KR101509137B1 - Method of Removing Hydrogen Sulfide Using Heteropoly Acid - Google Patents

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김귀용
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Abstract

The present invention relates to a hydrogen sulphide removal method, and more specifically, to a method used to remove hydrogen sulphide using heteropoly acid or the salt thereof as a medium. The method includes the steps of absorbing the hydrogen sulphide into the heteropoly acid or an aqueous solution of the salt thereof and oxidizing the absorbed hydrogen sulphide. Also included is a fuel cell used in the absorption and oxidization steps to electrochemically reproduce the heteropoly acid and the salt thereof. Accordingly, the present invention can resolve the issues regarding the decomposition occurring in a conventional iron-EDTA hydrogen sulphide process and generate electricity as well.

Description

헤테로폴리산을 매개로 한 황화수소 제거방법{Method of Removing Hydrogen Sulfide Using Heteropoly Acid}[0001] The present invention relates to a method of removing hydrogen sulfide mediated by heteropoly acid,

본 발명은 황화수소 제거방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤테로폴리산(heteropoly acid)을 매개로 하여 황화수소를 제거함과 동시에 연료전지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for removing hydrogen sulfide, and more particularly, to a method for removing hydrogen sulfide via heteropoly acid and producing electric energy using a fuel cell.

황화수소는 독성을 지니고 부식을 일으키는 가스로서, 자연적으로 발생하거나 산업 활동에 의해 발생된다. 황화수소는 인류의 생존에 필요한 공정 예컨대, 에너지 생산을 위한 석유 정제, 하수 처리를 위한 혐기 소화 과정 중에 다량으로 발생된다. 현재 연간 황화수소 발생량은 전 세계적으로 250만 톤으로 추산되며 계속적으로 증가할 것으로 예상되므로 황화수소를 효과적으로 제거하는 기술을 확보하는 것이 중요하다.Hydrogen sulfide is a toxic and corrosive gas that occurs naturally or by industrial activity. Hydrogen sulfide is produced in large quantities during the processes necessary for human survival, such as petroleum refining for energy production and anaerobic digestion for sewage treatment. At present, annual hydrogen sulfide production is estimated to be 2.5 million tons worldwide and it is expected to increase continuously, so it is important to secure technology to effectively remove hydrogen sulfide.

황화수소를 제거하는 방법 중 널리 알려진 방법 중 하나는 EDTA가 결합된 2가철/3가철의 산화환원 방법을 이용하는 것으로, 상온 및 상압에서 가능하며 유황을 부산물로 얻을 수 있다는 장점이 있다. 일반적으로, EDTA가 결합된 철을 이용하는 공정은 크게 두 가지 세부 공정, 1) 흡수·산화 공정과 2) 재생 공정으로 나뉘어져 있다. 첫째로, 흡수·산화 공정에서는 기체 상태의 황화수소가 EDTA 가 결합된 3가철 용액 속에 흡수된 뒤, 3가철에 의해 산화되어 유황이 되는 단계이다. 이와 동시에, 3가철은 황화수소로부터 전자를 받아 2가철로 환원된다.One of the most widely known methods for removing hydrogen sulfide is the oxidation / reduction method of divalent iron / trivalent iron combined with EDTA, which can be performed at room temperature and atmospheric pressure, and sulfur can be obtained as a by-product. In general, the process using EDTA-bound iron is divided into two sub-processes: (1) absorption and oxidation, and (2) regeneration. First, in the absorption and oxidation process, hydrogen sulfide in the gaseous state is absorbed in the trivalent iron solution combined with EDTA, and then oxidized by sulfur trioxide to become sulfur. At the same time, trivalent iron receives electrons from hydrogen sulfide and is reduced to diatomaceous iron.

두 번째 단계인 재생공정에서는, 환원된 2가철이 폭기에 의해 산화되어 3가철로 재생되는 단계이다. 재생된 3가철은 다시 흡수·산화 공정에 투입되므로, EDTA 가 결합된 철은 이론적으로는 손실되지 않고 계속 사용될 수 있다. 그러나 철-EDTA 화합물을 이용한 기존 공정의 가장 심각한 문제점은 EDTA의 분해이다. 재생 공정 시 폭기에 의해 배출된 산소가 2가 철을 산화하는 과정에서 히드록실 라디칼이 형성되며, 히드록실 라디칼이 EDTA를 분해하는 것이다. 분해된 EDTA는 최종적으로 글리신 등으로 변환되며, EDTA가 분해되기 때문에 남아있는 철 입자들은 황화수소와 반응하여, FeS 등의 앙금 침전을 형성하고 전체 공정의 성능 저하를 야기한다. 폭기 중 생긴 히드록실 라디칼을 제거하기 위해, 티오황산나트륨 등의 라디칼 제거제를 투입함으로써 EDTA의 양을 보존하는 방법이 사용되어 왔으나, 근본적으로 EDTA의 분해를 해결한 공정은 아직 전 세계적으로 발견되지 않은 상황이다. 따라서 철-EDTA 화합물 이외 황화수소 제거를 위한 다른 매개체에 대한 연구가 필요한 실정이다.
In the second step, the regeneration step, the reduced bivalent iron is oxidized by aeration and regenerated with trivalent iron. Since the recovered trivalent iron is put into the absorption / oxidation process again, the EDTA-bound iron can theoretically be used continuously without being lost. However, the most serious problem of existing processes using iron-EDTA compounds is the decomposition of EDTA. During the regeneration process, the oxygen released by the aeration oxidizes the bivalent iron to form a hydroxyl radical, and the hydroxyl radical decomposes the EDTA. The degraded EDTA is ultimately converted to glycine or the like. Since the EDTA is decomposed, the remaining iron particles react with the hydrogen sulfide to form a precipitate of FeS or the like, which causes deterioration of the entire process. A method of preserving the amount of EDTA by adding a radical scavenger such as sodium thiosulfate has been used in order to remove hydroxyl radicals generated during aeration, but the process essentially solving the decomposition of EDTA has not yet been found in the world to be. Therefore, it is necessary to study other mediators for removal of hydrogen sulfide besides iron-EDTA compounds.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 황화수소 제거공정에서 헤테로폴리산의 한 종류인 몰리브도포스페이트를 이용하고 연료전지 시스템을 도입할 경우에 황화수소를 제거함과 동시에 연료전지를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있으며, 몰리브도포스페이트의 재생이 동시에 이루어 질 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
As a result, the present inventors have made intensive efforts to solve the above problems. As a result, they have found that when molybdophosphate, which is one kind of heteropoly acid, is used in the hydrogen sulfide removal process, hydrogen sulfide is removed when a fuel cell system is introduced, And it is confirmed that the regeneration of molybdophosphate can be performed at the same time, and the present invention has been completed.

Y. Zhao, Q. ZHU, G. Gu, COMBINED REMOVAL OF SO2, H2S AND NOX FROM GAS STREAMS BY CHEMICAL ABSORPTION WITH AQUEOUS SOLUTION OF 12MOLYBDOPHOSPHORIC ACID AND ITS REDUCED SPECIES, Water, Air, and Soil Pollution 102: 157-176, 1998.Y. Zhao, Q. ZHU, G. Gu, COMBINED REMOVAL OF SO2, H2S AND NOX FROM GAS STREAMS BY CHEMICAL ABSORPTION WITH AQUEOUS SOLUTION OF 12MOLYBDOPHOSPHORIC ACID AND ITS REDUCED SPECIES, Water, Air, and Soil Pollution 102: 157-176, 1998. R. Wang, Investigation on a new liquid redox method for H2S removal and sulfur recovery with heteropoly compound, Separation and purification technology 31: 111-121, 2003.R. Wang, Investigation on a new liquid redox method for H2S removal and sulfur recovery with heteropoly compounds, Separation and purification technology 31: 111-121, 2003.

본 발명의 목적은 헤테로폴리산 또는 그 염을 이용한 황화수소 제거 공정에 연료전지 시스템을 도입함으로써, 전기 생산과 헤테로폴리산 또는 그 염의 재생이 동시에 이루어지게 하는 방법을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to provide a method for simultaneously producing electricity production and heteropoly acid or salt thereof by introducing a fuel cell system into a hydrogen sulfide removing process using heteropoly acid or a salt thereof.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 황화수소를 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액에 흡수시켜 황화수소를 유황으로 산화시키는 흡수산화 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 환원된 환원형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액을 전기화학적으로 산화시켜 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염으로 재생하는 단계;를 포함하는 황화수소 제거방법을 제공한다.
In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for producing hydrogen sulfide, comprising: (a) an absorption oxidation step of absorbing hydrogen sulfide into an aqueous solution of an oxidized heteropoly acid or a salt thereof to oxidize hydrogen sulfide to sulfur; And (b) electrochemically oxidizing the reduced type heteropoly acid or an aqueous solution thereof reduced in step (a) to regenerate the oxidized heteropoly acid or a salt thereof.

본 발명의 황화수소 제거방법은 기존에 널리 사용된 EDTA가 결합된 철을 이용한 황화수소 제거 공정의 심각한 문제점으로 여겨지는 EDTA의 분해를 고려하지 않아도 되며, 몰리브도포스페이트와 같은 헤테로폴리산 또는 그 염은 화학적으로 안정하므로 낮은 운전비용을 기대할 수 있다. 또한 유해가스를 제거할 뿐만 아니라 전기에너지를 생산함으로써, 전체 공정 내 에너지 자족을 실현할 수 있다.
The method of removing hydrogen sulfide according to the present invention does not need to consider the decomposition of EDTA, which is considered to be a serious problem in the process of removing hydrogen sulfide using EDTA-bonded iron, which is widely used in the past. Heteropoly acids such as molybdophosphate, Low operating cost can be expected. In addition to eliminating harmful gases and producing electrical energy, energy sufficiency in the entire process can be realized.

도 1은 본 발명의 전체 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 황화수소의 제거방법에서 첫 번째 단계인 황화수소의 흡수 및 산화 공정 시, 우선 흡수된 황화수소의 황화 이온이 몰리브도포스페이트와의 산화환원 반응을 통해 제거되는 속도를 몰리브도포스페이트 수용액의 pH와 농도에 따라 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 의한 황화수소의 제거방법에서 첫 번째 단계인 황화수소의 흡수산화 공정 중 몰리브도포스페이트 수용액의 pH(A)와 몰리브도포스페이트의 농도(B)에 따른 흡수율에 관한 그래프이다.
도 4는 발명에 의한 황화수소의 제거방법에서 pH에 따른 1mM 몰리브도포스페이트수용액의 순환 전압-전류 그래프이다.
도 5는 황화수소에 의해 환원된 5mM 몰리브도포스페이트 수용액을 연료전지의 양극 연료로 사용 시 pH에 따른 분극 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 6A는 본 발명에 의한 황화수소의 제거방법에서 몰리브도포스페이트 용액을 황화수소로 환원시킨 뒤 환원된 몰리브도포스페이트 수용액을 4시간 동안 연료전지로 산화시키는 동안 발생한 전압에 관한 그래프이다.
도 6B는 본 발명에 의한 황화수소의 제거방법에서 몰리브도포스페이트 용액을 황화수소로 환원시킨 뒤 환원된 몰리브도포스페이트 수용액을 4시간 동안 연료전지로 산화시키는 동안 환원된 몰리브도포스페이트의 색이 산화된 형태의 색으로 변하는 것을 나타낸 730nm 에서의 흡광도 곡선이다.
도 7은 본 발명에 의한 황화수소의 제거방법에서 몰리브도포스페이트 용액을 황화수소로 환원시킨 뒤 연료전지의 양극 연료로 사용 시, 구동 온도에 따라 생산되는 개회로 전압 및 최대 전력 밀도에 관한 그래프이다.
1 is an overall schematic diagram of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the rate at which sulfide ions of absorbed hydrogen sulfide are removed through oxidation-reduction reaction with molybdophosphate in the first step of absorption and oxidation of hydrogen sulfide according to the present invention, Phosphate aqueous solution according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the absorption rate depending on the pH (A) and molybdophosphate concentration (B) of the molybdophosphate aqueous solution during the first step of the hydrogen sulfide absorption oxidation process according to the present invention.
4 is a cyclic voltage-current graph of a 1 mM molybdophosphate aqueous solution according to pH in the method of removing hydrogen sulfide according to the invention.
5 is a graph showing a polarization curve according to pH when a 5 mM molybdophosphate aqueous solution reduced by hydrogen sulfide is used as a positive electrode fuel of a fuel cell.
FIG. 6A is a graph showing a voltage generated during reduction of a molybdophosphate solution with hydrogen sulfide and oxidation of a reduced molybdophosphate aqueous solution by a fuel cell in the method of removing hydrogen sulfide according to the present invention, for 4 hours.
FIG. 6B is a graph showing the results of the reduction of the molybdophosphate solution to hydrogen sulfide and the reduction of the molybdophosphate color during the oxidation of the reduced molybdophosphate aqueous solution by the fuel cell for 4 hours in the method of removing hydrogen sulfide according to the present invention. Absorbance curve at 730 nm.
7 is a graph showing the open circuit voltage and the maximum power density produced according to the driving temperature when the molybdophosphate solution is reduced to hydrogen sulfide and used as the anode fuel of the fuel cell in the method of removing hydrogen sulfide according to the present invention.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein and the experimental methods described below are well known and commonly used in the art.

본 발명에서는 몰리브도포스페이트(molybdophosphate, HPMo)와 같은 헤테로폴리산 또는 그 염을 이용한 황화수소의 제거방법은 화학적으로 안정한 몰리브도포스페이트를 사용하고 연료전지 시스템을 도입함으로써 전기 생산과 몰리브도포스페이트의 재생을 동시에 이루어질 수 있다는 것을 확인하고자 하였다.In the present invention, a method of removing hydrogen sulfide by using heteropoly acid such as molybdophosphate (HPMo) or a salt thereof is carried out by using a chemically stable molybdophosphate and introducing a fuel cell system to regenerate electricity and molybdophosphate Can be done at the same time.

본 발명에 의한 황화수소 제거방법에서는 헤테로폴리산의 한 종류인 몰리브도포스페이트를 이용한다. 황화수소의 제거 공정에서 기존에 널리 사용된 EDTA가 결합된 철을 이용한 황화수소 제거 공정의 심각한 문제점으로 여겨지는 EDTA의 분해를 고려하지 않아도 되는 것을 확인하였다.In the hydrogen sulfide removing method according to the present invention, molybdophosphate, which is one type of heteropoly acid, is used. It was confirmed that the decomposition of EDTA, which is considered to be a serious problem of the hydrogen sulfide removal process using the EDTA-bonded iron which is widely used in the process of removing hydrogen sulfide, is not considered.

또한, 본 발명에 의한 황화수소 제거방법은 연료전지를 이용하여 전기를 생산 가능함으로써 유해가스를 제거할 뿐만 아니라 전기에너지를 생산하여 전체 공정 내 에너지 자족을 실현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
In addition, the hydrogen sulfide removing method according to the present invention can produce electricity using a fuel cell, so that it is possible to realize not only the removal of noxious gas but also the production of electric energy and the energy sufficiency in the whole process.

따라서 본 발명은 일 관점에서, (a) 황화수소를 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액에 흡수시켜 황화수소를 유황으로 산화시키는 흡수산화 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 환원된 환원형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액을 전기화학적으로 산화시켜 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염으로 재생하는 단계;를 포함하는 황화수소 제거방법에 관한 것이다.Accordingly, in one aspect, the present invention provides a method for producing hydrogen sulfide, comprising: (a) an absorption oxidation step of absorbing hydrogen sulfide into an aqueous solution of an oxidized heteropoly acid or a salt thereof to oxidize hydrogen sulfide to sulfur; And (b) electrochemically oxidizing the reduced type heteropoly acid or an aqueous solution thereof reduced in step (a) to regenerate the oxidized heteropoly acid or a salt thereof.

본 발명의 황화수소 제거방법은 두 가지 단계 즉, (a) 황화수소가 산화된 상태인 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액에 흡수된 뒤 유황으로 산화되는 흡수산화 공정; 및 (b) 상기 흡수산화 공정시 환원된 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액을 연료전지를 통하여 전기화학적으로 산화하는 단계를 포함한다.
The method for removing hydrogen sulfide according to the present invention comprises two steps: (a) an absorption oxidation process in which hydrogen sulfide is absorbed in an aqueous solution of heteropoly acid or an aqueous solution thereof and then oxidized to sulfur; And (b) electrochemically oxidizing the reduced heteropoly acid or its aqueous salt solution through the fuel cell during the absorption oxidation process.

상기 헤테로폴리산 또는 그 염은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 바나듐(V)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 배위원소가 되고, 인(P) 또는 실리콘(Si)인 원소가 중심원소가 되는 무기축합산의 구조를 이루며, 상기 헤테로폴리산 또는 그 염의 바람직한 실시예로는 몰리브도포스페이트(PMo12O40 3 -), 텅스텐포스페이트(PW12O40 3 -), 몰리브도실리케이트(SiMo12O40 4 -) 및 텅스텐실리케이트(SiW12O40 4-)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 바람직하게는 몰리브도포스페이트를 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기의 기본형에 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W)의 일부를 바나듐(V)으로 치환한 형태를 사용할 수도 있다.The heteropoly acid or a salt thereof is one in which at least one element selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tungsten (W), and vanadium (V) is a coordination element and an element of phosphorus (P) (PM 12 O 40 3 - ), tungstophosphate (PW 12 O 40 3 - ), molybdosilicate (SiMo 12 ( - )), and the like are preferable examples of the heteropoly acid or its salt. O 40 4 - ) and tungsten silicate (SiW 12 O 40 4- ). Preferably, molybdophosphate is used but not limited thereto. It is also possible to use a mode in which a part of molybdenum (Mo) or tungsten (W) is substituted with vanadium (V) in the above basic form.

헤테로폴리산의 분자량은 기본 골격 형태에 따라 차이가 있으나, 헤테로폴리음이온당 약 1,000g 이상으로 매우 크다. 또한 헤테로폴리산은 무기축합산으로서 표면적이 매우 작으며(10m2/g 이하), 물, 알코올, 아민과 같은 극성 유기용매에 잘 용해되는 성질이 있다.
The molecular weight of heteropoly acid differs depending on the basic skeletal form, but is very large, about 1,000 g or more per heteropoly anion. In addition, heteropolyacids are very small in surface area (less than 10 m 2 / g) and are soluble in polar organic solvents such as water, alcohols and amines.

상기 (a) 단계에서는 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액의 pH를 최대한 낮게 유지함으로써 흡수된 황화 이온이 유황으로 빨리 전환되도록 한다. 즉, 상기 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액은 pH 1.5 이하인 것이 바람직하다.In the step (a), the pH of the aqueous solution of heteropoly acid or its salt is kept as low as possible so that the adsorbed sulfide ions are rapidly converted to sulfur. That is, it is preferable that the aqueous solution of the oxidized heteropoly acid or its salt has a pH of 1.5 or less.

또한, 황화수소가 낮은 pH의 수용액에 잘 녹기 어려운 점을 감안하여 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액의 농도를 높게 유지함으로써 흡수 효율을 최대화한다. 즉, 상기 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액의 농도는 1mM 내지 30mM, 바람직하게는 5mM 내지 25mM, 더욱 바람직하게는 5mM 내지 10mM일 수 있다. 이 과정과 동시에 헤테로폴리산 또는 그 염은 환원이 되어 황화수소를 흡수하지 못하게 된다. 또한, 상기 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액의 온도는 20℃도 내지 60℃일 수 있다.Also, considering the fact that hydrogen sulfide is difficult to dissolve in an aqueous solution having a low pH, the concentration of the heteropoly acid or its salt aqueous solution is kept high to maximize the absorption efficiency. That is, the concentration of the aqueous solution of heteropoly acid or its salt may be 1 mM to 30 mM, preferably 5 mM to 25 mM, more preferably 5 mM to 10 mM. At the same time as this process, the heteropoly acid or its salt is reduced and becomes unable to absorb hydrogen sulfide. The temperature of the aqueous solution of the oxidized heteropoly acid or its salt may be between 20 ° C and 60 ° C.

황화수소의 황화이온(S2-)과 헤테로폴리산 또는 그 염의 몰비는 1:1~1:3, 바람직하게는 1:1~1:2일 수 있다. 상기 범위일 때, 흡수된 황화 이온이 효과적으로 유황으로 전환할 수 있다.The molar ratio of the sulfide ion (S 2- ) of the hydrogen sulfide to the heteropoly acid or its salt may be 1: 1 to 1: 3, preferably 1: 1 to 1: 2. In the above range, the absorbed sulfide ion can be effectively converted to sulfur.

상기 (b) 단계에서는 환원된 형태의 환원형 헤테로폴리산 또는 그 염을 연료전지를 통하여 전기화학적으로 산화시킴으로써 산화된 형태의 헤테로폴리산 또는 그 염으로 재생한다. 상기 전기화학적으로 산화시키는 단계는 연료전지의 양극 전해액으로 사용되는 것을 특징으로 하며, 재생된 헤테로폴리산 또는 그 염은 황화수소를 다시 흡수하는데 재이용될 수 있다.
In the step (b), the reduced form of the reduced type heteropoly acid or its salt is electrochemically oxidized through the fuel cell to regenerate it as an oxidized form of heteropoly acid or a salt thereof. The step of electrochemically oxidizing is characterized in that it is used as a positive electrode electrolyte of a fuel cell, and the regenerated heteropoly acid or a salt thereof can be reused to absorb hydrogen sulfide again.

상기 (b) 연료전지부 양극 전해액의 pH는 최대한 낮게 유지함으로써 헤테로폴리산 또는 그 염이 최고의 전기화학적인 활성을 가지도록 한다. 즉 상기 전해액의 pH는 1.5 이하, 바람직하게는 pH 1.0 이하, 더욱 바람직하게는 pH 0.4 내지 1일 수 있다. 또한, 전해액의 온도는 20 내지 60℃일 수 있다.The pH of the positive electrode electrolyte solution of the fuel cell (b) is kept as low as possible so that the heteropoly acid or its salt has the best electrochemical activity. That is, the pH of the electrolytic solution may be 1.5 or less, preferably 1.0 or less, and more preferably 0.4 to 1. Further, the temperature of the electrolytic solution may be 20 to 60 캜.

본 발명에 의한 황화수소 제거방법의 전 공정 시 상기 헤테로폴리산 또는 그 염의 분해가 일어나지 않는 것을 특징으로 한다.
Characterized in that the decomposition of the heteropoly acid or its salt does not occur in the previous step of the hydrogen sulfide removing method according to the present invention.

본 발명은 다른 관점에서 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염을 이용하여 황화수소를 산화시키는 흡수부(absorber); 및 상기 흡수부에 얻은 환원형 헤테로폴리산 또는 그 염을 산화시키는 연료전지부;를 포함하여 이루어지는 황화수소 제거와 헤테로폴리산 또는 그 염 재생 시스템에 관한 것이다.
In another aspect, the present invention relates to an absorber for oxidizing hydrogen sulfide using an oxidized heteropoly acid or a salt thereof; And a fuel cell unit for oxidizing the reduced heteropoly acid or a salt thereof obtained in the absorption unit, and a system for regenerating hydrogen sulfide and a heteropoly acid or a salt thereof.

본 발명은 또 다른 관점에서 (a) 황화수소를 산화형 몰리브도포스페이트 수용액에 흡수시켜 몰리브도포스페이트를 환원시키고, 황화수소를 유황으로 산화시키는 흡수산화 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 환원된 환원형 몰리브도포스페이트 수용액을 전기화학적으로 산화시켜 산화형 몰리브도포스페이트로 재생하는 단계;를 포함하는 황화수소 제거방법에 관한 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a sulfide-based sulfide phosphor comprising the steps of: (a) an absorption oxidation step of absorbing hydrogen sulfide into an oxidized molybdophosphate aqueous solution to reduce molybdophosphate and oxidize hydrogen sulfide to sulfur; And (b) electrochemically oxidizing the reduced molybdophosphate aqueous solution reduced in the step (a) to regenerate the oxidized molybdophosphate.

상기 흡수부에서는 황화수소 제거방법의 (a) 단계인 황화수소가 산화된 상태인 몰리브도포스페이트 수용액에 흡수된 뒤 유황으로 산화되는 흡수산화반응이 일어나며, 그 변화는 하기와 같다.In the absorption part, an absorption oxidation reaction in which the hydrogen sulfide which is the step (a) of the hydrogen sulfide removal method is absorbed into the aqueous solution of molybdophosphate which is in an oxidized state and is then oxidized to sulfur, takes place.

H2S + HPMo(산화형) ---> S0 + Mo-blue (환원형)H 2 S + HPMo (oxidation type) ---> S 0 + Mo-blue (reduction type)

또한 연료전지부(fuel cell)에서는 황화수소 제거방법의 (b) 단계인 상기 흡수산화 공정시 환원된 몰리브도포스페이트 수용액을 연료전지를 통하여 전기화학적으로 산화하는 공정이 일어나며, 연료전지의 음극 및 양극에서 일어나는 변화는 하기와 같다.Also, in the fuel cell, a step of electrochemically oxidizing the reduced molybdophosphate aqueous solution through the fuel cell in the absorption oxidation step (b) of the hydrogen sulfide removal method occurs, and the anode and the anode of the fuel cell The changes that occur in

Mo-blue (환원형) + e- ---> HPMo (산화형) + H+ (anode)Mo-blue (reduced form) + e - ---> HPMo (oxidized form) + H + (anode)

2H+ + 2e- + 1/2 O2 ---> H2O (cathode)
2H + + 2e - + 1/2 O 2 ---> H 2 O (cathode)

도 1은 몰리브도포스페이트를 이용하여 황화수소를 제거하는 장치의 일례를 나타낸 도면이다. 본 발명에서 제시하는 황화수소 제거 공정은 크게 두 가지 부분, 흡수부와 연료전지부로 구성된다. 흡수부는 기체상태의 황화수소를 액상의 몰리브도포스페이트 수용액에 분사 후 흡수시킴으로써, 유입되는 황화수소가 전량 액상에 흡수되어 배출 가스에 황화수소가 없도록 의도한 공정이다. 흡수공정 시 사용되는 반응기는 유입 기체와 액상 흡수제 사이의 접촉 시간을 최대화시킴으로써 활발한 물질 운반이 가능하여야 하며, 도 1에 그려진 흡수탑은 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 실제 황화수소 공정에 사용되는 흡수탑은 도 1에 의해 제한되지 않는다. 흡수탑 내부 반응은 아래와 같다.1 is a view showing an example of an apparatus for removing hydrogen sulfide using molybdophosphate. The hydrogen sulfide removal process proposed in the present invention is largely composed of two parts, an absorption part and a fuel cell part. The absorption part is a step in which gaseous hydrogen sulfide is injected into a liquid molybdophosphate aqueous solution and then absorbed so that the entire amount of the hydrogen sulfide introduced is absorbed in the liquid so that hydrogen sulfide is not present in the exhaust gas. The reactor used in the absorption process should maximize the contact time between the inlet gas and the liquid absorbent to enable active material transport. The absorption tower depicted in FIG. 1 is for illustrating the present invention, Is not limited by Fig. The reaction inside the absorber is as follows.

H2S (g) ---> H2S(l)H 2 S (g) ---> H 2 S (1)

H2S + HPMo(산화형) ---> S0 + Mo-blue (환원형)H 2 S + HPMo (oxidation type) ---> S 0 + Mo-blue (reduction type)

산화된 형태의 몰리브도포스페이트는 빠른 반응속도로 황화수소를 유황으로 산화시키며, 자신은 몰리브덴 블루로 환원된다. 환원된 형태의 몰리브덴 블루는 더 이상 황화수소와 반응할 수 없으며, 황화수소가 유입되면 유입될수록 흡수부 내부에는 황화수소를 흡수할 수 없는 몰리브덴 블루로 가득 차게 되므로, 몰리브덴 블루를 다시 산화형으로 변환시키기 위한 과정이 필요하며, 이것은 연료전지부에서 이루어진다. 연료전지부는 음극, 양극의 전극과 그 사이의 양성자이온막으로 이루어진다. 연료전지의 음극부에서는 환원된 형태의 몰리브덴 블루가 전극 상에서 전기화학적으로 산화되면서 전자를 잃고 몰리브도포스페이트 산화형으로 바뀌는 반응이 일어난다(하기).The oxidized form of molybdophosphate oxidizes hydrogen sulfide to sulfur at a rapid rate of reaction, and itself is reduced to molybdenum blue. Molybdenum blue in a reduced form can no longer react with hydrogen sulfide. When hydrogen sulfide is introduced, molybdenum blue is filled with molybdenum blue, which can not absorb hydrogen sulfide, And this is done in the fuel cell section. The fuel cell unit is composed of a cathode, an anode electrode, and a proton ion membrane therebetween. In the cathode portion of the fuel cell, a reduced form of molybdenum blue is electrochemically oxidized on the electrode to lose electrons and convert to molybdophosphate oxidizing type (see below).

Mo-blue (환원형) + e- ---> HPMo (산화형) + H+ (anode)Mo-blue (reduced form) + e - ---> HPMo (oxidized form) + H + (anode)

반면 양극에서는 음극으로부터 공급된 수소 이온, 외부 회로를 타고 온 전자, 그리고 공급되는 산소가 결합하여 물로 환원되는 반응이 일어난다(하기).On the other hand, in the anode, hydrogen ions supplied from the cathode, electrons carried in the external circuit, and oxygen supplied to the cathode are combined and reduced to water (see below).

2H+ + 2e- + 1/2 O2 ---> H2O (cathode)2H + + 2e - + 1/2 O 2 ---> H 2 O (cathode)

음극, 양극의 반쪽 반응은 몰리브덴 블루의 산화로부터 전기에너지의 생산을 가능케 하는 연료전지 반응이다. 연료전지를 통해 재생된 몰리브도포스페이트는 황화수소를 흡수할 수 있는 형태가 되므로 다시 흡수부로 주입되어 재이용될 수 있다.
The cathode and anode half reactions are fuel cell reactions that enable the production of electrical energy from the oxidation of molybdenum blue. Since the molybdophosphate regenerated through the fuel cell is in a form capable of absorbing hydrogen sulfide, the molybdophosphate can be injected again into the absorber and reused.

본 발명은 또 다른 관점에서 상기에 언급한 황화수소 제거와 헤테로폴리산 또는 그 염 재생 시스템을 이용하여 전기를 생산하는 방법에 관한 것이다. 연료전지를 이용하여 전기를 생산하는 것이 가능함으로써 황화수소와 같은 유해가스를 제거할 뿐만 아니라 동시에 전기에너지를 생산하여 에너지 자족을 실현할 수 있는 효과가 있다.
In another aspect, the present invention relates to a method for producing electricity using the aforementioned hydrogen sulfide removal and heteropoly acid or salt salt regeneration system. It is possible to produce electricity using a fuel cell, thereby not only removing harmful gas such as hydrogen sulfide but also producing electric energy at the same time, thereby realizing energy sufficiency.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

[실시예][Example]

실시예Example 1 One

도 1의 몰리브도포스페이트를 이용하여 황화수소를 제거하는 장치는 크게 두 가지 부분, 흡수부와 연료전지로 구성되며, 각각에 대한 실험을 분리하여 하였다. 먼저 몰리브도포스페이트에 의한 황화 이온의 산화 속도를 알아보기 위한 실험을 실시하였다. 황화 이온의 농도를 1.79mM으로 고정한 뒤, 몰리브도포스페이트의 농도를 1.79mM 및 2.42mM의 두 경우로 실험하여, 각각 농도비가 1:1 및 1:1.35가 되게 하였다. 또한 각각의 농도비에 대해 몰리브도포스페이트 수용액의 pH를 0.8, 3.0, 5.0으로 조절하여 pH가 산화속도에 어떤 영향을 미치는지 실험하였고 그 결과는 도 2에 나타내었다. 설파이드 제거율(%)은 UV-VIS spectrophotometer(DR 5000, Hach)를 사용하여 측정하였다.The apparatus for removing hydrogen sulfide using the molybdenum phosphate of FIG. 1 is roughly divided into two parts, an absorber and a fuel cell. First, an experiment was conducted to investigate the oxidation rate of sulfide ions by molybdophosphate. The concentrations of molybdophosphate were 1.79 mM and 2.42 mM, respectively, and the concentration ratio was 1: 1 and 1: 1.35, respectively. The pH of the aqueous solution of molybdophosphate was adjusted to 0.8, 3.0, and 5.0, respectively, and the effect of the pH on the oxidation rate was tested for each concentration ratio. The results are shown in FIG. The sulfide removal rate (%) was measured using a UV-VIS spectrophotometer (DR 5000, Hach).

도 2의 흡수된 황화수소의 황화 이온이 몰리브도포스페이트와의 산화환원 반응을 통해 제거되는 속도와 몰리브도포스페이트 수용액의 pH와 농도의 관계 그래프를 보면, 황화 이온과 몰리브도포스페이트의 분자 비의 관계없이 pH가 낮을수록 더 빠르게 황화 이온이 제거됨을 볼 수 있으며, 낮은 pH가 황화 이온 제거에 유리한 조건임을 알 수 있다. 또한, 황화 이온 분자 당 더 많은 양의 몰리브도포스페이트 분자를 투입하는 것 없이 더 빠른 황화 이온 제거 효과를 보인다는 것을 확인할 수 있었다.
The relationship between the rate at which the sulfide ion of the absorbed hydrogen sulfide is removed through oxidation-reduction reaction with the molybdophosphate and the pH and concentration of the aqueous solution of molybdophosphate in FIG. 2 indicates that the molecular ratio of the sulfide ion and the molybdophosphate The lower the pH, the faster the sulphide ion is removed, and the lower the pH, the more favorable the sulphide ion removal is. In addition, it was confirmed that the sulfide ion removal effect was faster than that without injecting a larger amount of molybdophosphate molecule per sulfide ion molecule.

실시예Example 2 2

몰리브도포스페이트의 흡수 용액으로서의 기능을 알아보기 위해 1000ppm 농도의 황화수소 기체(나머지: 질소)를 몰리브도포스페이트 용액에 500ml/min의 속도로 주입하였다. 사용된 몰리브도포스페이트 흡수 용액의 농도가 5mM로 고정된 상태에서 pH를 0.8, 3.0, 5.0으로 바꾸어 pH가 흡수율에 미치는 영향을 알아보았으며, 또한 pH 0.8에서 몰리브도포스페이트의 농도를 5mM, 15mM, 25mM으로 변경하여 몰리브도포스페이트농도가 흡수율에 미치는 결과를 알아보았다. 그 결과는 도 3에 나타내었다. 흡수율(%)은 Kitagawa H2S detection tube(Komyo Rikagaku Kyo K.K)를 사용하여 측정하였다.To investigate the function of molybdophosphate as an absorbing solution, a hydrogen sulfide gas (remainder: nitrogen) at a concentration of 1000 ppm was injected into the molybdophosphate solution at a rate of 500 ml / min. The molybdophosphate concentration in the solution was fixed at 5 mM and the pH was changed to 0.8, 3.0 and 5.0. The effect of the pH on the water uptake was also examined. The molybdophosphate concentration was adjusted to 5 mM, 15mM, and 25mM, respectively, to investigate the effect of molybdophosphate concentration on the absorption rate. The results are shown in Fig. Absorption rate (%) was measured using Kitagawa H 2 S detection tube (Komyo Rikagaku Kyo KK).

HPMo의 농도(mM)The concentration of HPMo (mM) HPMo의 pHPH of HPMo 55 0.80.8 55 3.03.0 55 5.05.0 1515 0.80.8 2525 0.80.8

도 3의 황화수소의 흡수산화 공정 중 몰리브도포스페이트 수용액의 pH(A)와 몰리브도포스페이트의 농도(B)에 따른 흡수율에 관한 그래프를 보면, pH가 높을수록 황화수소의 흡수율이 높은 것을 확인할 수 있으며, 이는 황화수소의 산성 때문에 높은 pH의 수용액에 더 잘 녹는 성질에서 기인한다. 하지만 pH가 낮아 황화수소가 잘 녹지 않는 조건(pH=0.8)에서도 몰리브도포스페이트의 농도를 높이면 낮은 pH의 한계를 극복하여 90% 이상의 흡수율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in the graph of the absorption rate according to the pH (A) and molybdophosphate concentration (B) of the molybdophosphate aqueous solution during the absorption oxidation process of the hydrogen sulfide of FIG. 3, the higher the pH, the higher the absorption rate of hydrogen sulfide , Which is due to its better melting property in aqueous solutions of higher pH due to the acidity of the hydrogen sulfide. However, even if the pH is low and the hydrogen sulfide is poorly soluble (pH = 0.8), it can be seen that increasing the molybdophosphate concentration can overcome the lower pH limit and achieve a water absorption of over 90%.

실시예Example 3 3

pH에 따른 몰리브도포스페이트의 산화환원 활성도를 확인하기 위해 순환 전류-전압 분석을 하였다. 분석에 사용된 용액은 1mM 농도의 몰리브도포스페이트와 200mM의 염화나트륨 전해질로, 은/염화은 전극 기준으로 0.1V로부터 +0.8V까지의 범위에서 분석하였다. 이 결과는 도 4에 나타내었다. 전압은 몰리브도포스페이트 용액을 황화수소로 환원시킨 뒤 환원된 몰리브도포스페이트 수용액을 4시간 동안 연료전지로 산화시키는 동안 발생한 전압을 multimeter(Keithley 2700)를 사용하여 측정하였다. Cyclic current - voltage analysis was performed to confirm the oxidation - reduction activity of molybdophosphate according to pH. The solution used for the analysis was analyzed with a concentration of 1 mM of molybdophosphate and 200 mM of sodium chloride in the range of 0.1 V to +0.8 V based on the silver / silver chloride electrode. This result is shown in Fig. The voltage was measured using a multimeter (Keithley 2700) during the reduction of the molybdophosphate solution to hydrogen sulfide and the oxidation of the reduced molybdophosphate aqueous solution to the fuel cell for 4 hours.

도 4의 결과를 보면, 몰리브도포스페이트는 pH 0.8과 1.5에서 유의한 산화환원 활성을 가진다는 것을 확인할 수 있으며, 따라서 이 pH 범위에서 몰리브덴블루 용액을 전기화학적으로 산화시키는 연료전지의 성능을 알아보기 위해 전류-전압곡선과 전력밀도 곡선을 얻어내었다.4, it can be seen that molybdophosphate has a significant redox activity at pHs of 0.8 and 1.5, and thus it is possible to know the performance of a fuel cell that electrochemically oxidizes molybdenum blue solution in this pH range The current-voltage curve and the power density curve were obtained for the sake of illustration.

5mM의 몰리브도포스페이트에 4.5mM의 황화나트륨을 충분히 반응시켜 몰리브도포스페이트를 몰리브덴 블루로 환원시킨 뒤, 이 용액의 pH를 0.8, 1.4로 조절하였다. 이 상태의 용액을 연료전지의 연료로 이용하여 그린 전류-전압곡선과 전력 밀도 곡선은 도 5에 나타내었다. 도 5의 결과를 보면, pH 0.8의 조건에서 전력이 많이 발생한다는 것을 확인할 수 있다.
4.5 mM of molybdophosphate was sufficiently reacted with 4.5 mM sodium sulfide to reduce the molybdophosphate to molybdenum blue, and the pH of the solution was adjusted to 0.8 and 1.4. The green current-voltage curve and the power density curve using the solution of this state as the fuel of the fuel cell are shown in FIG. From the results of FIG. 5, it can be seen that a large amount of electric power is generated under the condition of pH 0.8.

실시예 4Example 4

5mM의 몰리브도포스페이트에 4.5mM의 황화나트륨을 충분히 반응시켜 만들어진 환원형 몰리브덴 블루용액을 10옴의 외부 저항과 연결시켜 전류를 생산하면서 몰리브도포스페이트로 재생하였다. 4시간동안 생산된 전류량의 변화, 그리고 청색의 몰리브덴블루가 노란 색의 몰리브도포스페이트로 산화되면서 730nm에서의 흡광도의 변화를 도 6에 나타내었다. 흡광도는 몰리브도포스페이트 용액을 황화수소로 환원시킨 뒤 환원된 몰리브도포스페이트 수용액을 4시간 동안 연료전지로 산화시키는 동안 환원된 몰리브도포스페이트의 색이 산화된 형태의 색으로 변하는 정도로 730nm에서 흡광도를 UV-VIS spectrophotometer(DR 5000, Hach)를 측정하였다.A molybdophosphate solution was prepared by reacting 5 mM of molybdophosphate with 4.5 mM of sodium sulfide. The molybdophosphate was regenerated by adding a reduced molybdenum blue solution to an external resistance of 10 ohms to produce a current. The changes in the amount of current produced during 4 hours and the change in absorbance at 730 nm as blue molybdenum blue oxidized to yellow molybdophosphate are shown in FIG. The absorbance was measured by absorbance at 730 nm to the extent that the color of the reduced molybdophosphate changed to the color of the oxidized form while the molybdophosphate solution was reduced to hydrogen sulfide and then the reduced molybdophosphate aqueous solution was oxidized by the fuel cell for 4 hours. Were measured by UV-VIS spectrophotometer (DR 5000, Hach).

도 6A은 5mM의 몰리브도포스페이트에 4.5mM의 황화나트륨을 충분히 반응시켜 만들어진 환원형 몰리브덴 블루용액을 10옴의 외부 저항과 연결시켜 재생하는 동안 생산된 전류량에 관한 그래프이다. 반응 시작과 동시에 상대적으로 높은 양의 순간 전류가 흐르고, 반응이 진행됨에 따라 급격하게 감소하였다가 그 후에는 선형적으로 감소한다. 선형적인 감소는 시간이 지남에 따라서 환원형의 몰리브덴블루가 산화됨에 따라 연료전지의 연료량이 점점 감소함에 인한 것이다. 도 6A는몰리브덴블루 용액이 외부 저항과 연결되었을 때 전류가 생산될 수 있음을 보여준 것이다.6A is a graph showing the amount of current produced during regeneration by connecting a reduced molybdenum blue solution prepared by sufficiently reacting 5 mM of molybdophosphate with 4.5 mM sodium sulfide to an external resistance of 10 ohms. At the beginning of the reaction, a relatively high amount of instantaneous current flows, which decreases sharply as the reaction progresses, then decreases linearly thereafter. The linear reduction is due to the fact that the amount of fuel in the fuel cell is decreasing as the reduced molybdenum blue is oxidized over time. 6A shows that a current can be produced when a molybdenum blue solution is connected to an external resistor.

또한 같은 시간동안 몰리브덴블루 용액의 흡광도 변화를 도 6B에 나타내었다. 청색 계열이며, 730nm에서 가장 강한 흡수스펙트럼을 나타내는 몰리브덴블루는 전기화학적 산화가 진행됨에 따라 그 흡광도를 점점 잃어버리게 되고, 4시간 후에는 기존의 청색을 모두 잃고 원래의 몰리브도포스페이트 색인 노랑색으로 변하게 되었다.
The change in absorbance of the molybdenum blue solution during the same period of time is shown in FIG. 6B. Molybdenum blue, which has the strongest absorption spectrum at 730 nm, is gradually lost in its electrochemical oxidation, and after 4 hours it loses all of its original blue color and turns into its original molybdophosphate yellow color .

실시예Example 5 5

pH 0.8에서 연료전지의 온도를 20℃ 또는 60℃로 변경하였을 경우에 전력밀도에 미치는 영향을 알아보았다(도 7). 개회로 전압(open circuit voltage) 및 최대 전력 밀도(maximum power density)는 몰리브도포스페이트 용액을 황화수소로 환원시킨 뒤 연료전지의 양극 연료로 사용 시, 구동 온도에 따라 생산되는 개회로 전압 및 최대 전력 밀도를 a potentiostat(CHI 604C)를 사용하여 측정하였다.The effect on the power density when the temperature of the fuel cell was changed to 20 ° C or 60 ° C at pH 0.8 was examined (Fig. 7). The open circuit voltage and the maximum power density are obtained by reducing the molybdophosphate solution to hydrogen sulfide and then using the open circuit voltage and the maximum power Density was measured using a potentiostat (CHI 604C).

도 7은 pH 0.8에서 연료전지의 온도를 20℃ 또는 60℃로 변경하였을 경우에 개회로전압과 전력밀도가 어떻게 변하는지에 관한 결과로, 온도가 변하여도 개회로 전압은 크게 변하지 않으나, 최대 전력 밀도는 60℃일 때 20℃에서의 값보다 36% 증가하였다.FIG. 7 shows the results of how the open circuit voltage and power density change when the temperature of the fuel cell is changed to 20 ° C or 60 ° C at pH 0.8. Even when the temperature changes, the open circuit voltage does not change much, Was 36% higher than that at 20 ° C at 60 ° C.

Claims (11)

(a) 황화수소를 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액에 흡수시켜 헤테로폴리산을 환원시키고, 황화수소를 유황으로 산화시키는 흡수산화 단계; 및
(b) 상기 (a) 단계에서 환원된 환원형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액을 전기화학적으로 산화시켜 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염으로 재생하는 단계;를
포함하는 황화수소 제거방법.
(a) an absorption oxidation step of absorbing hydrogen sulfide in an aqueous solution of oxidized heteropoly acid or an aqueous solution thereof to reduce heteropoly acid and oxidize hydrogen sulfide to sulfur; And
(b) electrochemically oxidizing the reduced type heteropoly acid or an aqueous solution thereof reduced in step (a) to recover the oxidized heteropoly acid or a salt thereof;
≪ / RTI >
제1항에 있어서, 상기 헤테로폴리산 또는 그 염은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 바나듐(V)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 배위원소가 되고, 인(P) 또는 실리콘(Si)인 원소가 중심원소가 되는 무기축합산의 구조인 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method according to claim 1, wherein the heteropoly acid or a salt thereof is at least one element selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tungsten (W), and vanadium (V) Wherein the phosphorus element is a structure of an inorganic sum of axes which is a central element.
제1항에 있어서, 상기 헤테로폴리산 또는 그 염은 몰리브도포스페이트(PMo12O40 3 -), 텅스텐포스페이트(PW12O40 3 -), 몰리브도실리케이트(SiMo12O40 4 -) 및 텅스텐실리케이트(SiW12O40 4-)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method according to claim 1, wherein the heteropoly acid or a salt thereof is at least one selected from the group consisting of molybdophosphate (PMo 12 O 40 3 - ), tungsten phosphate (PW 12 O 40 3 - ), molybdosilicate (SiMo 12 O 40 4 - silicate (SiW 12 O 40 4-) method for removing hydrogen sulfide characterized in that one or more selected from the group consisting of.
제1항에 있어서, 상기 전기화학적으로 산화시키는 단계는 연료전지의 양극 전해액으로 사용되는 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method according to claim 1, wherein the step of electrochemically oxidizing is used as a positive electrode electrolyte of a fuel cell.
제1항에 있어서, 상기 전기화학적으로 산화시키는 단계는 연료전지의 양극 전해액으로 사용되는 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method according to claim 1, wherein the step of electrochemically oxidizing is used as a positive electrode electrolyte of a fuel cell.
제1항에 있어서, 상기 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액은 pH 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method for removing hydrogen sulfide according to claim 1, wherein the aqueous solution of the oxidized heteropoly acid or its salt has a pH of 1.5 or less.
제1항에 있어서, 상기 산화형 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액의 온도는 20℃ 내지 60℃인 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method according to claim 1, wherein the temperature of the aqueous solution of the oxidized heteropoly acid or its salt is 20 ° C to 60 ° C.
제1항에 있어서, 상기 헤테로폴리산 또는 그 염 수용액의 농도는 1mM 내지 30mM인 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The method according to claim 1, wherein the concentration of the heteropoly acid or an aqueous solution thereof is 1 mM to 30 mM.
제1항에 있어서, 상기 황화수소 제거방법의 전 공정 시 상기 헤테로폴리산 또는 그 염의 분해가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법.
The hydrogen sulfide removal method according to claim 1, wherein the decomposition of the heteropoly acid or its salt does not occur in the previous step of the hydrogen sulfide removal method.
(a) 황화수소를 산화형 몰리브도포스페이트 수용액에 흡수시켜 몰리브도포스페이트를 환원시키고, 황화수소를 유황으로 산화시키는 흡수산화 단계; 및
(b) 상기 (a) 단계에서 환원된 환원형 몰리브도포스페이트 수용액을 전기화학적으로 산화시켜 산화형 몰리브도포스페이트로 재생하는 단계;를
포함하는 황화수소 제거방법.
(a) an absorption oxidation step of absorbing hydrogen sulfide into an oxidized molybdophosphate aqueous solution to reduce molybdophosphate and oxidize hydrogen sulfide to sulfur; And
(b) electrochemically oxidizing the reduced molybdophosphate aqueous solution reduced in the step (a) to recover the oxidized molybdophosphate;
≪ / RTI >
산화형 헤테로폴리산 또는 그 염을 이용하여 황화수소를 산화시키는 흡수부; 및
상기 흡수부에 얻은 환원형 헤테로폴리산 또는 그 염을 산화시키는 연료전지부;를 포함하는 황화수소 제거 및 헤테로폴리산 또는 그 염 재생 시스템.
An absorption part for oxidizing hydrogen sulfide using oxidized heteropoly acid or a salt thereof; And
And a fuel cell unit for oxidizing the reduced heteropoly acid or a salt thereof obtained in the absorber, wherein the hydrogen sulfide removal and heteropoly acid or a salt thereof is regenerated.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637871A (en) 1985-04-29 1987-01-20 Exxon Research And Engineering Company Hydrocracking with aqueous phosphomolybdic acid
KR20040047706A (en) * 2002-11-29 2004-06-05 산요덴키가부시키가이샤 Electrode for fuel cell and fuel cell using the same
JP2008169297A (en) 2007-01-11 2008-07-24 Adeka Corp Desulfurizing agent for super-deep oxidative desulfurization and oxidative desulfurization method using the same
KR20140006409A (en) * 2012-07-05 2014-01-16 에쓰대시오일 주식회사 Manufacturing method of w-containing oxidative desulfurization catalyst

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