KR102134129B1 - ACTIVATED CARBON FOR REDUCTION OF Fe(Ⅲ)-EDTA AND REGENERATION OF Fe(Ⅱ)-EDTA-NO, AND THE PROCESS USING Fe(Ⅱ)-EDTA FOR REMOVING NITROGEN OXIDE AND SULFUR OXIDE - Google Patents
ACTIVATED CARBON FOR REDUCTION OF Fe(Ⅲ)-EDTA AND REGENERATION OF Fe(Ⅱ)-EDTA-NO, AND THE PROCESS USING Fe(Ⅱ)-EDTA FOR REMOVING NITROGEN OXIDE AND SULFUR OXIDE Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄 및 Fe2+-EDTA를 이용한 질소산화물 및 황산화물 제거 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration and Fe 2+ -EDTA.
석탄 발전소, 반도체 등의 IT 산업, 제약 산업 등을 망라하는 다양한 산업에서 발생하는 배기 가스에는 다량의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 등이 포함되어 있다.Exhaust gas generated in various industries, including coal power plants, IT industries such as semiconductors, and pharmaceutical industries, contains a large amount of nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx).
이러한 질소산화물 및 황산화물 등은 미세먼지 발생 등 여러 환경 문제를 야기하므로 반드시 제거해야 하며, 최근 이와 관련하여 정부의 환경 규제가 점차 심화되고 있다.These nitrogen oxides and sulfur oxides must be removed because they cause various environmental problems, such as the generation of fine dust, and in recent years, the government's environmental regulations are gradually intensifying.
질소산화물, 특히, 일산화질소(NO)는 용해도가 높은 흡수액이 별로 존재하지 않아 제거하기 어렵다.Nitrogen oxides, in particular nitrogen monoxide (NO), are difficult to remove due to the lack of highly soluble absorbent liquid.
이를 제거하기 위해, 이산화질소(NO2)가 일산화질소보다 물에 대한 용해도가 높다는 점을 이용하여, 일산화질소에 강한 산화제를 사용하여 이산화질소로 전환시킨 후 물로 흡수하는 공정이 주로 이용되고 있으나, 미반응 산화제 및 용해된 질산 이온이 수질 오염을 야기할 수 있다는 문제점이 있다.To remove this, the process of converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitrogen dioxide using a strong oxidizing agent that is strong in nitrogen monoxide and absorbing it with water is mainly used, using the fact that nitrogen dioxide (NO 2 ) has a higher solubility in water than nitrogen monoxide, but unreacted There is a problem that oxidizing agents and dissolved nitrate ions can cause water pollution.
반면 Fe2+-EDTA 용액을 사용하여 일산화질소를 흡수하는 공정은, 용해도가 높아 산화제를 사용하지 않아도 되는 장점이 있지만, 용액 내 Fe2+ 양이온이 공기 중에서 Fe3+로 쉽게 산화되어 일산화질소 용해도가 급격히 감소하며, Fe2+-EDTA-NO를 재생할 수 없어 주기적으로 Fe2+-EDTA를 보충하여야 하고 Fe2+-EDTA-NO를 폐액 처리하여야 한다는 단점이 있었다.On the other hand, the process of absorbing nitrogen monoxide using the Fe 2+ -EDTA solution has the advantage of not having to use an oxidizing agent due to its high solubility, but the Fe 2+ cation in the solution is easily oxidized to Fe 3+ in the air, so that the nitrogen monoxide solubility there was a drawback that, and drastically reduced, Fe 2+ can not be played back -EDTA-nO periodically must be supplemented to Fe 2+ -EDTA and waste liquid treatment the Fe 2+ -EDTA-nO.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 공정은, Fe2+-EDTA 용액을 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 효과적으로 흡수 제거하고, 공기 중에서 산화된 Fe3+-EDTA 및 질소산화물, 특히 일산화질소와 결합된 Fe2+-EDTA-NO를 Fe2+-EDTA로 재생시키는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the process of the present invention, Fe 2+ -EDTA solution using nitrogen oxides and sulfur oxides to effectively absorb and remove, oxidized in the air Fe 3+ -EDTA and nitrogen oxides In particular, Fe 2+ -EDTA-NO combined with nitrogen monoxide is regenerated into Fe 2+ -EDTA.
또한, 본 발명의 목적은, 상기 Fe3+-EDTA 및 Fe2+-EDTA-NO를 재생시키는 화학처리된 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄을 제공하고자 하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide an activated carbon for regeneration of Fe 3+ -EDTA and Fe 2+ -EDTA-NO that are chemically treated to regenerate the Fe 3+ -EDTA and Fe 2+ -EDTA-NO. will be.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 황산 작용기, 질산 작용기, 인산 작용기 및 카르복실기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산 작용기를 포함한다.The activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration according to an embodiment of the present invention includes at least one acid functional group selected from the group consisting of sulfuric acid functional group, nitric acid functional group, phosphoric acid functional group and carboxyl group do.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산 작용기는, 0.1 질량% 내지 20 질량%인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the acid functional group may be 0.1 to 20% by mass.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산 작용기는, 황산 작용기인 것이고, 상기 황산 작용기는, 0.1 질량% 내지 20 질량%인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid functional group is a sulfuric acid functional group, and the sulfuric acid functional group may be 0.1 mass% to 20 mass%.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산 작용기는, 상기 활성탄에 공유 결합으로 연결된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid functional group may be a covalent bond to the activated carbon.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 활성탄은, 야자탄, 차콜, 흑탄, 무연탄, 코크스, 목탄, 골탄, 바이오매스 및 카본 블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the activated carbon may include one or more selected from the group consisting of coconut, charcoal, black coal, anthracite, coke, charcoal, bone char, biomass, and carbon black.
본 발명의 다른 실시예에 따른 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정은, Fe2+-EDTA 용액을 준비하는 단계; 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합하는 단계에서 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물과 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액을 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계;를 포함한다.Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA according to another embodiment of the present invention, preparing a Fe 2+ -EDTA solution; Mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas; And the Fe 3+ -EDTA solution oxidized in the mixing step and the Fe 2+ -EDTA-NO solution combined with nitrogen oxide are introduced into activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration. And reducing and regenerating.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 준비되는 Fe2+-EDTA 용액은, 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the prepared Fe 2+ -EDTA solution may be the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 준비되는 Fe2+-EDTA 용액은, 0.01 몰농도(M) 내지 1 몰농도(M)인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the Fe 2+ -EDTA solution prepared above may be one having a 0.01 molar concentration (M) to 1 molar concentration (M).
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계는, 상기 Fe2+-EDTA 용액과 상기 연도 가스는 엇갈리도록 반대 방향으로 유입되어 혼합되는 것일 수 있다.According to an aspect of the invention, the step of mixing a Fe 2+ -EDTA solution and flue gas, wherein the Fe 2+ -EDTA solution and the flue gas may be those ridorok mixture flows in opposite directions intersect.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 연도 가스는, 산소는 21 부피% 이하이고, 질소 산화물 50 ppm 내지 1000 ppm이고, 황산화물 50 ppm 내지 1500 ppm이고, 나머지 질소를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the flue gas, the oxygen is 21% by volume or less, nitrogen oxides 50 ppm to 1000 ppm, sulfur oxides 50 ppm to 1500 ppm, may include the remaining nitrogen.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계는, 흡수탑에서 수행되는 것이고, 상기 흡수탑은, 0.1 MPa 내지 1 MPa에서 운전되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas is performed in an absorption tower, and the absorption tower may be operated at 0.1 MPa to 1 MPa.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 흡수탑은, 상기 연도 가스가 상기 Fe2+-EDTA 용액과 반응하여 제조된 배출 가스를 배출하는 것이고, 상기 배출 가스는, 질소산화물은 30 ppm 이하이고, 황산화물은 30 ppm 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the absorption tower is to discharge the exhaust gas prepared by the flue gas reacting with the Fe 2+ -EDTA solution, the exhaust gas, nitrogen oxide is 30 ppm or less, The sulfur oxide may be 30 ppm or less.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration are Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2 + -according to an embodiment of the present invention. EDTA-NO may be activated carbon for regeneration.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산화된 Fe3+-EDTA 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액은, Na2SO3, K2SO3, Li2SO3, Na3PO4, K3PO4, Li3PO4, Na2CO3, K2CO3, CaCO3, BaCO3 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제와 혼합되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Fe 2+ -EDTA-NO solution in which the oxidized Fe 3+ -EDTA and nitrogen oxide are combined is Na 2 SO 3 , K 2 SO 3 , Li 2 SO 3 , Na 3 PO 4 , K 3 PO 4 , Li 3 PO 4 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 , BaCO 3 And Li 2 CO 3 It may be mixed with an additive containing one or more selected from the group consisting of have.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 환원 및 재생시키는 단계는, 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄이 충진된 촉매탑에서 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of reducing and regenerating may be performed in a catalyst column filled with activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 촉매탑은, 10 ℃ 내지 100 ℃에서 운전되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst tower may be operated at 10 °C to 100 °C.
본 발명의 일 실시형태에 따른 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정은, 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 산 이온 제거제를 혼합하여 산 침전물을 형성하는 단계; 및 상기 산 침전물을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.A nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA according to an embodiment of the present invention includes mixing an acid ion remover with the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution to form an acid precipitate; And removing the acid precipitate.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산 이온 제거제를 혼합하는 단계는, 온도 0 ℃ 내지 100 ℃, 압력 0.1 MPa 내지 1 MPa, pH 3 내지 pH 13에서 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the acid ion remover may be performed at a temperature of 0°C to 100°C, a pressure of 0.1 MPa to 1 MPa, and a pH of 3 to 13.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산 이온 제거제는, 수산화 칼슘, 수산화 바륨, 납 산화물, 염화 칼슘, 염화 바륨, 염화 납, 질산 칼슘 및 질산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 대한 몰비가 0.01 내지 1인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the acid ion scavenger includes one or more selected from the group consisting of calcium hydroxide, barium hydroxide, lead oxide, calcium chloride, barium chloride, lead chloride, calcium nitrate, and barium nitrate. , The molar ratio of the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution may be 0.01 to 1.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 산 침전물은, 황산 칼슘, 황산 바륨 및 황산 납으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 황산 화합물을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid precipitate may include one or more sulfuric acid compounds selected from the group consisting of calcium sulfate, barium sulfate and lead sulfate.
본 발명에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 공기 중에서 산화된 Fe3+-EDTA 및 질소산화물, 특히, 일산화질소와 결합된 Fe2+-EDTA-NO를 Fe2+-EDTA로 재생시키는 효과가 있다.The activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration according to the present invention is Fe 3+ -EDTA and nitrogen oxides oxidized in air, in particular, Fe 2+ -EDTA- combined with nitrogen monoxide. It has the effect of regenerating NO with Fe 2+ -EDTA.
또한, 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄을 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정은, 배기 가스 내의 질소산화물 및 황산화물을 효과적으로 흡수하여 제거할 수 있고 장치의 상기 가스에 대한 흡수 성능을 장시간 유지할 수 있는 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using the activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration can effectively absorb and remove nitrogen oxides and sulfur oxides in the exhaust gas. There is an effect that can maintain the absorption performance for the gas for a long time.
도 1은, Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정에 대한 모식도이다.
도 2는, 전체 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정의 일 실시예를 나타낸 공정 모식도이다.1 is a schematic diagram of a nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
2 is a process schematic diagram showing an embodiment of a nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using the entire Fe 2+ -EDTA.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments, and the scope of the patent application right is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the embodiment belongs. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description of the embodiments, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description will be omitted.
이하, 본 발명의 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄 및 Fe2+-EDTA를 이용한 질소산화물 및 황산화물 제거 공정에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 3+ -EDTA reduction reaction of the present invention and activated carbon for Fe 2+ -EDTA-NO regeneration and Fe 2+ -EDTA will be described in detail with reference to examples and drawings. Do it. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 황산 작용기, 질산 작용기, 인산 작용기 및 카르복실기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산 작용기를 포함한다.The activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration according to an embodiment of the present invention includes at least one acid functional group selected from the group consisting of sulfuric acid functional group, nitric acid functional group, phosphoric acid functional group and carboxyl group do.
본 발명에 따르면, 공기 중에서 산화된 Fe3+-EDTA를 화학반응을 통해, Fe2+-EDTA로 환원시킬 수 있고, 질소산화물, 특히 일산화질소와 Fe2+-EDTA 용액이 결합된 Fe2+-EDTA-NO를 Fe2+-EDTA와 질소 및 산소로 재생시킬 수 있다.In accordance with the present invention, the Fe 3+ -EDTA oxidation in the air through a chemical reaction, can be reduced to Fe 2+ -EDTA, nitrogen oxides, especially nitric oxide with Fe 2+ -EDTA the solution a combination Fe 2+ -EDTA-NO can be regenerated with Fe 2+ -EDTA and nitrogen and oxygen.
본 발명의 일 실시예에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 상용 활성탄을 황산, 질산, 인산 및 카르복실산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 산에 침지하여 화학처리를 한 것이다.The activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration according to an embodiment of the present invention includes one or more selected from the group consisting of sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and carboxylic acid as commercial activated carbon. It was chemically treated by immersion in an acid.
상기 화학처리를 통해 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은 화학처리하지 않은 상용 활성탄에 비해 Fe3+-EDTA 용액의 환원 및 Fe2+-EDTA-NO 용액의 재생 효율이 훨씬 높은 장점이 있다.Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration activated carbon according to an embodiment of the present invention prepared through the above chemical treatment are reduced in the Fe 3+ -EDTA solution compared to commercial activated carbon without chemical treatment. And Fe 2+ -EDTA-NO solution has the advantage of much higher regeneration efficiency.
상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은 온도가 높아질수록 Fe3+-EDTA 용액에 대한 환원 및 Fe2+-EDTA-NO 용액의 재생 효율이 더 높아질 수 있으나, 상온에서도 Fe3+-EDTA 용액 및 Fe2+-EDTA-NO 용액에 대해 충분히 높은 환원 및 재생 효율을 보인다.The activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration may have a higher efficiency for reducing Fe 3+ -EDTA solution and regenerating Fe 2+ -EDTA-NO solution as the temperature increases. , Even at room temperature, it shows sufficiently high reduction and regeneration efficiency for Fe 3+ -EDTA solution and Fe 2+ -EDTA-NO solution.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산 작용기는, 0.1 질량% 내지 20 질량%일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid functional group may be 0.1 mass% to 20 mass%.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산 작용기는, 황산 작용기인 것이고, 상기 황산 작용기는, 0.1 질량% 내지 20 질량%일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid functional group is a sulfuric acid functional group, and the sulfuric acid functional group may be 0.1 mass% to 20 mass%.
상기 산 작용기는, 일 예로서, 황산 작용기일 수 있는데, 활성탄 표면에 황산 작용기가 형성되는 것일 수 있다.The acid functional group may be, for example, a sulfuric acid functional group, which may be formed on a surface of activated carbon.
상기 황산 작용기가 활성탄 표면에 형성됨으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 Fe3+-EDTA 용액 및 Fe2+-EDTA-NO가 반응하여 Fe2+-EDTA, 질소, 산소로 환원 재생될 수 있다.Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO Fe 3+ -EDTA solution and Fe 2+ -EDTA- in activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration according to an embodiment of the present invention by forming the sulfuric acid functional group on the surface of activated carbon NO may react and be regenerated and reduced to Fe 2+ -EDTA, nitrogen, or oxygen.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산 작용기는, 상기 활성탄에 공유 결합으로 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid functional group may be connected to the activated carbon by a covalent bond.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄은, 야자탄, 차콜, 흑탄, 무연탄, 코크스, 목탄, 골탄, 바이오매스 및 카본 블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the activated carbon may include at least one selected from the group consisting of coconut, charcoal, black coal, anthracite, coke, charcoal, bone char, biomass, and carbon black.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정은, Fe2+-EDTA 용액을 준비하는 단계; 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계; 상기 혼합하는 단계에서 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO를 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계;를 포함한다.Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA according to another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a Fe 2+ -EDTA solution; Mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas; In the mixing step, Fe 3+ -EDTA solution oxidized and Fe 2+ -EDTA-NO combined with nitrogen oxide are introduced into activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration, and reduced and And regenerating.
도 1은, Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram of a nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
도 1을 참조하면, Fe2+-EDTA 용액을 준비하는 단계(S100); 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계(S200); 상기 혼합하는 단계에서 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO를 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계(S300);가 순서대로 일어날 수 있다.Referring to Figure 1, preparing a Fe 2+ -EDTA solution (S100); Mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas (S200); In the mixing step, Fe 3+ -EDTA solution oxidized and Fe 2+ -EDTA-NO combined with nitrogen oxide are introduced into activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration, and reduced and Regeneration step (S300); may occur in order.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정의 각 단계들은 시계열적으로 수행되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1, each step of the nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA according to an embodiment of the present invention may be performed in time series.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 준비되는 Fe2+-EDTA 용액은, 상기 재생된 Fe2+-EDTA 용액일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the prepared Fe 2+ -EDTA solution may be the regenerated Fe 2+ -EDTA solution.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 준비되는 Fe2+-EDTA 용액은, 10 ℃ 내지 100 ℃일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Fe 2+ -EDTA solution prepared above may be 10°C to 100°C.
상기 Fe2+-EDTA 용액의 온도가 낮을수록, 연도 가스 내의 질소산화물 및 황산화물에 대한 흡수 성능이 높아질 수 있다.The lower the temperature of the Fe 2+ -EDTA solution, the higher the absorption performance of nitrogen oxides and sulfur oxides in the flue gas.
상기 Fe2+-EDTA 용액의 온도가 높을수록, 온도가 낮을 때와 비교하여 상기 질소산화물 및 황산화물에 대한 흡수 성능이 낮아지나, 충분한 흡수 성능을 발휘할 수 있어, 실제 공장 후단에 위치하여 뜨거운 연도 가스 내 질소산화물 및 황산화물을 제거할 수 있다.The higher the temperature of the Fe 2+ -EDTA solution, the lower the absorption performance of the nitrogen oxides and sulfur oxides compared to when the temperature is low, but can exhibit sufficient absorption performance, and is located at the rear end of the actual factory, making the hot flue Nitrogen oxides and sulfur oxides in the gas can be removed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Fe2+-EDTA 용액은 pH 1 내지 pH 13의 넓은 pH 영역에서 안정적으로 질소산화물과 황산화물을 흡수 가능한 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Fe 2+ -EDTA solution may be capable of stably absorbing nitrogen oxides and sulfur oxides in a wide pH range of pH 1 to pH 13.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Fe2+-EDTA 용액의 농도는 0.01 몰농도(M) 내지 1 몰농도(M)일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the concentration of the Fe 2+ -EDTA solution may be 0.01 molar concentration (M) to 1 molar concentration (M).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계는, 상기 Fe2+-EDTA 용액과 상기 연도 가스는 엇갈리도록 반대 방향으로 유입되어 혼합되는 것일 수 있다.In accordance with one embodiment of the present invention, the step of mixing a Fe 2+ -EDTA solution and flue gas, wherein the Fe 2+ -EDTA solution and the flue gas may be those ridorok mixture flows in opposite directions intersect.
도 2는, 전체 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정의 일 실시예를 나타낸 공정 모식도이다.2 is a process schematic diagram showing an embodiment of a nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using the entire Fe 2+ -EDTA.
도 2를 참조하면, 연도 가스는 연도 가스관(110)을 통해 흡수탑(100)으로 유입될 수 있고, 재생된 Fe2+-EDTA 흡수액은 재생 용액 파이프(130)을 통하여 흡수탑(100)으로 유입될 수 있다.Referring to FIG. 2, flue gas may be introduced into the
도 2를 참조하면, 상기 Fe2+-EDTA 용액과 상기 연도 가스는 엇갈리도록 반대 방향으로 유입되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 2, the Fe 2+ -EDTA solution and the flue gas may be introduced in opposite directions to be staggered.
상기 Fe2+-EDTA 용액과 상기 연도 가스는 엇갈리도록 반대 방향으로 유입됨으로써 상기 Fe2+-EDTA 용액과 상기 연도 가스의 반응이 더 효율적으로 수행될 수 있다.The Fe 2+ -EDTA solution and the flue gas are introduced in opposite directions so as to be staggered, so that the reaction of the Fe2+-EDTA solution and the flue gas can be performed more efficiently.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연도 가스는, 산소 21 중량% 이하이고, 질소 산화물 50 ppm 내지 1000 ppm이고, 황산화물 50 ppm 내지 1500 ppm이고, 나머지는 질소를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the flue gas is 21 wt% or less of oxygen, nitrogen oxide 50 ppm to 1000 ppm, sulfur oxide 50 ppm to 1500 ppm, and the rest may include nitrogen.
다만, 이는 일 실시예에 불과하고, 연도 가스의 조성이 상기에 한정되는 것은 아니다.However, this is only an example, and the composition of the flue gas is not limited to the above.
상기 연도 가스는, 바람직하게는, 질소산화물 400 ppm 내지 800 ppm, 황산화물 400 ppm 내지 1200 ppm일 수 있다.The flue gas may preferably be 400 ppm to 800 ppm nitrogen oxide and 400 ppm to 1200 ppm sulfur oxide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼합하는 단계에서, 상기 연도 가스에 대한 상기 Fe2+-EDTA 용액의 액기비는, 1 L/m3 내지 30 L/m3일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the mixing step, the liquid ratio of the Fe 2+ -EDTA solution to the flue gas may be 1 L/m 3 to 30 L/m 3 .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계는, 흡수탑에서 수행되는 것이고, 상기 흡수탑은, 0.1 MPa 내지 1 MPa에서 운전되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas is performed in an absorption tower, and the absorption tower may be operated at 0.1 MPa to 1 MPa.
도 2를 참조하면, 상기 단계는, 흡수탑(100)에서 수행되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 2, the above step may be performed in the
상기 연도 가스는 연도 가스관(110)을 통해 흡수탑으로 유입될 수 있고, Fe2+-EDTA 흡수액은 재생 용액 파이프(130)를 통해서 흡수탑에 유입될 수 있으며, 연도 가스 내의 질소산화물 및 황산화물을 흡수한 Fe2+-EDTA 용액 또는 사용 중 공기 중에서 산화된 일부 Fe3+-EDTA 용액은 흡수탑 유출 파이프(120)를 통해 유출될 수 있다.The flue gas may be introduced into the absorption tower through the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡수탑은, 상기 연도 가스가 상기 Fe2+-EDTA 용액과 반응하여 제조된 배출 가스를 배출하는 것이고, 상기 배출 가스는, 질소산화물은 30 ppm 이하이고, 황산화물은 30 ppm 이하일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the absorption tower, the flue gas is to discharge the exhaust gas prepared by reacting with the Fe 2+ -EDTA solution, the exhaust gas, nitrogen oxide is 30 ppm or less, The sulfur oxide may be 30 ppm or less.
도 2를 참조하면, 상기 흡수탑(100) 내부에서, 상기 연도 가스 내의 질소산화물 및 황산화물이 제거되어 배출 가스가 제조될 수 있다.Referring to FIG. 2, inside the
도 2를 참조하면, 상기 배출 가스는 대기 배출 파이프(140)를 통해 대기 중으로 유출될 수 있으며, 상기 배출 가스는, 질소산화물은 30 ppm 이하이고, 황산화물은 30 ppm 이하일 수 있다.Referring to FIG. 2, the exhaust gas may be discharged into the atmosphere through the
상기 배출 가스에 함유된 질소산화물은, 바람직하게는, 20 ppm 이하, 더 바람직하게는, 0.01 ppm 내지 15 ppm일 수 있다.The nitrogen oxide contained in the exhaust gas may be, preferably, 20 ppm or less, and more preferably, 0.01 ppm to 15 ppm.
상기 배출 가스에 함유된 황산화물은, 바람직하게는, 15 ppm 이하, 더 바람직하게는, 0.01 ppm 내지 5 ppm일 수 있다.The sulfur oxides contained in the exhaust gas may be preferably 15 ppm or less, and more preferably 0.01 ppm to 5 ppm.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Fe3+-EDTA 환원 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 본 발명의 일 실시예에 따른 Fe3+-EDTA 환원 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration is Fe 3+ -EDTA reduction and Fe 2+ -EDTA- according to an embodiment of the present invention. It may be activated carbon for NO regeneration.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산화된 Fe3+-EDTA 용액은, Na2SO3, K2SO3, Li2SO3, Na3PO4, K3PO4, Li3PO4, Na2CO3, K2CO3, CaCO3, BaCO3 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제와 혼합될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the oxidized Fe 3+ -EDTA solution is Na 2 SO 3 , K 2 SO 3 , Li 2 SO 3 , Na 3 PO 4 , K 3 PO 4 , Li 3 PO 4 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 , BaCO 3 and Li 2 CO 3 may be mixed with an additive containing one or more selected from the group consisting of.
상기 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액은, 상기 첨가제와 흡수탑, 흡수탑 유입 시 또는 이 둘 모두에서 혼합될 수 있다.The oxidized Fe 3+ -EDTA solution and the nitrogen oxide-bound Fe 2+ -EDTA-NO solution may be mixed in the additive and the absorption tower, the absorption tower, or both.
도 2를 참조하면, 첨가제 유입 파이프(240)을 통해 촉매탑(200)으로 유입되는 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액과 혼합될 수 있으며, 상기 혼합은, 흡수탑 유입 파이프(220)에서 일어날 수 있고, 재생된 Fe2+-EDTA 용액은 흡수탑 유출 파이프(230)을 통해 제거탑(300)으로 이동할 수 있다.Referring to FIG. 2, the oxidized Fe 3+ -EDTA solution and nitrogen oxide combined Fe 2+ -EDTA-NO solution flowing into the
상기 첨가제는, Fe3+-EDTA 용액의 환원 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액의 재생 효율을 높일 수 있다.The additive may improve the reduction efficiency of the Fe 3+ -EDTA solution and the regeneration efficiency of the Fe 2+ -EDTA-NO solution combined with nitrogen oxide.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액을 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계는, 10 ℃내지 100 ℃에서 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the oxidized Fe 3+ -EDTA solution and nitrogen oxide-bonded Fe 2+ -EDTA-NO solution are used for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration. Reduction and regeneration by flowing into activated carbon may be performed at 10°C to 100°C.
상기 환원 및 재생시키는 단계는, 바람직하게는, 10 ℃내지 80 ℃더 바람직하게는, 30 ℃내지 50 ℃에서 수행될 수 있다.The reducing and regenerating step, preferably, may be performed at 10 ℃ to 80 ℃ more preferably, 30 ℃ to 50 ℃.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄과 유입하여 환원 및 재생시키는 단계는, 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄이 충진된 촉매탑에서 수행되는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of reducing and regenerating by introducing the activated carbon may be performed in a catalyst column filled with the activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration. have.
도 2를 참조하면, 상기 촉매탑(200)에는 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄(210)이 충진된 것일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 촉매탑에 충진된 것이고, 상기 촉매탑의 공극률은, 50 내지 90일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration is filled in a catalyst tower, and the porosity of the catalyst tower may be 50 to 90 .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매탑은, 10 ℃ 내지 100 ℃에서 운전될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst tower may be operated at 10 ℃ to 100 ℃.
상기 온도 범위를 벗어날 경우, Fe3+-EDTA 환원 및 Fe2+-EDTA-NO 재생 효율이 낮아지며, 결국 상기 활성탄의 질소산화물 및 황산화물 흡수 효율이 낮아질 수 있다.When outside the temperature range, Fe 3+ -EDTA reduction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration efficiency may be lowered, and eventually, the efficiency of absorbing nitrogen oxides and sulfur oxides of the activated carbon may be lowered.
상기 활성탄은 온도가 높아질수록 Fe3+-EDTA 환원 및 Fe2+-EDTA-NO 재생 효율이 높아질 수 있다.As the temperature of the activated carbon increases, Fe 3+ -EDTA reduction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration efficiency may increase.
본 발명의 일 실시예에 따른 Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정은, 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 산 이온 제거제를 혼합하여 산 침전물을 형성하는 단계; 및 상기 산 침전물을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming an acid precipitate by mixing an acid ion remover with the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution; And removing the acid precipitate.
도 1을 참조하면, 전체 단계는 순환식으로서, 상기 혼합하는 단계에서 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물이 결합된 Fe2+-EDTA-NO를 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계(S300); 이후 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 산 이온 제거제를 혼합하여 산 침전물을 형성하는 단계(S400); 및 상기 산 침전물을 제거하는 단계(S500);가 순서대로 일어날 수 있다.Referring to Figure 1, the entire step is a cyclic, Fe 3+ -EDTA solution oxidized in the mixing step and Fe 2+ -EDTA-NO combined with nitrogen oxide Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2 + -EDTA-NO step into the activated carbon for regeneration and reduction and regeneration (S300); Thereafter, an acid ion remover is mixed with the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution to form an acid precipitate (S400); And removing the acid precipitate (S500); may occur in order.
도 1을 참조하면, 전체 단계는 순환식으로서, 상기 산 침전물을 제거하는 단계(S500)가 수행된 Fe2+-EDTA 용액은 다시 연도 가스와 혼합되는 단계(S200)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, the entire step is a cyclic type, and the Fe 2+ -EDTA solution in which the step of removing the acid precipitate (S500) is performed may again perform a step (S200) of mixing with flue gas.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산 이온 제거제를 혼합하는 단계는, 온도 0 ℃내지 100 ℃압력 0.1 MPa 내지 1 MPa, pH 3 내지 pH 13에서 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the acid ion remover may be performed at a temperature of 0° C. to 100° C. pressure of 0.1 MPa to 1 MPa, pH 3 to pH 13.
도 2를 참조하면, 상기 산 이온 제거제를 혼합하는 단계는, 제거탑(300)에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 2, the step of mixing the acid ion remover may be performed in the
도 2를 참조하면, 상기 산 이온 제거제는 제거제 유입 파이프(330)을 통해 유입되어 제거탑 유입 파이프(310)을 통해 유입된 재생된 Fe2+-EDTA 용액과 제거탑(300)에서 혼합 및 산 침전물을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the acid ion remover is mixed through the regenerated Fe 2+ -EDTA solution and the
도 2를 참조하면, 제거탑(300)에서 상기 산 이온 제거제와 혼합되는 단계를 거친 재생된 Fe2+-EDTA 용액은 제거탑 유출 파이프(320)를 통해 유출될 수 있다.Referring to FIG. 2, the regenerated Fe 2+ -EDTA solution that has been mixed with the acid ion remover in the
상기 Fe2+-EDTA 용액에 질소산화물, 황산화물이 장시간 흡수되는 등으로 인해 용액 내에 아황산 이온, 황산 이온 또는 질산 이온 등의 음이온 농도가 증가할 수 있다. 상기 음이온 농도가 높은 Fe2+-EDTA 용액과 연도 가스를 혼합하는 경우 질소산화물 및 황산화물의 흡수 성능이 감소할 수 있다.The concentration of anions such as sulfite ions, sulfate ions, or nitrate ions in the solution may increase due to nitrogen oxide and sulfur oxide being absorbed in the Fe 2+ -EDTA solution for a long time. When the Fe 2+ -EDTA solution having a high anion concentration and a flue gas are mixed, the absorption performance of nitrogen oxides and sulfur oxides may be reduced.
상기 문제와 더불어, 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물과 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액을 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계에서 프로톤(Proton)이 발생하여 용액의 pH가 감소하고 질소산화물 및 황산화물의 흡수 성능에 문제가 발생할 수 있다.In addition to the above problems, oxidized Fe 3+ -EDTA solution and Fe 2+ -EDTA-NO solution combined with nitrogen oxide are introduced into Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regenerated activated carbon for reduction. And proton (Proton) occurs in the regeneration step, the pH of the solution is reduced and may cause problems in the absorption performance of nitrogen oxides and sulfur oxides.
상기 산 이온 제거제를 첨가하여 상기 Fe2+-EDTA 용액 및 Fe2+-EDTA-NO 용액 내 프로톤은 중화시키고 동시에 아황산 이온, 황산 이온 또는 질산 이온 등의 음이온과 반응하여 산 침전물을 생성하여 상술한 문제를 해결할 수 있다.The proton in the Fe 2+ -EDTA solution and Fe 2+ -EDTA-NO solution is neutralized by adding the acid ion remover, and simultaneously reacts with anions such as sulfite ions, sulfate ions or nitrate ions to produce acid precipitates. You can solve the problem.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산 이온 제거제는, 수산화 칼슘, 수산화 바륨, 납 산화물, 염화 칼슘, 염화 바륨, 염화 납, 질산 칼슘 및 질산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 대한 몰비가 0.01 내지 1인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid ion scavenger includes one or more selected from the group consisting of calcium hydroxide, barium hydroxide, lead oxide, calcium chloride, barium chloride, lead chloride, calcium nitrate, and barium nitrate. , The molar ratio to the regenerated Fe 2+ -EDTA solution may be 0.01 to 1.
본 발명에 사용될 수 있는 산 이온 제거제는, 상기 산 이온 제거제에 한정되는 것이 아니라 Fe2+-EDTA 용액에 녹아 있는 황산 이온, 아황산 이온 및 질산 이온과 반응하여 침전물을 생성할 수 있는 화합물이 이용될 수 있다.The acid ion remover that can be used in the present invention is not limited to the acid ion remover, but a compound capable of generating a precipitate by reacting with sulfate ions, sulfite ions and nitrate ions dissolved in a Fe 2+ -EDTA solution may be used. Can.
상기 산 이온 제거제는, 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 대한 몰비가, 바람직하게는, 0.01 내지 0.5, 더 바람직하게는, 0.1 내지 0.5일 수 있다.The acid ion remover may have a molar ratio to the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution, preferably, 0.01 to 0.5, and more preferably 0.1 to 0.5.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산 침전물은, 황산 칼슘, 황산 바륨 및 황산 납으로 이루어진 군 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 황산 화합물을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acid precipitate may include one or more sulfuric acid compounds selected from the group consisting of calcium sulfate, barium sulfate and lead sulfate.
도 2를 참조하면, 상기 산 침전물은, 침전물 유출 파이프(340)를 통해 배출(drain)될 수 있다.Referring to FIG. 2, the acid precipitate may be drained through the precipitate
해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or replaced by another component or equivalent Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 흡수탑
110: 연도 가스관
120: 흡수탑 유출 파이프
130: 재생 용액 파이프
140: 대기 배출 파이프
200: 촉매탑
210: Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄
220: 흡수탑 유입 파이프
230: 흡수탑 유출 파이프
240: 첨가제 유입 파이프
300: 제거탑
310: 제거탑 유입 파이프
320: 제거탑 유출 파이프
330: 제거제 유입 파이프
340: 침전물 유출 파이프100: absorption tower
110: flue gas pipe
120: absorption tower outflow pipe
130: regeneration solution pipe
140: atmospheric exhaust pipe
200: catalyst tower
210: Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration
220: absorption tower inlet pipe
230: absorption tower outlet pipe
240: additive inlet pipe
300: removal tower
310: removal tower inlet pipe
320: removal tower outflow pipe
330: remover inlet pipe
340: sediment outlet pipe
Claims (20)
상기 산 작용기는, 표면에 형성되고,
상기 산 작용기는, 0.1 질량% 내지 20 질량%인 것인,
Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄.
One or more acid functional groups selected from the group consisting of sulfuric acid functional groups, nitric acid functional groups, phosphoric acid functional groups and carboxyl groups,
The acid functional group is formed on the surface,
The acid functional group is 0.1 to 20% by mass,
Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration.
상기 산 작용기는, 황산 작용기인 것인,
Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄.
According to claim 1,
The acid functional group is a sulfuric acid functional group,
Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration.
상기 산 작용기는, 상기 활성탄에 공유 결합으로 연결된 것인,
Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄.
According to claim 1,
The acid functional group is to be covalently linked to the activated carbon,
Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration.
상기 활성탄은, 야자탄, 차콜, 흑탄, 무연탄, 코크스, 목탄, 골탄, 바이오매스 및 카본 블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄.
According to claim 1,
The activated carbon includes one or more selected from the group consisting of coconut, charcoal, black coal, anthracite, coke, charcoal, bone char, biomass, and carbon black.
Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration.
상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계;
상기 혼합하는 단계에서 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물과 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액을 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄에 유입하여 환원 및 재생시키는 단계;
상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 산 이온 제거제를 혼합하여 산 침전물을 형성하는 단계; 및
상기 산 침전물을 제거하는 단계;를 포함하고,
상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄은, 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄인 것이고,
상기 산화된 Fe3+-EDTA 용액 및 질소산화물과 결합된 Fe2+-EDTA-NO 용액은, Na2SO3, K2SO3, Li2SO3, Na3PO4, K3PO4, Li3PO4, Na2CO3, K2CO3, CaCO3, BaCO3 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제와 혼합되는 것이고,
상기 산 침전물은, 황산 칼슘, 황산 바륨 및 황산 납으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 황산 화합물을 포함하는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
Preparing a Fe 2+ -EDTA solution;
Mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas;
In the mixing step, the Fe 3+ -EDTA solution oxidized and the Fe 2+ -EDTA-NO solution combined with nitrogen oxides are introduced into Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration activated carbon for reduction. And regenerating;
Forming an acid precipitate by mixing an acid ion remover with the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution; And
The step of removing the acid precipitate; includes,
The Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO activated carbon for regeneration, Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA- of any one of claims 1 and 3 to 5. NO is activated carbon for regeneration,
The oxidized Fe 3+ -EDTA solution and the Fe 2+ -EDTA-NO solution combined with nitrogen oxides are Na 2 SO 3 , K 2 SO 3 , Li 2 SO 3 , Na 3 PO 4 , K 3 PO 4 , Li 3 PO 4 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 , BaCO 3 and Li 2 CO 3 is mixed with an additive containing one or more selected from the group consisting of,
The acid precipitate, which comprises at least one sulfuric acid compound selected from the group consisting of calcium sulfate, barium sulfate and lead sulfate,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 준비되는 Fe2+-EDTA 용액은, 상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액인 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
The prepared Fe 2+ -EDTA solution is the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 준비되는 Fe2+-EDTA 용액은, 0.01 몰농도(M) 내지 1 몰농도(M)인 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
The Fe 2+ -EDTA solution prepared above is 0.01 mol concentration (M) to 1 mol concentration (M),
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 혼합하는 단계는, 상기 Fe2+-EDTA 용액과 상기 연도 가스는 엇갈리도록 반대 방향으로 유입되어 혼합되는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
In the mixing, the Fe 2+ -EDTA solution and the flue gas are introduced and mixed in opposite directions so as to be staggered.
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 연도 가스는, 산소는 21 부피% 이하이고, 질소 산화물은 50 ppm 내지 1000 ppm이고, 황산화물은 50 ppm 내지 1500 ppm이고, 나머지는 질소를 포함하는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
The flue gas, the oxygen is 21% by volume or less, the nitrogen oxide is 50 ppm to 1000 ppm, the sulfur oxide is 50 ppm to 1500 ppm, and the rest containing nitrogen,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 Fe2+-EDTA 용액 및 연도 가스를 혼합하는 단계는, 흡수탑에서 수행되는 것이고,
상기 흡수탑은, 0.1 MPa 내지 1 MPa 에서 운전되는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
The step of mixing the Fe 2+ -EDTA solution and flue gas is performed in an absorption tower,
The absorption tower is to be operated at 0.1 MPa to 1 MPa,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 흡수탑은, 상기 연도 가스가 상기 Fe2+-EDTA 용액과 반응하여 제조된 배출 가스를 배출하는 것이고,
상기 배출 가스는, 질소산화물은 30 ppm 이하이고, 황산화물은 30 ppm 이하인 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 11,
The absorption tower is to discharge the exhaust gas prepared by the flue gas reacting with the Fe 2+ -EDTA solution,
The exhaust gas, nitrogen oxide is 30 ppm or less, sulfur oxide is 30 ppm or less,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 환원 및 재생시키는 단계는, 상기 Fe3+-EDTA 환원반응 및 Fe2+-EDTA-NO 재생용 활성탄이 충진된 촉매탑에서 수행되는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
The step of reducing and regenerating is performed in a catalyst column filled with activated carbon for Fe 3+ -EDTA reduction reaction and Fe 2+ -EDTA-NO regeneration,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 촉매탑은, 10 ℃내지 100 ℃에서 운전되는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 15,
The catalyst tower is to be operated at 10 ℃ to 100 ℃,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 산 이온 제거제를 혼합하는 단계는, 온도 0 ℃내지 100 ℃, 압력 0.1 MPa 내지 1 MPa, pH 3 내지 pH 13에서 수행되는 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
Mixing the acid ion remover, the temperature is 0 ℃ to 100 ℃, the pressure is carried out at 0.1 MPa to 1 MPa, pH 3 to pH 13,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
상기 산 이온 제거제는,
수산화 칼슘, 수산화 바륨, 납 산화물, 염화 칼슘, 염화 바륨, 염화 납, 질산 칼슘 및 질산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
상기 환원 및 재생된 Fe2+-EDTA 용액에 대한 몰비가 0.01 내지 1인 것인,
Fe2+-EDTA를 이용하는 질소산화물 및 황산화물 제거 공정.
The method of claim 6,
The acid ion remover,
It includes one or more selected from the group consisting of calcium hydroxide, barium hydroxide, lead oxide, calcium chloride, barium chloride, lead chloride, calcium nitrate and barium nitrate,
The molar ratio of the reduced and regenerated Fe 2+ -EDTA solution is 0.01 to 1,
Nitrogen oxide and sulfur oxide removal process using Fe 2+ -EDTA.
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