KR101097394B1 - 산성 유해가스 제거용 정화제 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산성 유해가스를 정화 처리하기 위하여 화재의 위험성을 줄이고 비표면적을 높여서 정화 효율을 높일 수 있는 수산화금속 및 산화금속(Fe(OH)₃, Fe₂O₃)을 주성분으로 하는 산성 유해가스제거용 정화제 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적과 효과가 있다.

본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산성 유해가스를 정화 처리하기 위하여, 산성 유해가스를 처리하기 위한 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%를 주입하여 물로 혼합 반죽하여 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제이며, 상기 산성 유해가스제거용 정화제는 FeCl₃ㆍ6H₂O 와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃ 로 중화 반응하여 생성된 슬러지를 여과시키는 단계와 세척하는 단계를 거치고, 슬러지를 건조시키는 단계를 거치며 수산화철을 제조하고 건조된 수산화철을 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치고, 분말상태의 수산화철(금속)과 활성탄 분말을 물로 혼합 빈죽하여 압출기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하여 건조시키는 단계로 이루어진다.

수산화금속, 활성탄, 중화제, 산성유해가스

Description

산성 유해가스 제거용 정화제 및 그 제조 방법{A Depurator for Harmfulness Gas Removal and Its Manufacturing Method}

본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산성 유해가스를 정화 처리하기 위하여, 산성 유해가스를 처리하기 위한 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%를 주입하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제이며, 하나의 구체적인 예로 상기 산성 유해가스제거용 정화제는 FeCl₃ㆍ6H₂O와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃로 중화 반응하면서 침전 생성된 슬러지를 여과시키는 단계와 여과된 슬러지를 세척하는 단계를 거치고, 세척된 슬러지를 건조시키는 단계를 거치며, 수산화철을 제조하고 건조된 수산화철을 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치고, 분말상태의 수산화철(금속)과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하여 압출기를 사용하여 펠렛 형태로 성형 제조하여 건조시키는 단계로 이루어진다.

일반적으로 유해가스를 처리하는 대상은 생활유해가스처리제와 산업유해가스 처리제로 구분될 수 있으며, 이중 산업유해가스처리제는 공기정화용 처리제와 유해가스정화제로 나눌 수 있다. 유해가스를 처리하는 유해가스 정화제는 흡착제를 주성분으로 하는 기술적 구성으로 개발되어 있으며, 이에 대하여서는 대한민국등록특허공보번호 제10-0905004호, 특허공개번호 제특2002-0037609호 및 특허등록공고번호 제10-0412982호에 그 기술적 구성이 상세하게 개시되어 있다.

종래 사용된 주요한 기술적 구성은 활성탄에 금속물질을 첨착시키는 방법으로 이루어졌으며, 구체적으로 활성탄에 금속염이나 알칼리 성분을 첨착하여 유해가스를 흡착 제거하는 방법과 무기 금속염을 중화제로 처리한 후 이를 활성탄에 첨착하여 유해가스를 흡착 제거하는 방법으로 크게 2 종류로 구분할 수 있다.

상기 활성탄에 금속물질을 첨착하여 산업용 유해가스처리제로 사용할 경우에는 반응 시 심한 반응열이 발생하고, 포화점 부근에서 탈착이 일어난다는 문제점과 상기 발생한 반응열에 의하여 활성탄이 연소하는 경우가 종종 발생되어 산업 현장에서 항시 폭발의 위험성을 가지고 있으며 실제 산업 현장에서 폭발이 일어난 경우가 있어 사용이 제한적인 문제점이 있다.

또한, 알칼리금속인 Ca(OH)₂ 또는 Mg(OH)₂이나 철 산화물 Fe(OH)₃등이 유해가스처리제로 사용하는 것을 검토하고 있으나, 이들 알칼리금속이나 철 산화물은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어남으로 정화제 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산업용 유해가스 중에서 산성가스인 HCl, Cl₂, HBr, Br₂, AlCl₃ ,BCl₃, HF,F₂, OF₂, TiCl₄, NOx, SOx 등을 반응시켜 흡착 제거하기 위한 산성 유해가스 제거용 정화제를 제공하되, 안전성, 산성유해가스의 흡착능력 및 반응성을 크게 높이는데 있다.

상기 알칼리금속과 철 산화물이 산성가스와 일어나는 반응식은 다음과 같다.

Ca(OH)₂+2HCl --> CaCl₂+2H₂O

Mg(OH)₂+2HCl --> MgCl₂+2H₂O

Fe(OH)₃+3HCl --> FeCl₃+3H₂O

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 산성 유해가스의 제거를 위하여 알칼리금속이나 수산화철의 사용이 검토되고 있지만, 이들은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어나고 내부에서는 반응이 일어나지 않아서 정화제 효율이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 산성 유해가스 정화제를 제조할 때 비표면적을 높이기 위하여 이들 금속물질과 활성탄을 일정비율로 혼합하여 펠렛 형태로 제조하여 활성탄의 연소에 의한 화재의 위험성을 줄이고, 내구성, 반응성 및 흡착능력을 높이는데 있다.

본 발명이 과제 해결 수단은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산 성 유해가스를 정화 처리하기 위하여 산성 유해가스를 처리하는 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 40중량%내지 1중량%로 조성하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 성형 제조하여 활성탄의 연소에 의한 화재의 위험성을 줄이고, 산성 유해가스와의 반응성을 높이며 흡착능력이 크게 향상된 산성 유해가스제거용 정화제를 이루는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 FeCl₃ㆍ6H₂O 와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃ 로 중화 반응하여 침전되어 생성된 슬러지를 여과시키는 단계를 거치고, 여과된 슬러지를 세척하는 단계를 거치며, 물 또는 세척제로 세척된 슬러지를 건조시키는 단계를 거치고, 건조된 슬러지를 분말형태로 분쇄하는 단계를 거치며, 분쇄되어 분말상태가 된 수산화금속과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형상으로 제조하는 단계를 거치며, 상기 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 이루어진 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 중화 금속제로 많이 사용되고 있는 Fe(OH)₂, FeO(OH) 및 Fe₂O₃ 등은 FeCl₃ㆍ6H₂O 를 주원료로 사용하여 제조하며, FeCl₃ㆍ6H₂O는 니켈도금 후 에칭 용액으로 많이 사용되는 것으로 가격이 저렴하므로 산성 유해가스와의 반응성을 높이고 흡착능력이 향상되며 생산단가를 낮출 수 있는 산성 유해가스제거용 정화제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 산업용 유해가스는 산성가스, 알칼리가스, 가연성가스 등으로 구분될 수 있으며, 산성가스에는 HCl, Cl₂, HBr, Br₂, AlCl₃ ,BCl₃, HF,F₂, OF₂, TiCl₄, NOx, SOx 등이 있으며, 이를 반응시켜 흡착 제거하기 위한 산성 유해가스 제거용 정화제를 제공하되, 내구성, 흡착능력 및 반응성을 크게 높이는 작용효과가 있다.

상기 알칼리금속과 철 산화물이 산성가스와 일어나는 반응식은 다음과 같다.

Ca(OH)₂+2HCl --> CaCl₂+2H₂O

Mg(OH)₂+2HCl --> MgCl₂+2H₂O

Fe(OH)₃+3HCl --> FeCl₃+3H₂O

본 발명의 또 다른 효과는 산성 유해가스의 제거를 위하여 알칼리금속이나 수산화철의 사용이 검토되고 있지만, 이들은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어나고 내부에서는 반응이 일어나지 않아서 정화제 효율이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 산성 유해가스 정화제를 제조할 때 비표면적인 높이기 위하여 이들 금속물질과 활성탄을 일정비율로 혼합하여 펠렛 형상으로 제조하여 활성탄의 연소에 의한 화재의 위험성을 줄이고, 내구성, 반응성 및 흡착능력을 높이는데 있다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. 본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산성 유해가스를 정화 처리하기 위하여 산성 유해가스를 처리하기 위한 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%를 주입하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형상으로 성형 제조함으로써 산성 유해가스와의 반응성을 높이고 흡착능력이 크게 향상된 산성 유해가스제거용 정화제에 관한 것이다.

본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제는 상기 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘를 제조할 때 바인더물질로 실리카, 규조토, 활성탄 및 활성알루미나 중에서 하나 이상을 선택하여 1중량%내지 10중량%를 첨가하여 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 수산화철을 제조하기 위하여 FeCl₃ㆍ6H₂O와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃로 중화 반응시켜 침전 생성된 슬러지를 여과시키는 단계를 거치고, 여과된 슬러지를 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거치며, 세척된 슬러지를 건조시키는 단계를 거치고, 건조된 슬러지를 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치며, 분쇄되어 분말상태가 된 수산화철과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형상 성형 제조하는 단계를 치치며, 성형 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 이루어진 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법에 관한 것이다.

수산화철 또는 산화철을 제조하기 위한 주원료는 FeCl₃.6H₂O를 사용하며, 중화제인 알칼리는 Na₂CO₃, K₂CO₃, NaOH, CaOH, KOH 중에서 하나를 선택하여 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하 며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면을 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법의 흐름도를 나타낸 것이며, 도2는 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 실험하기 위한 장치도를 도시한 것이다. 도3은 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 막대그래프이다. 도4는 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염화수소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 막대그래프이다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.

[실시 예]

본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다. 본 발명에 사용되는 중화 금속제로 많이 사용되고 있는 Fe(OH)₂, FeO(OH), Fe₂O₃ 등은 FeCl₃ㆍ6H₂O를 주원료로 하여 제조된다.

FeCl₃ㆍ6H₂O는 니켈도금 후 에칭 용액으로 많이 사용되며 가격이 저렴하여 산성 유해가스제거용 정화제의 생산단가를 낮출 수 있는 이점이 있다. 산성 유해가스제거용 정화제 및 그 제조방법에 대하여 구체적으로 살펴본다. 30중량%의 FeCl₃용액 50리터(ℓ)에 중화제인 Na₂CO₃, K₂CO₃, KOH 및 NaOH 용액 중에서 하나를 선택하여 pH 가 12에서 주입 첨가하여 중화 침전을 형성하여 최종 용액의 pH는 9정도가 된다.

상기 FeCl₃ㆍ6H₂O를 주원료로 하여 Fe(OH)₃ 또는 FeO(OH) 등을 제조하기 위하여 침전 반응시켜 슬러지를 제조하되, 침전을 이루기 위한 결정을 형성하는데 필요한 바인더 물질(핵 생성 물질)로써 알루미나, 규조토, 실리카 중에서 하나 이상을 선택하여 사용한다.

바람직하게는 규조토를 사용하는 것이 좋으며, 규조토를 사용할 경우에는 침전된 슬러지를 여과하는 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

FeCl₃ㆍ6H₂O 용액과 중화제가 서로 중화 반응하여 침전하여 생성된 슬러지를 여과하는 단계와, 생성된 슬러지를 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거쳐서, 슬러지의 수분함량이 5%내지 20%가 되도록 건조하는 단계를 거친다. 건조한 슬러지를 분쇄하여 Fe(OH)₃, 혹은 FeO(OH) 등의 수산화금속(철) 분말로 제조하는 단계를 거친다. 이때의 수산화금속(철) 분말의 비표면적은 50내지 150 ㎡/gr 정도이다. 상기 건조하는 단계에서는 건조기로 건조하되 활성탄이 연소하지 않는 안전한 조건으로 110℃ 미만에서 1시간 내지 3시간 동안 건조한다.

본 발명에 따른 산성 유해가스 제거용 정화제는 주성분인 수산화철, 산화철, 수산화칼슘, 수산화마그네슘 분말 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 40중량%내지 1중량%로 투입하여 물을 사용하여 교반기로 혼합 반죽한 후 압출기를 이용하여 직경 0.5㎜내지 7㎜ 정도의 펠렛 형상으 로 성형 제조한다. 이때 펠렛의 수분 함량은 30%내지 70% 정도이므로 이를 건조기로 건조하여 수분함량 5%내지 20%가 되도록 건조한다. 상기 수산화금속(철) 분말과 혼합되는 활성탄 분말의 크기는 50내지 400 메쉬(mesh) 정도이고, 비표면적은 500내지 1,200 ㎡/gr 정도이다.

상기 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 비표면적은 100내지 300 ㎡/gr 정도이다. 상기 산성 유해가스는 HCl, Cl₂, HF, BCl₃, AlCl₃, TiCl₃, SO₃, NO₂ 등이 있다. 본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제 제조방법(공정)은 도1의 흐름도와 같다.

[실시 예1]

도1의 흐름도에서와 같이 FeCl₃ㆍ6H₂O 와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃ 로 중화 반응시켜 침전 슬러지(수산화철)를 생성하고, 생성된 슬러지(수산화철)를 여과시킨 후 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거치며, 세척된 슬러지(수산화철)를 건조시킨 후 분말상태로 분쇄 과정을 거친 후 Fe(OH)₃, 혹은 FeO(OH) 재질의 분말을 제조한다.

① Fe(OH)₃, 혹은 FeO(OH)의 분말상태(입자크기 : 50내지 400 mesh)를 200 gr 을 주입하여 95중량%로 조성한다.

② 활성탄 분말(입자크기 : 50내지 400 mesh)을 10 gr을 주입하여 5중량%로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 직경 1㎜의 펠렛 형상으로 성형 제조한 후 건조기에서 활성탄이 연소되지 않는 안전한 건조를 위하여 110℃ 미만에서 1시간 내지 3시간 동안 건조한다. 건조된 펠렛 형상의 산성 유해가스제거용 정화제 100 cc를 반응기(D: 36mm L: 150mm)에 충진하고, HCl 또는 Cl₂ 농도가 1%가 되도록 MFC(Mass Flow Controller)로 제어하여 상기 반응기를 통과시키면서 산성 유해가스를 처리하는 실험을 실시하였다. 도2는 산성 유해가스제거용 정화제를 반응기에 충진시키고, 염소가스 또는 염화수소가스를 반응기로 통과시켜 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 테스트하기 위한 장치의 개략도를 도시한 것이다.

표1은 실시 예1내지 실시 예7에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 실험하기 위한 반응기의 조건을 나타낸 것이다.

표1 : 실시 예1내지 실시 예7을 수행하기 위한 반응기의 조건

[실시 예2]

실시 예2의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 10%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.

[실시 예3]

실시 예3의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 15%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.

[실시 예4]

실시 예4의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 20%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.

[실시 예5]

실시 예5의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 25%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.

[실시 예6]

실시 예6의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 30%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.

[실시 예7]

실시 예7의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 40%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.

도3은 도2의 실험장치에서 Cl₂ 농도가 1%가 되도록 MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 조절하여 산성 유해가스제거용 정화제가 충진된 반응기를 통과시키면서 산성 유해가스처리 실험을 실시한 결과를 막대그래프로 도시한 것이다.

도3을 통해서 알 수 있듯이, 활성탄 분말 첨가량이 클수록 처리할 수 있는 시간이 증가함을 알 수 있다. 염소가스의 제거효율은 Midac 사의 FT-IR(11)로 분석 확인한 결과 99.9%이상으로 우수하였다.

그러나 처리시간을 증대시키기 위하여 활성탄 분말 첨가량을 증가시킬 경우에는 앞서 종래기술의 문제점에서와 같이 반응열에 의한 폭발의 위험성이 높기 때문에 40중량% 이하로 혼합하는 것이 바람직하다.

도4는 도2의 실험장치에서 HCl 가스 농도가 1%가 되도록 MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 조절하여 산성 유해가스제거용 정화제가 충진된 반응기를 통과시키면서 산성 유해가스처리 실험을 실시한 결과를 막대그래프로 도시한 것이다.

도4를 통해서 알 수 있듯이 HCl 가스의 경우에는 활성탄 분말 첨가량의 비율을 달리 하더라도 크게 변화하지 않음을 알 수 있으며, 염화수소가스의 제거효율은 Midac 사의 FT-IR(11)로 분석 확인한 결과 99.9%이상으로 우수하였다.

상기 실시 예1내지 실시 예7은 수산화금속(철)을 이용하여 산성 유해가스제거용 정화제를 제조하여 실험에 사용하였으나, 수산화칼슘 또는 수산화마그네슘의 경우에도 상기 수산화철의 제조방법과 동일한 조건으로 제조할 수 있다.

본 발명은 산성 유해가스를 처리하는 중화제로 주성분이 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%로 혼합된 산성 유해가스제거용 정화제이며, 상기 수산화철을 제조하는데 사용되는 주원료는 FeCl₃ㆍ6H₂O 를 사용하며, 중화제 알칼리로는 Na₂CO₃, K₂CO₃, NaOH, CaOH, KOH 중에서 하나 이상을 선택하여 사용한다.

산성 유해가스를 처리하는 중화제인 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성할 때 바인더 물질로 실리카, 규조토, 활성탄, 활성알루미나 중에서 하나 이상을 선택하여 1중량%내지 10중량% 사이로 첨가할 수 있다. 상기 활성탄 분말의 크기는 50내지 400 메쉬(mesh) 구간으로 하는 것이 바람직하며, 비표면적이 200내지 1,200 ㎡/gr 사이에서 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법은 수산화철을 제조하기 위하여 FeCl₃ㆍ6H₂O와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃로 중화하여 침전되어 생성된 슬러지(수산화철)를 여과시키는 단계를 거치고, 여과된 슬러지(수산화철)를 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거치며, 세척된 슬러지(수산화철)를 건조시키는 단계를 거치고, 건조된 슬러지(수산화철)를 50내지 400 메쉬(mesh)사이의 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치며, 분쇄되어 분말상태가 된 수산화철과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하는 단계를 거치고, 상기 혼합 반죽된 혼합물을 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 성형 제조하는 단계를 거치며, 성형 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 이루어진다.

상기 분말상태의 수산화철과 활성탄 분말을 혼합 반죽하는 단계는 분말상태의 수산화철을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%로 주입하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛으로 성형 제조하여 건조시킨다.

본 발명은 상기 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법에 의하여 압출기를 이용하여 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제 역시 본 발명의 보호범위에 속한다.

본 발명에 따른 산성 유해가스 제거용 정화제는 산성가스인 HCl, Cl₂, HBr, Br₂, AlCl₃ ,BCl₃, HF,F₂, OF₂, TiCl₄, NOx, SOx 등과 반응하여 이들을 흡착 제거하는 흡착능력과 반응성이 좋고, 내구성 및 안전성이 우수하여 산업상 이용가능성이 매우 높다.

도1 : 본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법의 흐름도

도2 : 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 실험하기 위한 장치도

도3 : 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 그래프

도4 : 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염화수소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 그래프

Claims (10)

1. 산성 유해가스를 처리하기 위하여 주성분이 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성물을 조성하고, 바인더물질로 실리카, 규조토, 활성탄, 활성알루미나 중에서 하나 이상을 선택하여 1중량%내지 10중량% 사이의 중량%로 주입 조성하되,

   상기 바인더물질이 혼합된 주성분의 조성물을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 40중량%내지 1중량%로 혼합 반죽하여 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 수산화철은 주원료를 FeCl₃6H₂O를 사용하고, 중화제를 Na₂CO₃, K₂CO₃, NaOH, CaOH 및 KOH 중에서 하나를 선택 사용하여 제조함을 특징으로 하는 산성 유해가스제거용 정화제.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 산성 유해가스는 HCl, Cl₂, HF, BCl₃, AlCl₃, TiCl₃, SO₃, NO₂ 가스임을 특징으로 산성 유해가스제거용 정화제.
5. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,

   상기 활성탄 분말의 크기는 50내지 400 메쉬 사이이며, 비표면적은 200내지 1,200 /gr 사이에서 이루어짐을 특징으로 하는 산성 유해가스제거용 정화제.
6. 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법에 있어서,

   FeCl₃6H₂O와 규조토를 혼합한 후 Na₂CO₃로 중화 반응하여 침전되어 생성된 수산화철을 여과시키는 단계;

   상기 여과된 수산화철을 세척하는 단계;

   상기 세척된 수산화철을 건조시키는 단계;

   상기 건조된 수산화철을 분말상태로 분쇄하는 단계;

   상기 분말상태의 수산화철과 활성탄 분말을 혼합 반죽하는 단계;

   상기 반죽된 혼합물을 압출기로 펠렛으로 제조하는 단계; 및

   상기 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 구성하되,

   상기 분말상태의 수산화철과 활성탄 분말을 혼합 반죽하는 단계에서 분말상태의 수산화철을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 40중량%내지 1중량%사이로 주입하여 물로 혼합 반죽함을 특징으로 하는 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법.
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8. 청구항6에 있어서,

   상기 펠렛을 건조시키는 단계는 활성탄이 연소되지 않고 안전하게 건조될 수 있도록 건조 온도를 110 ℃미만에서 건조시키되, 함수율이 5%내지 20%사이로 건조함을 특징으로 하는 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법.
9. 청구항6에 있어서,

   상기 반죽된 혼합물을 압출기로 펠렛으로 제조하는 단계에서는 산성 유해가스제거용 정화제의 비표면적이 100내지 300 /gr 사이에서 제조됨을 특징으로 하는 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법.
10. 청구항6, 청구항8 및 청구항9 중 어느 한 항의 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법에 의하여 제조된 산성 유해가스제거용 정화제.

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