금속이온의 농도 저하로 처리효율이 저하되고, 음극에 전착된 매개 금속으로 인해 전해셀 내 전기적 저항이 증가되어 매개 금속이온 산화에 소비되는 전력 상승 등 총채적인 전기화학적 매개 산화공정의 처리효율 저하를 야기할 수 있다.
따라서 앞서 언급한 음극에서 NOx 발생 문제 및 매개 금속이온이 음극액으로 이동되는 현상을 해결하고 매개 금속이온의 높은 용해도를 유지하기 위해, 양극 전해질로는 질산을 사용하고 음극 전해질로는 황산 또는 메탄술폰산을 사용하는 것이 바람직하다. 황산을 음극 전해질로 사용할 경우, 음극에서는 다음과 같이 H3O+의 환원 반응이 일어남으로 질산을 음극 전해질로 사용할 때 발생되는 NOx 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.
Figure 112008007267116-pat00002
상기 유해가스는 NOx, SOx, 다이옥신(Dioxins), 휘발성 유기화합물(VOC) 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 것이 바람직하며, 상기 기-액 접촉매개산화반응기는 상부에 전해셀의 양극실에서 유입되는 양극액을 분사하는 매개이온도입관 및 분해가스배출관을 구비하고, 하단부에 유해가스를 도입하는 유해가스도입관 및 환원된 매개이온을 포함하는 양극액을 양극액저장조로 유입하도록 하는 회수관을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 전기화학적 매개 산화 공정에서 안정된 처리효율을 유지하고 NOx 발생문제를 해결하기 위해, 양극 전해질 및 음극 전해질의 농도를 조절하는 것이 보다 바람직하다. 상기 양극 전해질로 HNO3의 농도는 4M 내지 12M이며, 보다 바람직하기로는 6M 내지 10M이다. 상기 양극 전해질인 질산의 농도가 4M 미만인 경우 Ag, Ce 등과 같은 매개 금속이온의 전기화학적 산화효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 12M을 초과하여 너무 높은 경우 매개 금속이온의 전기화학적 산화율 증가에 대한 더 이상의 효과는 없고 질산 농도 12M일 때와 비슷하여, 오히려 높은 농도의 질산으로 인해 공정 재질의 산화 및 부식만 가속시킬 수 있는 점에서 불리하다. 또 한 음극 전해질로 황산(H2SO4) 또는 메탄술폰산을 이용할 경우, 황산 또는 메탄술폰산의 농도를 2M 내지 8M을 유지하고, 보다 바람직하게는 2.5M 내지 6M로 유지한다. 상기 음극 전해질인 황산 또는 메탄술폰산의 농도가 2M 미만인 경우 양극 전해질 산성용액의 농도에 비해 황산 또는 메탄술폰산의 농도가 낮아 전해셀 내 격막을 통해 삼투가 발생될 수 있으며, 이 때 전극에서 저항 및 전압 상승으로 매개 금속이온의 전기화학적 산화효율 저하를 초래할 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 8M을 초과하여 너무 높은 경우 2M 미만이 경우와 상반되게 양극쪽에서 음극쪽으로 삼투가 이루어지며, 이 때 음극액으로 이동한 매개 금속이온이 음극 전해질에 용해되지 못하고 석출되어 전해셀의 저항 상승과 전해셀 내 유체 흐름 경로를 막아 MEO 공정의 전반적인 효율을 저하시킬 수 있는 점에서 불리하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1에 본 발명에 따른 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치의 일례를 도시하였다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치는 정류기(30)로부터의 전류에 의하여 상기 기-액접촉매개산화반응기(10)로부터 유입되는 환원된 매개이온이 산화되는 양극(anode)실(41), 양극(anode)실(41)로부터 전자를 받아 음극액(catholyte)을 환원시키는 음극(cathode)실(42) 및 상기 양극(anode)실(41)과 음극(cathode)실(42)의 사이에 전해격막(43)이 구비된 전해셀(40); 상기 양극(anode)실(41)에서 산화된 매개이온이 도입되는 기-액접촉매개산화반응기(10)의 상부에 연결된 매개이온도입관(11)과 기-액접촉매개산화반응기(10) 하부에 연결된 유해가스도입관(12) 및 매개산화반응기(10) 상부에 외부와 연결된 분해가스배출관(13); 상기 분해가스배출관(13)과 연결되어 매개산화반응기(10)로부터 배출되는 가스로 인해 수분, 매개 금속이온 또는 질산의 손실을 막기 위해 매개산화반응기(10) 상부에 열교환기(70) 또는 전기집진기로 구성되며, 유해가스도입관(12)과 연결되어 유해가스 유량을 조절하는 MFC(60)를 구비할 수도 있다. 또한 매개산화반응기(10) 하부에 설치되어 유해가스와 접촉에 의해 환원된 매개이온을 회수하는 회수관(14)을 통하여 양극액(anolyte)를 저장하는 양극액저장조(20)으로 구성되며, 양극액저장조(20)와 물질균형을 맞추기 위하여 설치한 음극액(catholyte)저장조(50)로 구성된다.
매개이온으로는 전이금속 이온이 적절하며, 특히 Ce3+, Ag+, Co2+, Mn2+으로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 산화력 면이나 공정의 운용면에서 Ce3+, Ag+이 더 바람직하다. 상기 매개 이온은 질산 수용액 상에 용해되어 유해가스를 매개산화반응에 의하여 산화시키고 자신은 환원된 후에 전해셀(40)의 양극(anode)실(41)에서 전기화학적 방법으로 산화되어 다시 순환되는 과정을 거친다. 이때 매개산화반응의 온도는 상온 내지 100℃에서 수행하며, 바람직하기로는 상온 내지 70℃가 바람직하며, 음극액(catholyte)의 운전온도는 상온 내지 70℃가 바람직하다.
전해셀(40)의 음극(cathode)실(42)에서는 양극(anode)실(41)에서의 매개이온의 산화와 동시에 음극액(catholyte)이 환원되게 되며, 상기 음극액(catholyte)은 황산 또는 메탄술폰산 수용액이 바람직하다. 황산 또는 메탄술폰산 수용액을 사용하면, 질산 수용액을 사용하는 경우 발생하는 음극 반응에 의해 발생하는 NOx 발생 문제와 발생된 NOx의 처리를 위한 별도 기-액 접촉 스크러버 설치에 따른 비용 절감 문제, 전해셀 내 격막을 통해 양극액에서 음극액으로 매개 금속이온의 이동으로 인한 전기화학적 매개 산화 공정의 처리효율 저하 문제를 해결할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 전기화학적 매개산화방식을 통하여 매개산화공정 중 환원된 매개이온을 산화시키는 반응을 수행하는 동시에 산화된 매개이온을 이용하여 NOx, SOx 및 다이옥신류와 같은 유해가스를 처리하는 장치에 있어서, 전해셀 내 격막을 통 양극액에 포함된 매개 금속이온이 음극액으로 이동함에 따라 매개산화 처리장치의 효율 저하를 유발하고, 음극액으로 질산(HNO3) 수용액을 사용하는 매개산화 장치에서 전해셀의 음극반응에 의해 NOx가 발생되는 문제를 해결할 수 있으며, 양극액에서 음극액으로 매개 금속이온의 이동을 억제하여 유해가스의 산화효율을 향상시키고 운전비용을 절감할 수 있다.
이하는 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 살피며, 본 발명의 권리가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
질산은(AgNO3)과 질산(HNO3)을 증류수에 용해시켜 질산은(AgNO3) 농도 0.1M, 질산(HNO3) 농도 6M의 양극액(Anolyte) 500ml를 제조하여 사용였고, 음극액(Catholyte)는 1, 2.5, 4M의 H2SO4 수용액 500ml를 이용하였다. 각 반응기는 히팅자켓(heating jacket)을 이용하여 양극액(anolyte)과 음극액(Catholyte)의 온도가 25℃가 되도록 유지하여 Ag(I)의 산화를 수행하였다.
이 때 전해셀에서 양극과 음극 전극은 각각 Pt/Ti(Ti에 Pt가 2㎛ 두께로 코팅된 전극)와 DSA-O2 전극(Ti에 IrO2가 2㎛ 코팅된 전극)을 이용하였으며, 각 전극의 면적은 112㎠였다. 전해셀에 10A의 전류를 공급하여 Ag(I)이 Ag(II)로 산화되는 동안 전해셀의 전압 변화와 양극 전해질에서 매개 금속이온의 농도 변화를 측정하였다.
이 결과 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 양극 전해용액에서 Ag(I)의 산화가 진행되는 동안 Ag(I) 및 Ag(II)가 음극 전해용액으로 이동되는 양은 음극 전해질의 H2SO4 농도가 증가할수록 감소함을 알 수 있고, 특히 4M H2SO4 조건에서 0.004M 정도 극히 적은량의 Ag 금속이온이 이동함을 알 수 있다
또한 도 3에서는 Ag(I)이 산화되는 동안 Ag(I) 및 Ag(II)가 음극 전해용액으 로 이동하더라도 음극 전해질로 H2SO4를 사용하는 실험 조건에서 전해셀의 전기적 특성은 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
<비교예 1>
음극 전해질로 H2SO4을 사용할 때, 매개 금속이온의 음극 전해용액으로 이동 속도와 이동된 매개 금속이온의 음극 전극에 전착으로 저항 증가로 인한 전해셀 성능 변화를 알아보기 위해, 실시예 1에서와 같은 방법으로 Ag(I)의 전기화학적 산화가 진행되는 동안, 음극 전해질로 HNO3를 사용할 때 Ag 매개 금속이온의 음극 전해용액으로 이동속도와 전해셀의 전기적 특성 변화를 알아보았다.
양극액(Anolyte)에는 0.1M Ag(I)과 6M HNO3을 증류수에 용해시켜 500ml가 되도록 하여 사용하였고, 음극액(Catholyte)는 음극반응으로 인한 NOx 발생을 최소화하기 위해 0.5M의 HNO3 용액 500ml를 이용하였다. 각 반응기는 히팅자켓(heating jacket)을 이용하여 아노드액(anolyte)과 캐소드액(Catholyte)의 온도가 25℃가 되도록 유지하여 Ag(I)의 산화를 수행하였다.
이 때 전해셀에서 양극과 음극 전극은 각각 Pt/Ti와 DSA-O2 전극을 각각 이용하였으며, 각 전극의 면적은 112㎠였다. 전해셀에 10A의 전류를 공급하여 Ag(I)이 Ag(II)로 산화되는 동안 전해셀의 전압 변화와 양극 전해질에서 매개 금속이온의 농도 변화를 측정하였다.
이 결과 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 양극 전해용액에서 Ag(I)의 산화가 진행되는 동안 Ag(I) 및 Ag(II)가 음극 전해용액으로 이동되는 양은 음극 전해질로 H2SO4을 사용하였을 때에 비해 현격히 증가함을 알 수 있다.
또한 도 5에서는 음극 전해질로 HNO3를 사용할 경우, 전해셀에 걸리는 전압이 음극 전해질로 H2SO4를 사용한 경우에 비해 상당히 증가하였음을 알 수 있다. 이것은 Ag(I)이 산화되는 동안 Ag(I) 및 Ag(II)가 음극 전해용액으로 이동하여 음극 전극 표면에 전착되어 전극에서 전기적 저항이 증가되었음을 보여주는 결과이다.
도 1은 전기화학적 매개산화 공정을 이용한 유해가스 처리 장치 구성도이고,
도 2는 음극액 내 황산농도가 Ag(I) 및 Ag(II)가 음극액으로 이동되는 양에 미치는 영향을 나타내는 그래프이고,
도 3은 Ag(I)이 산화되는 동안 음극액 내 황산농도가 전기화학적 셀 전압에 미치는 영향을 나타내는 그래프이고,
도 4는 음극액으로 질산 수용액을 사용하는 경우 Ag(I) 및 Ag(II)가 음극액으로 이동되는 양을 나타낸 그래프이고,
도 5는 음극액으로 질산 수용액을 사용하는 경우 전기화학적 셀 전압에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 기-액접촉매개산화반응기 11 : 매개이온도입관
12 : 유해가스도입관 13 : 분해가스배출관
14 : 회수관 20 : 양극액(anolyte)저장조
30 : 정류기 40 : 전해셀
41 : 양극(anode)실 42 : 음극(cathode)실
43 : 전해격막 50 : 음극액(catholyte)저장조
60 : MFC(Mass flow controller) 70 : 열교환기

Claims (5)

  1. 매개이온을 함유한 양극액(anolyte)이 유입되고 매개이온에 의해 NOx, SOx, 다이옥신(Dioxins), 휘발성 유기화합물(VOC) 또는 이의 혼합물에서 선택된 유해가스의 산화분해가 이루어지는 기-액접촉매개산화반응기; 상기 매개산화 과정에서 환원된 매개이온을 산화시키는 양극(anode)실과 상기 양극실로부터 전자를 받아 음극액을 환원시키는 음극(cathode)실 및 상기 양극실 및 음극실 사이에 격막을 구비하는 전해셀; 상기 환원된 음극액을 산화시키고 다시 전해셀의 음극실로 유입되도록 하는 음극액(catholyte)저장조; 및 상기 기-액접촉매개산화반응기로부터 유입되는 양극액을 전해셀의 양극실로 유입되도록 하는 양극액(anolyte)저장조;를 포함하며, 상기 양극액은 질산 수용액이고 상기 음극액은 황산 또는 메탄술폰산 수용액인 것을 특징으로 하는 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기-액 접촉매개산화반응기는 상부에 전해셀의 양극실에서 유입되는 양극액을 분사하는 매개이온도입관 및 분해가스배출관을 구비하고, 하단부에 유해가스를 도입하는 유해가스도입관 및 환원된 매개이온을 포함하는 양극액을 양극액저장조로 유입하도록 하는 회수관을 구비하는 것을 특징으로 하는 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양극액 내 질산 농도는 4M 내지 12M이고 음극액 내 황산 또는 메탄술폰산 농도는 2M 내지 8M인 것을 특징으로 하는 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    양극액 내 질산 농도는 6M 내지 10M이고 음극액 내 황산 농도는 2.5M 내지 6M인 것을 특징으로 하는 유해가스의 전기화학적 매개산화 처리장치.
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