KR101797744B1 - Reduction Solution for the Removal of Nitrogen Oxide Using TNT Wastewater and Manufacturing Method the Same - Google Patents

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Abstract

Provided are a reduction solution for nitrogen oxide using 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) wastewater, and a production method thereof. The reduction solution of the present invention is used in a selective non-catalytic reduction for nitrogen oxide, is produced by using TNT wastewater, and enables easy adjustment of a reaction temperature during an operation. By reducing consumption of urea or ammonia, the reduction solution requires low production costs compared to existing reduction solution preparations while ensuring superior functions.

Description

TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 및 그 제조방법{Reduction Solution for the Removal of Nitrogen Oxide Using TNT Wastewater and Manufacturing Method the Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for producing a nitrogen oxide reduction solution using TNT wastewater,

본 발명은 소각로에서 발생하는 질소산화물을 제거하기 위한 질소산화물 환원용액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 질소산화물에 대한 선택적 무촉매 환원법(Selective Non-Catalytic Reduction)에 사용되는 용액으로서, TNT 폐수를 이용하여 제조됨으로써 운전 시 반응온도조절이 용이하도록 하고 요소 또는 암모니아의 사용량을 줄여서 종래의 환원용액제재에 비해 저렴한 제조비용이 들면서도 우수한 성능을 얻을 수 있도록 한 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide reduction solution for removing nitrogen oxide generated in an incinerator, and more particularly, to a solution used for selective non-catalytic reduction of nitrogen oxide, TNT wastewater is used to make it easy to control the reaction temperature during operation and to reduce the amount of urea or ammonia used so that the TNT wastewater can provide excellent performance even at low manufacturing cost compared to the conventional reducing solution, And a method for producing the same.

화력발전소 또는 쓰레기 폐기장과 같은 각종 소각로에서는 배기가스가 배출되는데, 이 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)은 90% 이상이 일산화질소(N0), 이산화질소(N02) 및 아산화질소(N2O)로 구성되어 별도의 처리 없이 그대로 배출되는 경우 대기오염을 유발시키는 대표적인 환경오염물질이 된다. 예컨대, 일산화질소는 산성비의 원인물질로 작용되고 도시 스모그를 유발하며 사람의 호흡기에 흡수되는 경우 기관지염증 및 고농도 노출 시 사망에까지 이르게 할 수 있는 유해성분이고, 아산화질소는 지구온난화의 주원인이 되는 물질이다.Exhaust gas is discharged from various incinerators such as thermal power plants or waste disposal sites. Nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gases are nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ) and nitrous oxide (N 2 O ), And if it is discharged without any treatment, it becomes a representative environmental pollutant causing air pollution. For example, nitrogen monoxide acts as a causative substance of acid rain, causes urban smog, and is absorbed in a human respiratory tract, which can lead to bronchial inflammation and death when exposed to high concentrations. Nitrous oxide is a major source of global warming .

질소산화물은 화석연료의 고온 연소 시 발생되는 것으로서 대기오염을 방지하기 위해서는 별도의 제어가 필요한데, 이러한 질소산화물의 제어기술로는 크게 연소조건을 제어하여 배출농도를 저감하는 방법과 연소 후 외부로 배출되기 전에 후 처리를 하는 방법이 있다. Nitrogen oxides are generated when fossil fuels are burned at high temperatures. Separate control is required to prevent air pollution. Control methods for such nitrogen oxides are largely controlled by controlling the combustion conditions to reduce the emission concentration, There is a way to do post-processing before it happens.

그러나, 연소조건을 제어하는 방법의 경우 저감농도의 한계와 강화되는 배출허용기준으로 인하여 현재는 효과적인 제어방법으로 고려되지 않고 있는바, 연소 후 처리기술인 촉매를 이용한 선택적 촉매 환원법과 촉매를 이용하지 않는 선택적 무촉매 환원법의 2가지가 많이 사용되고 있다.However, in the case of the control method of the combustion condition, it is not considered as an effective control method due to the limit of the reduction concentration and the emission allowance standard which is strengthened. As a result, the selective catalyst reduction method using the post- And a selective non-catalytic reduction method.

이 중 촉매를 이용한 선택적 촉매 환원법은 촉매표면의 활성점에서 환원제의 흡착과 질소산화물간의 반응을 유도하여 질소산화물을 무해한 질소와 수증기로 전환시키는 방법이다. 이러한 선택적 촉매 환원법은 제거효율이 일정수준 이상으로 높지만 사용기간이 짧고 사용한 촉매를 처분해야 하는 문제가 발생한다.Selective catalytic reduction using a catalyst is a method of converting the nitrogen oxides into harmless nitrogen and water vapor by inducing the adsorption of the reducing agent and the reaction between the nitrogen oxides at the active sites of the catalyst surface. Such a selective catalytic reduction method has a high removal efficiency but a short period of use and requires disposal of used catalysts.

이와 달리, 선택적 무촉매 환원법은 소각로의 배기경로의 중간 여러 지점에 요소수 또는 암모니아수가 포함된 환원제를 섞어 배기가스에 직접 분무하면서 NO가 N2로 환원되도록 하는 방법이다. 이러한 선택적 무촉매 환원법은 선택적 촉매 환원법에 비해 사용기간이 길고 추가시설이 크게 요구되지 않아 설치/유지 면에서 유리한 장점이 있다. 하지만, 상기 선택적 촉매 환원법에 비해 질소산화물을 저감시키는 효율이 낮고 질소산화물의 높은 제거효율을 보이는 온도범위가 약 900~1,000℃로 좁게 한정되어 있어서 이보다 낮은 온도에서는 제거효율이 현저히 저하되고 이보다 높은 온도에서는 주입된 환원제의 연소속도가 증가하면서 질소산화물의 환원반응이 제대로 유도되지 못하는 문제가 발생한다.On the other hand, the selective non-catalytic reduction method is a method in which NO is reduced to N 2 by directly spraying a reducing agent containing urea water or ammonia water at various points in the middle of the exhaust path of an incinerator. This selective non-catalytic reduction method has advantages over the selective catalytic reduction method because it has a long period of use and requires no additional facilities, thus providing installation / maintenance. However, in comparison with the selective catalytic reduction method, the efficiency of reducing nitrogen oxides is low and the temperature range for exhibiting high removal efficiency of nitrogen oxides is narrowly limited to about 900 to 1,000 DEG C, so that the removal efficiency is significantly lowered at a lower temperature, The reduction rate of the injected reducing agent is increased and the reduction reaction of the nitrogen oxide is not properly induced.

즉, 선택적 무촉매 환원법의 경우, 좁은 온도범위 내에서만 전환율이 좋아지는데, 요소수 또는 암모니아수를 배기가스에 직접 분무하게 되면 이로 인해 배기가스의 온도가 급격히 떨어지게 되므로 전환율이 저하되고 운전 시 온도조절이 용이하기 못한 문제가 발생하게 된다. That is, in the case of the selective non-catalytic reduction method, the conversion rate is improved only within a narrow temperature range. If the urea water or ammonia water is directly sprayed to the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas is rapidly lowered, A problem that can not be easily occurred occurs.

또한, 요소수 또는 암모니아수는 고가의 물질로서 사용량이 증가되면 그만큼 환원용액의 제조비용도 증가하게 된다.Also, the urea water or ammonia water is an expensive material, and the production cost of the reducing solution increases accordingly.

국내등록특허 10-0393322Korean Patent No. 10-0393322

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, NO가 N2로 전환되기에 유효한 반응온도 범위를 확장시켜 질소산화물 환원처리공정에서 반응온도의 조절이 용이하도록 하고, 요소 또는 암모니아의 사용량을 줄이면서도 NO가 N2로 전환되는 비율을 향상시키고 NO가 N2O로 전환되는 부반응은 억제되도록 하여 우수한 성능을 가지면서 종래의 환원용액제재에 비해 생산비용을 절감할 수 있는 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to enlarge the reaction temperature range effective for conversion of NO to N 2 , thereby making it easy to control the reaction temperature in the nitrogen oxide reduction process, , TNT wastewater which can reduce the production cost compared to the conventional reducing solution material while having a superior performance by reducing the NO conversion to N 2 and suppressing the side reaction in which NO is converted into N 2 O, There is provided a nitrogen oxide reduction solution and a production method thereof.

본 발명의 일 측면에 의하면, 요소 또는 암모니아 4.5~5.5wt%, TNT 폐수 45~55wt% 및 물 40.5~49.5wt%를 포함하여 구성되는 질소산화물 환원용액으로서, 상기 TNT 폐수는 Crude(미정제) TNT(C7H5N3O6)를 Sodium sulfie(아황산나트륨: Na2SO3) 수용액으로 세척한 후, 상기 세척된 TNT 혼합물을 디캔팅하여 회수되는 폐수이고, Ca2+(칼슘이온) 9.9~12.1mg/L, K+(칼륨이온) 14.4~17.6mg/L, Mg+(마그네슘이온) 0.9~1.1mg/L, Na+(나트륨이온) 18,030~22,036mg/L, Si4 -(규소이온) 2.7~3.3mg/L, Cl-(염소이온) 6.3~7.7mg/L, NO3 -(질산이온) 12,077~14,761mg/L, SO4 2-(황산이온) 12,260~14,9842mg/L, HCO3 -(중탄산이온) 94~116mg/L, CO3 2-(탄산이온) 2,005~2,451mg/L, OH-(수산화이온) 103~127mg/L 및 NH4 +(암모늄이온) 52~64mg/L를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는, TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액을 제공한다.According to one aspect of the present invention there is provided a nitrogen oxide reduction solution comprising 4.5-5.5 wt% urea or ammonia, 45-55 wt% TNT wastewater and 40.5-49.5 wt% water, wherein the TNT wastewater is Crude (crude) The waste water recovered by decanting the washed TNT mixture after washing with TNT (C 7 H 5 N 3 O 6 ) aqueous solution of sodium sulfite (sodium sulfite: Na 2 SO 3 ), Ca 2+ (calcium ion) ~ 12.1mg / L, K + (potassium ion) 14.4 ~ 17.6mg / L, Mg + ( magnesium ion) 0.9 ~ 1.1mg / L, Na + ( sodium ion) 18,030 ~ 22,036mg / L, Si 4 - ( silicon ion) 2.7 ~ 3.3mg / L, Cl - ( chloride ion) 6.3 ~ 7.7mg / L, NO 3 - ( nitrate) 12,077 ~ 14,761mg / L, SO 4 2- ( sulfate) 12,260 ~ 14,9842mg / L, HCO 3 - (bicarbonate ions) 94 ~ 116mg / L, CO 3 2- ( carbonate ion) 2,005 ~ 2,451mg / L, OH - ( hydroxide ion) 103 ~ 127mg / L, and NH 4 + (ammonium ion) 52 To about 64 mg / L, based on the total amount of the TNT waste water.

본 발명의 다른 측면에 의하면, Crude(미정제) TNT(C7H5N3O6)를 Sodium sulfie(아황산나트륨: Na2SO3) 수용액으로 세척하고, 상기 세척된 TNT 혼합물을 디캔팅하여 TNT 폐수를 회수하는 단계; 및 TNT 폐수, 요소((NH2)2CO) 또는 암모니아(NH4OH) 중 어느 하나 이상 및 물을 혼합하여 질소산화물 환원용액을 제조하는 단계; 를 포함하여 구성되는 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, Crude (crude) TNT (C 7 H 5 N 3 O 6) for Sodium sulfie: washed (sodium sulphite Na 2 SO 3) aqueous solution, by decanting the wash the TNT mixture TNT Recovering the wastewater; And at least one of TNT wastewater, urea ((NH 2 ) 2 CO) or ammonia (NH 4 OH), and water to prepare a nitrogen oxide reduction solution; The present invention also provides a method for producing a nitrogen oxide reduction solution using TNT wastewater.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 자외선(UV)를 조사하면서 오존(O3), 과산화수소(H2O2) 및 황산제일철(FeSO4)을 회수된 TNT 폐수에 주입하여 악취를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the step of injecting ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and ferrous sulfate (FeSO 4 ) into the recovered TNT wastewater while irradiating ultraviolet .

본 발명의 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액에 따르면, TNT 제조 단위공정에서 나오는 TNT 폐수를 고도 산화 처리한 후 요소수 또는 암모니아수와 혼합함으로써, 요소 또는 암모니아의 사용량을 줄이면서도 질소산화물 NO가 N2로 전환되는 비율을 향상시키고 NO가 N2O로 전환되는 부반응은 억제되도록 하여 우수한 성능을 가지면서 종래의 환원용액제재에 비해 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the NOx reduction solution using TNT waste water of the present invention, by mixing with the TNT be an element after highly oxidized waste water or in aqueous solution coming out from TNT manufacturing unit processes, elements, or while reducing the nitrogen oxide NO to the amount of ammonia is N 2 And the side reaction in which NO is converted to N 2 O is suppressed. Thus, it is possible to reduce the production cost as compared with the conventional reducing solution preparation while having excellent performance.

또한, NO가 N2로 전환되기에 유효한 반응온도범위를 확장시킴으로써, 종래의 환원용액제재에 비해 질소산화물 환원처리공정에서의 온도조절이 용이하도록 하고 전환율을 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Further, by expanding the effective reaction temperature range for converting NO to N 2 , the temperature can be easily controlled in the nitrogen oxide reduction treatment process as compared with the conventional reducing solution preparation, and the conversion ratio can be further improved.

도 1은 TNT 제조 공정에서의 TNT 폐수 회수 공정에 대한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예과 비교예에 따른 질소산화물 환원용액의 온도 범위 별 NO 전환율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예과 비교예에 따른 질소산화물 환원용액의 온도 범위 별 N2O 생성농도를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a TNT waste water recovery process in a TNT manufacturing process.
FIG. 2 is a graph showing NO conversion ratios of the nitrogen oxide reduction solution according to the present invention and Comparative Example.
FIG. 3 is a graph showing the N 2 O production concentration of the nitrogen oxide reduction solution according to the embodiment of the present invention and the comparative example according to the temperature range.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, to include an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may include other elements.

본 발명에 따른 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 제조방법은, Crude(미정제) TNT(C7H5N3O6)를 Sodium sulfie(아황산나트륨: Na2SO3) 수용액으로 세척하는 단계, 상기 세척된 TNT 혼합물을 디캔팅하여 TNT 폐수를 회수하는 단계, 자외선(UV)를 조사하면서 오존(O3), 과산화수소(H2O2) 및 황산제일철(FeSO4)을 회수된 TNT 폐수에 주입하여 악취를 제거하는 단계 및 TNT 폐수, 요소((NH2)2CO) 또는 암모니아(NH4OH) 중 어느 하나 이상 및 물을 혼합하여 질소산화물 환원용액을 제조하는 단계를 포함하여 구성된다.The method for preparing a nitrogen oxide reduction solution using TNT wastewater according to the present invention comprises the steps of washing Crude (crude) TNT (C 7 H 5 N 3 O 6 ) with an aqueous solution of sodium sulfite (sodium sulfite: Na 2 SO 3 ) Disinfecting the washed TNT mixture to recover TNT wastewater; injecting ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and ferrous sulfate (FeSO 4) into the recovered TNT waste water while irradiating ultraviolet (UV) And a step of preparing a nitrogen oxide reduction solution by mixing at least one of TNT wastewater, urea ((NH 2 ) 2 CO) or ammonia (NH 4 OH), and water.

도 1은 TNT 제조 공정에서의 TNT 폐수 회수 공정에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram of a TNT waste water recovery process in a TNT manufacturing process.

상기 TNT 폐수를 회수하는 단계는, 먼저 Crude(미정제) TNT(C7H5N3O6)를 Sodium sulfie(아황산나트륨: Na2SO3) 수용액으로 세척한 후, 축 중합 반응시켜 TNT 혼합물을 마련한다. 이 TNT 혼합물에는 TNT, DNT(dinitrotoluene), NB(Nitrobenzene) 및 HNB(hexannitrobibenzene)이 포함되는데, 이 TNT 혼합물을 디캔팅하여 TNT 폐수(일명: red water)를 회수함으로써 수행될 수 있다.The step of recovering the TNT wastewater is performed by first washing Crude (crude) TNT (C 7 H 5 N 3 O 6 ) with an aqueous solution of sodium sulfite (sodium sulfite: Na 2 SO 3 ) . This TNT mixture includes TNT, dinitrotoluene (DNT), Nitrobenzene (NB) and hexannitrobibenzene (HNB), which can be decantered to recover TNT wastewater (aka red water).

종래 TNT 제조 업체는 TNT 제조 공정에서 필수적으로 발생되는 TNT 폐수를 처리 또는 처분하기 위해 많은 비용을 지출해왔다. 본 발명은 TNT 제조 공정에서 필수적으로 발생되는 TNT 폐수를 회수하여 이를 요소((NH2)2CO) 수 또는 암모니아(NH4OH) 수와 혼합함으로써 제조되는 질소산화물 환원용액으로 사용하는 방안을 제공함으로써 TNT 제조업체가 TNT 폐수를 처리/처분하는 비용을 절감할 수 있게 하는 유리한 효과를 발휘한다.Conventionally, TNT manufacturers have spent a great deal of money to dispose of or dispose of TNT wastewater, which is essential in the TNT manufacturing process. The present invention provides a method for recovering TNT wastewater which is essentially generated in a TNT manufacturing process and using it as a nitrogen oxide reduction solution prepared by mixing it with urea ((NH 2 ) 2 CO) water or ammonia (NH 4 OH) water Thereby benefiting TNT manufacturers to reduce the cost of processing / disposing TNT wastewater.

상기 TNT 폐수에는 Ca2 +(칼슘이온) 9.9~12.1mg/L, K+(칼륨이온) 14.4~17.6mg/L, Mg+(마그네슘이온) 0.9~1.1mg/L, Na+(나트륨이온) 18,030~22,036mg/L, Si4 -(규소이온) 2.7~3.3mg/L, Cl-(염소이온) 6.3~7.7mg/L, NO3 -(질산이온) 12,077~14,761mg/L, SO4 2-(황산이온) 12,260~14,9842mg/L, HCO3 -(중탄산이온) 94~116mg/L, CO3 2-(탄산이온) 2,005~2,451mg/L, OH-(수산화이온) 103~127mg/L 및 NH4 +(암모늄이온) 52~64mg/L이 함유되어 있으며, 기타 질소화합물(Total Nitrgen Chemicals) 7,890~9,644mg/L과 현탁 유기물(Suspended Solid)이 34~42mg/L 포함될 수 있다.The TNT wastewater is Ca 2 + (calcium ion) 9.9 ~ 12.1mg / L, K + ( potassium ion) 14.4 ~ 17.6mg / L, Mg + ( magnesium ion) 0.9 ~ 1.1mg / L, Na + ( sodium ion) 18,030 ~ 22,036mg / L, Si 4 - ( silicon ion) 2.7 ~ 3.3mg / L, Cl - ( chloride ion) 6.3 ~ 7.7mg / L, NO 3 - ( nitrate) 12,077 ~ 14,761mg / L, SO 4 2- (sulfate ion) 12,260 ~ 14,9842mg / L, HCO 3 - ( bicarbonate ions) 94 ~ 116mg / L, CO 3 2- ( carbonate ion) 2,005 ~ 2,451mg / L, OH - ( hydroxide ion) 103 to 127mg / L and and NH 4 + (ammonium ion) contain 52 ~ 64mg / L, other nitrogen compounds (Total Nitrgen Chemicals) 7,890 ~ 9,644mg / L and suspended organic matter (suspended Solid) can be included are 34 to 42mg / L have.

상기 TNT 폐수의 알칼리도는 3,600~4,400eq/l이고, CODcr(중크롬산칼륨에 의한 화학적 산소 요구량)은 2,028~8,800mg/L일 수 있다.The alkalinity of the TNT wastewater is 3,600-4,400 eq / l, and the CODcr (chemical oxygen demand by potassium dichromate) may be 2,028-8,800 mg / L.

본 발명에 따라 회수되는 TNT 폐수에는 락톤(C12-Lactone), 에틸헥사놀디올부티레이트(2-Ethylhexanol-diol-butyrate) 및 부티르산(Butyric acid) 등의 유기물이 포함될 수 있으며 이로 인한 악취가 발생할 수 있어서 폐수 재활용에 대한 거부감 내지는 상품성 제고를 위해 색도가 보정될 필요가 있다.The TNT wastewater recovered in accordance with the present invention may contain organic substances such as C12-Lactone, 2-ethylhexanol-diol-butyrate and butyric acid, The chromaticity needs to be corrected for the rejection of wastewater recycling or the improvement of the merchantability.

이에 따라, 선택적으로, 본 발명에 따른 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 제조방법은, 자외선(UV)를 조사하면서 오존(O3), 과산화수소(H2O2) 또는 황산제일철(FeSO4)을 회수된 TNT 폐수에 주입하여 악취를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the method for producing a nitrogen oxide reduction solution using TNT wastewater according to the present invention may further comprise the step of adding ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or ferrous sulfate (FeSO 4 ) while irradiating ultraviolet And injecting the recovered TNT waste water to remove the odor.

자외선 조사, 과산화수소 또는 황산제일철은 오존 산화제로서 작용하는 것으로서 오존에 자외선만을 조사하거나, 오존에 과산화수소 또는 황산제일철 중 어느 하나 이상을 첨가할 수도 있으나, 자외선을 조사하면서 과산화수소 및 황산제일철을 모두 주입하는 것이 수산화 라디칼의 발생량을 증가시키므로 단시간 내에 유기물 분해(최대 분해율: 96%) 및 색도 보정(최대 제거율: 100%)에 가장 효과적이다.Ultraviolet irradiation, hydrogen peroxide or ferrous sulfate acts as an ozone oxidizing agent, and it is possible to irradiate only ozone with ultraviolet rays, or add at least one of hydrogen peroxide or ferrous sulfate to ozone, but it is preferable to inject both hydrogen peroxide and ferrous sulfate It is most effective for organic matter decomposition (maximum decomposition rate: 96%) and chromaticity correction (maximum removal rate: 100%) in a short time because it increases the amount of generated hydroxyl radicals.

오존 주입 유량은 0.026~0.053g/min일 수 있으며, 0.053g/min 이상으로 주입되는 경우 유기물 제거율이 둔화되므로 0.053g/min으로 주입되는 것이 바람직하다.The ozone injection flow rate may be from 0.026 to 0.053 g / min, and when injected at a rate of 0.053 g / min or more, the organic material removal rate is slowed, so it is preferable that the injection rate is 0.053 g / min.

과산화수소의 주입 농도는 5~25mM일 수 있으며, 10Mm 이상에서는 유기물 제거율과 색도 보정 효과가 크게 개선되지 아니하므로 10mM 농도로 주입되는 것이 바람직하다. 이는 과산화수소가 10Mm 이상의 농도에서는 과산화 라디칼을 형성하여 수산화 라디칼의 반응성을 떨어뜨리기 때문인 것으로 추정된다.The injection concentration of hydrogen peroxide may be from 5 to 25 mM, and the organic matter removal rate and the chromaticity correction effect are not greatly improved when the concentration is more than 10 mM. This is presumed to be due to the fact that hydrogen peroxide forms a peroxide radical at a concentration of 10 mM or more, thereby lowering the reactivity of the hydroxyl radical.

황산제일철의 주입 농도는 0.04~0.1mM일 수 있으며, 0.1mM 이상에서는 유기물 제거율이 오히려 감소하므로 0.1mM 농도로 주입되는 것이 바람직하다. 이는 황산제일철이 0.1mM 이상의 농도에서는 수산화 라디칼의 스케빈져(scavenger)로서 작용하기 때문인 것으로 추정된다.The injection concentration of ferrous sulfate may be 0.04-0.1 mM, and it is preferable that the concentration of 0.1 mM is injected because the organic matter removal rate is lower than 0.1 mM. This is presumably because ferrous sulfate acts as a scavenger of hydroxyl radicals at concentrations of 0.1 mM or higher.

이어서, 본 발명에 따른 TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액 제조방법은, TNT 폐수, 요소((NH2)2CO) 또는 암모니아(NH4OH) 중 어느 하나 이상 및 물을 혼합하여 질소산화물 환원용액을 제조하는 단계를 포함하여 구성된다.Next, the method for producing a nitrogen oxide reduction solution using TNT wastewater according to the present invention comprises mixing TNT waste water, urea ((NH 2 ) 2 CO) or ammonia (NH 4 OH) .

상기 TNT 폐수는 회수된 그대로 또는 악취 제거를 위해 선택적으로 전 처리된 폐수를 의미한다.The TNT wastewater refers to wastewater that has been pretreated as it is recovered or selectively treated for odor removal.

본 발명에 따른 질소산화물 환원용액은 TNT 폐수 45~55wt%, 요소((NH2)2CO) 또는 암모니아(NH4OH)중 어느 하나 이상 4.5~5.5wt% 및 물 40.5~49.5wt를 혼합하여 제조될 수 있다.The nitrogen oxide reduction solution according to the present invention is prepared by mixing 4.5 to 5.5 wt% of at least one of TNT wastewater 45 to 55 wt%, urea ((NH 2 ) 2 CO) or ammonia (NH 4 OH) and 40.5 to 49.5 wt% .

본 발명에 따라 회수된 TNT 폐수에는 Ca2 +(칼슘이온), K+(칼륨이온), Mg+(마그네슘이온), Na+(나트륨이온) 및 NH4 +(암모늄이온)과 같은 금속이온이 다량 함유되어 있어 요소 또는 암모니아의 가수분해를 촉진시키며, Si4 -(규소이온), Cl-(염소이온), SO4 2-(황산이온), HCO3 -(중탄산이온), CO3 2-(탄산이온) 및 OH-(수산화이온)과 같은 염기성 음이온들이 다량 함유되어 있어 요소 또는 암모니아 가수분해에 적절한 pH 최적 조건을 조성하여 주기 때문에 NO -> N2 최대 전환율이 증가하고 유효 전환율 온도 범위가 확장되며 NO -> N2O 부반응도 억제되는 것으로 추정된다.The TNT wastewater recovered in accordance with the present invention contains metal ions such as Ca 2 + (calcium ion), K + (potassium ion), Mg + (magnesium ion), Na + (sodium ion) and NH 4 + (ammonium ion) It promotes a large amount it contains elements or hydrolysis of ammonia, Si 4 - (silicon ions), Cl - (chloride ion), SO 4 2- (sulfate ion), HCO 3 - (bicarbonate ions), CO 3 2- (Carbonate ion) and OH - (hydroxide ion), it provides optimal pH optimum for urea or ammonia hydrolysis, so NO -> N 2 maximum conversion rate increases and effective conversion rate And the NO -> N 2 O side reaction is also supposed to be suppressed.

요소((NH2)2CO) 또는 암모니아(NH4OH) 중 어느 하나 이상을 4.5~5.5wt%를 사용할 수 있으며, 4.5wt% 미만으로 사용되면 NO -> N2 전환 효과가 미미하며, 5.5wt%를 초과 사용하더라도 NO -> N2 전환 효과가 증가하지 않는다.4.5 to 5.5 wt% of at least one of the elements ((NH 2 ) 2 CO) or ammonia (NH 4 OH) can be used. If the amount is less than 4.5 wt%, the effect of NO-> N 2 conversion is insignificant. wt.%, the NO -> N 2 conversion effect does not increase.

TNT 폐수는 45~55wt% 사용할 수 있으며 45wt% 미만으로 사용하면 요소만 사용시에 비해 NO -> N2 최대 전환율 상승 효과가 발생하지 않으며 55wt% 초과하여 사용하더라도 NO -> N2 최대 전환율 상승 효과가 증가하지 않는다.TNT wastewater available 45 ~ 55wt%, and NO as compared to using less than 45wt%, only elements in use - does not have> N 2 up conversion synergistic effect, even if it exceeds 55wt% NO -> N 2 is the maximum conversion rate synergism Do not increase.

실험예Experimental Example

본 발명의 실시예와 비교예에 따른 질소산화물 환원용액은 다음과 같다. 실시예는 요소 5wt%, TNT 폐수 50wt% 및 물 45wt를 혼합하여 제조된 본 발명에 따른 질소산화물 환원용액이고, 비교예는 요소 5wt% 및 물 95wt%를 혼합하여 제조된 종래의 질소산화물 환원용액이다.The nitrogen oxide reduction solutions according to Examples and Comparative Examples of the present invention are as follows. The example is a nitrogen oxide reduction solution according to the present invention prepared by mixing 5wt% of element, 50wt% of TNT wastewater and 45wt of water. The comparative example is a conventional nitrogen oxide reduction solution prepared by mixing 5wt% of element and 95wt% of water to be.

도 2는 본 발명의 실시예과 비교예에 따른 질소산화물 환원용액의 온도 범위별 NO 전환율을 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing NO conversion ratios of the nitrogen oxide reduction solution according to the present invention and Comparative Example.

현행 법규는 소각로의 NO -> N2 전환율은 60% 이상이 되도록 규제하고 있으므로 60% 를 유효 전환율이라고 부르기로 한다.The current regulations regulate the NO -> N 2 conversion rate of the incinerator to be more than 60%, so 60% is referred to as the effective conversion rate.

도 2에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 질소산화물 환원용액의 최대 전환율은 964℃에서 82%이고 유효 전환율 달성 온도 범위는 900~1,030℃인 반면에, 실시예에 따른 질소산화물 환원용액의 최대 전환율은 912℃에서 95%이고 유효 전환율 달성 온도 범위는 800~1,030℃를 나타낸다. 비교예와 대비하여 실시예의 경우 최대 전환율이 82% -> 95%로 16% 향상되므로 본 발명에 따르면 질소산화물 환원용액의 사용량을 16% 줄일 수 있는 유리한 효과를 발휘한다.2, the maximum conversion rate of the nitrogen oxide reduction solution according to the comparative example is 82% at 964 ° C and the effective conversion rate achievable temperature range is 900 to 1,030 ° C, while the maximum conversion rate of the nitrogen oxide reduction solution according to the embodiment The conversion rate is 95% at 912 ° C and the effective conversion rate achievable temperature range is 800 to 1,030 ° C. Compared with the comparative example, the maximum conversion rate is improved from 82% to 95% by 16% in the case of the embodiment, and thus the present invention has an advantageous effect of reducing the amount of the nitrogen oxide reduction solution used by 16%.

비교예와 대비하여 실시예의 경우 유효 전환율 달성 온도 범위가 130℃(= 1,030 - 900℃) -> 230℃(= 1,030 - 800℃)로 대략 200% 확장되므로 소각로 배기가스의 온도 제어 공정이 획기적으로 용이해질 수 있는 유리한 효과를 발휘한다.Compared with the comparative example, the effective conversion rate achievable temperature range is expanded by about 200% at 130 ° C (= 1,030 - 900 ° C) -> 230 ° C (= 1,030 - 800 ° C), so that the temperature control process of the incinerator exhaust gas And it has an advantageous effect that can be facilitated.

현행 법규는 소각로의 NO -> N2 전환율은 규제하지만 미세먼지의 다른 주범인 N2O의 배출에 대해서는 무관심하고 있다. 바람직하지 않지만 요소 또는 암모니아를 질소산화물 환원제로 사용하는 경우 NO -> N2O 부반응도 발생한다.Current regulations regulate NO -> N 2 conversion rates in incinerators but are indifferent to the emission of N 2 O, another major contributor to fine dust. Although undesirable, when a urea or ammonia is used as a nitrogen oxide reducing agent, a NO -> N 2 O side reaction also occurs.

도 3은 본 발명의 실시예과 비교예에 따른 질소산화물 환원용액의 온도 범위별 N2O 생성농도를 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing the N 2 O production concentration of the nitrogen oxide reduction solution according to the embodiment of the present invention and the comparative example according to the temperature range.

도 3에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 질소산화물 환원용액의 최대 전환율이 기록되는 964℃에서 N2O 생성농도는 90ppm인 반면에, 실시예에 따른 질소산화물 환원용액의 최대 전환율이 기록되는 936℃에서 N2O 생성농도는 33ppm을 나타낸다.As shown in FIG. 3, the maximum conversion rate of the nitrogen oxide reduction solution according to the embodiment is recorded while the N 2 O generation concentration at 904 ppm is recorded at 964 ° C. at which the maximum conversion rate of the nitrogen oxide reduction solution according to the comparative example is recorded At 936 ° C, the N 2 O production concentration represents 33 ppm.

비교예와 대비하여 실시예의 경우 N2O 생성농도가 90ppm -> 33ppm로 63.3% 감소되므로 본 발명에 따른 질소산화물 환원용액을 사용하면 종래에 비해 N2O 생성율을 63.3% 감소시킬 수 있는 유리한 효과를 발휘한다.Compared with the comparative example, since the N 2 O production concentration is reduced from 90 ppm to 33 ppm by 63.3% in the examples, the use of the nitrogen oxide reduction solution according to the present invention can advantageously reduce the N 2 O production rate by 63.3% .

본 발명은 상술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments but is intended to be limited by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

Claims (3)

요소 또는 암모니아 4.5~5.5wt%, TNT 폐수 45~55wt% 및 물 40.5~49.5wt%를 포함하여 구성되는 질소산화물 환원용액으로서,
상기 TNT 폐수는 Crude(미정제) TNT(C7H5N3O6)를 Sodium sulfie(아황산나트륨: Na2SO3) 수용액으로 세척한 후, 상기 세척된 TNT 혼합물을 디캔팅하여 회수되는 폐수이고,
Ca2 +(칼슘이온) 9.9~12.1mg/L, K+(칼륨이온) 14.4~17.6mg/L, Mg+(마그네슘이온) 0.9~1.1mg/L, Na+(나트륨이온) 18,030~22,036mg/L, Si4 -(규소이온) 2.7~3.3mg/L, Cl-(염소이온) 6.3~7.7mg/L, NO3 -(질산이온) 12,077~14,761mg/L, SO4 2-(황산이온) 12,260~14,9842mg/L, HCO3 -(중탄산이온) 94~116mg/L, CO3 2-(탄산이온) 2,005~2,451mg/L, OH-(수산화이온) 103~127mg/L 및 NH4 +(암모늄이온) 52~64mg/L를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는, TNT 폐수를 이용한 질소산화물 환원용액.
Urea or 4.5 to 5.5 wt% of ammonia, 45 to 55 wt% of TNT wastewater, and 40.5 to 49.5 wt% of water,
The TNT wastewater is wastewater recovered by washing the Crude (crude) TNT (C 7 H 5 N 3 O 6 ) with an aqueous solution of sodium sulfite (sodium sulfite: Na 2 SO 3 ) and then decanting the washed TNT mixture ,
Ca 2 + (calcium ion) 9.9 ~ 12.1mg / L, K + ( potassium ion) 14.4 ~ 17.6mg / L, Mg + ( magnesium ion) 0.9 ~ 1.1mg / L, Na + ( sodium ion) 18,030 ~ 22,036mg / L, Si 4 - (silicon ion) 2.7 ~ 3.3mg / L, Cl - ( chloride ion) 6.3 ~ 7.7mg / L, NO 3 - ( nitrate) 12,077 ~ 14,761mg / L, SO 4 2- ( sulfate L), OH - (hydroxide ion) 103-127 mg / L, and the like, and the amount of HCO 3 - (bicarbonate ion) 94 to 116 mg / L, CO 3 2- (carbonate ion) 2,005 to 2,451 mg / NH 4 + (ammonium ion) in an amount of 52 to 64 mg / L.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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