KR102409451B1 - 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치 - Google Patents

연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102409451B1
KR102409451B1 KR1020220040334A KR20220040334A KR102409451B1 KR 102409451 B1 KR102409451 B1 KR 102409451B1 KR 1020220040334 A KR1020220040334 A KR 1020220040334A KR 20220040334 A KR20220040334 A KR 20220040334A KR 102409451 B1 KR102409451 B1 KR 102409451B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode plate
exhaust gas
combustion exhaust
ammonium sulfate
discharge
Prior art date
Application number
KR1020220040334A
Other languages
English (en)
Inventor
김태일
김동연
최영철
유정현
Original Assignee
주식회사 블루텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 블루텍 filed Critical 주식회사 블루텍
Priority to KR1020220040334A priority Critical patent/KR102409451B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102409451B1 publication Critical patent/KR102409451B1/ko
Priority to PCT/KR2022/011751 priority patent/WO2023191194A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C25B11/031—Porous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/24—Sulfates of ammonium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C25B15/023—Measuring, analysing or testing during electrolytic production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Abstract

본 발명은 연소배기가스 중 질소산화물과 황산화물을 이용한 황산 암모늄 제조방법에 관한 것으로, 연소배기가스가 유입되는 유입 유로, 상기 유입 유로의 배출단에 배치되어 상기 연소배기가스가 투과하는 제1전극판, 상기 제1전극판의 측면에 배치되며, 전해질 용액이 수용되는 전해질부, 상기 제1전극판과 상기 전해질부를 사이에 두고 배치되며, 상기 전해질부에서 배출되는 가스가 투과하는 제2전극판, 상기 제2전극판에서 투과된 가스가 배출되는 배출 유로, 상기 제1전극판과 상기 제2전극판에 전압을 인가하는 전원부 및 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 전원부는 상기 제1전극판과 상기 제2전극판의 전위차가 1.2~1.8V가 되도록 전압을 인가한다.

Description

연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치{Apparatus for manufacturing ammonium sulfate using combustion exhaust gas}
본 발명은 연소배기가스 중 황산암모늄 제조장치에 관한 것이다.
특허문헌 001은 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치이고, 내부에 다수의 집진필터체(20)들이 일정한 등간격 다단으로 설치되어 있는 전기 집진기(10), 상기 전기 집진기(10)의 일측에 설치되고 외부의 펌프로부터 세척액을 전달받는 세척액메인배관(110), 상기 세척액메인배관(110)으로부터 교차방향 다수 갈래로 설치되고 일정간격 다단으로 배치된 각 집진필터체(20)들 사이의 일측으로 분기되는 집진기내부일측분기관(120), 상기 각 집진기내부일측분기관(120)으로부터 교차되는 방향으로 1 갈래 이상 설치되고 집진필터체(20) 중심 일측을 거쳐 내부 깊숙한 곳까지 연장되는 집진기내부중앙측공급관(130), 상기 집진기내부중앙측공급관(130)의 하나 이상 지점에 설치되고 양측의 수평배관을 서로 교차방향으로 연결하며 일측 배관의 회전에도 세척액 공급이 가능하도록 하는 로터리조인트(141)를 포함하는 배관교차연결수단(140), 상기 배관교차연결수단(140)의 끝단부에 결합되고, 양측에 좌측 분사관(310)과 우측 분사관(310′)을 가지며 중심을 기준으로 회전하면서 집진필터체(20)를 향해 세척액을 분사하는 세척액로터리분사관(300), 상기 세척액로터리분사관(300)의 좌,우측 분사관(310,310′) 각각에 형성되고, 일정한 간격이 유지된 상태로 각 다수개씩 천공되는 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)을 포함하여 구성되며, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 세척액로터리분사관(300)의 길이방향 중심을 기준으로 그 하부 또는 상부를 향하여 형성되되, 각각 10° 내지 30° 범위의 각도(∝)로 경사지게 형성되어 세척액 분사시 세척액로터리분사관(300) 전체가 자동으로 회전되도록 한 것으로, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)은 폭(W) 대비 길이(L)가 커 길쭉한 형태를 갖는 장홀로 형성되고, 상기 장홀은 양측 모두 각진 직사각형장홀 또는 양측이 라운드 형태인 라운드형장홀로서, 상기 좌,우측 분사노즐홀(311,311′)들은 그 폭(W)이 1mm 내지 2mm, 길이(L)는 8mm 내지 20mm로 천공되는 것을 특징으로 하는 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치를 개시하고 있다.
특허문헌 002는 배기가스 정화제 및 이를 이용한 배기가스 정화방법이고, CKD(Cement Kiln Dust) 배기가스 정화제를 물에 투입해 교반하여 0.1 내지 1 g/L 농도로 유해가스 흡수제를 제조하는 단계 및 버블반응기에 상기 유해가스 흡수제와 배기가스를 주입하여, 상기 유해가스 흡수제와 상기 배기가스를 접촉시키는 단계를 포함하여, 상기 접촉 50분 이후 pH 3 미만의 조건에서 상기 배기가스 중 SO2 전환율이 95% 이상이 되도록 하는 배기가스 정화방법을 개시하고 있다.
특허문헌 003은 연료 절감 및 배기가스 저감장치 및 그 제조방법이고, 연료 공급관(30)의 외주면에 탈착 가능하게 설치되어 연료 공급을 절감하고 배기가스 배출을 저감하는 연료 절감 및 배기가스 저감장치로서, 초 내열성 엔지니어링 플라스틱을 포함하는 내열 플라스틱 40～70 중량%와, 울트라 스톤 파우더 30～60 중량%로 이루어지며, 서로 마주보게 배치되고, 상기 연료 공급관(30)의 외주면에 탈착 가능하게 설치되는 한 쌍의 호형 구조물(110)(210)(310)(410)(510) 및 상기 연료 공급관(30)의 외주면에, 상기 한 쌍의 호형 구조물(110)(210)(310)(410)(510)을 서로 체결하기 위한 체결 수단(20)(120)을 포함하며, 상기 호형 구조물(110)(210)(310)(410)(510) 내주면에는 호형 네오디윰 삽입홀(H)이 형성되고, 그 호형 네오디윰 삽입홀(H) 안에 호형 네오디윰(Neodymium;Nd)(130)이 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 절감 및 배기가스 저감장치를 개시하고 있다.
특허문헌 004는 배기가스 정화기능을 갖는 유도가열 고온 열분해장치이고, 다단 선반 구조로 성형하되, 하단 저면에는 복수의 바퀴 볼캐스터가 설치된 형태를 갖는 골격 구조체와, 상기 골격 구조체의 상단 선반 상에 설치된 상태에서 워킹코일 조립체에서 방사되는 유도가열 교번 전자계장에 의해 생성되는 와전류(맴돌이 전류)에 의한 주울열로 변환되며 내부가 정해진 초고온 범위로 유도 가열된 상태를 유지하며 내부에 투입되는 각종 폐기물을 초고온으로 열분해시켜 주는 탄화로 조립체와, 상면이 상기 탄화로 조립체의 저면과 일정거리 떨어지게 상기 골격 구조체의 상단 선반 하부에 고정 설치된 형태를 갖고, 제어부에서 출력되는 중,저주파수 대역(X ㎑)을 갖는 유도가열 전원이 관형의 워킹코일에 통전되면서 전자계장을 발생시켜 탄화로 조립체의 피가열체가 발열되고, 그 유도가열에 의한 발열로 탄화로 내부가 설정된 온도로 가열되게 하는 워킹코일 조립체와, 상기 골격 구조체의 중간 선반 상에 설치된 상태에서 워킹코일 조립체의 냉각은 물론 각종 전장품의 구동을 제어하는 제어부와, 상기 골격 구조체의 하단 선반 상에 설치된 상태에서 상기 탄화로 조립체 내에서 폐기물을 열분해시키는 과정에서 발생되는 유해 배기가스의 열을 정해진 온도 이하로 냉각시켜 줌과 동시에 정화시켜 외부로 배출해 주는 배기가스 정화기로 구성하되, 상기 탄화로 조립체는, 상부가 개구된 사각 함체 형상을 갖고 맨 안쪽에 배치된 상태에서 관형의 워킹코일에서 유도가열 전원이 인가될 때 발생하는 중,저주파 교번 전자계장에 의해 내부가 정해진 온도 범위로 가열된 상태를 유지하며 내부에 투입된 각종 폐기물을 고온 열분해시켜 주는 탄화로 내부 박스와, 일측 저면에 배기가스 배출관을 구비한 속이빈 사각 틀체 형상의 덕트 본체 상방부에서 수직 방향으로 복수의 배기가스 흡입 파이프가 내부로 관통되게 설치된 형태를 갖고, 상기 탄화로 내부 박스 내에서 각종 폐기물이 초고온으로 열분해시키는 과정에서 발생되는 배기가스를 포집하여 배기가스 정화기 측으로 전달함과 동시에 탄화로 내부 박스를 예열시켜 주는 배기가스 예열 덕트와, 상기 탄화로 내부 박스의 탄화로 하판 저부에 설치된 상태에서 전기적인 절연기능과 탄화로 내부 박스에서 발생되는 열이 워킹코일 조립체가 설치되는 하부 측으로 바로 전달되는 것을 1차적으로 방지하는 탄화로 하부측 운모판과, 전방부에 복수의 센서 삽입공을 구비하고 상기 탄화로 하부측 운모판의 저부에 설치된 상태에서 탄화로 내부 박스에서 발생되는 열이 워킹코일 조립체가 설치되는 하부 측으로 전달되는 것을 2차적으로 방지하는 내화 내열 세라믹 단열판과, 상기 내화 내열 세라믹 단열판에 구비된 센서 삽입공 내에 각각 설치된 상태에서 탄화로 조립체의 피가열체 발열온도를 발열 구획 별로 실시간 검출하여 제어부로 전달하는 복수의 온도검출센서와, 상기 골격 구조체의 상단 선반 내측에 외면이 밀착되고 내면은 탄화로 내부 박스 및 배기가스 예열 덕트의 전,후,좌,우면에서 일정거리 이격되는 탄화로 외측 케이스와, 상기 탄화로 외측 케이스의 내면과 탄화로 내부 박스 및 배기가스 예열 덕트에 형성되는 공간부 내에 투입시켜 경화시킨 단열 경량 캐스터블과, 상기 탄화로 내부 박스의 후방부에 설치되는 복수의 힌지 조립체를 중심으로 상기 탄화로 내부 박스와 단열 경량 캐스터블 및 탄화로 외측 케이스의 상방 개구부위를 수동 또는 자동으로 개폐시켜 줄 수 있도록 설치되는 뚜껑 조립체와, 상기 탄화로 내부 박스 및 탄화로 외측 케이스의 상단부에 각각 설치된 형태를 갖고 상기 탄화로 조립체의 상단면과 상기 뚜껑 조립체의 저면 사이의 기밀을 2중으로 유지시켜 주는 1,2차 기밀유지수단과, 상기 골격 구조체의 상단 선반 중 후방 저부에 고정 설치된 상태에서 제어부의 출력신호에 부응하여 상기 뚜껑 조립체를 개폐시켜 주는 전동 윈치와, 상기 골격 구조체의 상단 선반 중 후방 상부에서 가로방향으로 설치된 경금속 프로파일 내지는 금속 앵글이나 파이프의 중간부에 설치된 상태에서 전동 윈치의 스틸 와이어를 지지해 주는 롤러 조립체와, 상기 골격 구조체의 상단 경금속 프로파일 내지는 금속 앵글이나 파이프과 상기 뚜껑 조립체의 상면 주연부를 따라 정해진 간격을 두고 설치된 상태에서 닫힌 뚜껑 조립체에 대해 가압력을 주게 됨은 물론 뚜껑 조립체의 잠김상태를 유지시켜 주는 도어 밀폐용 걸쇠 조립체로 구성한 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 유도가열 고온 열분해장치를 개시하고 있다.
KR 10-2352941 B1 (공고일 2022.01.19.) KR 10-2349120 B1 (공고일 2022.01.12) KR 10-2344332 B1 (공고일 2021.12.27.) KR 10-2330682 B1 (공고일 2021.11.24)
본 발명은 연소배기가스 중 질소산화물과 황산화물을 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, 연소배기가스가 유입되는 유입 유로, 상기 유입 유로의 배출단에 배치되어 상기 연소배기가스가 투과하는 제1전극판, 상기 제1전극판의 측면에 배치되며, 전해질 용액이 수용되는 전해질부, 상기 제1전극판과 상기 전해질부를 사이에 두고 배치되며, 상기 전해질부에서 배출되는 가스가 투과하는 제2전극판, 상기 제2전극판에서 투과된 가스가 배출되는 배출 유로, 상기 제1전극판과 상기 제2전극판에 전압을 인가하는 전원부 및 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 전원부는 상기 제1전극판과 상기 제2전극판의 전위차가 1.2~1.8V가 되도록 전압을 인가한다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이고, 상기 제1전극판은, 다공성 판 및 상기 다공성 판의 표면에 코팅된 코팅층을 포함한다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이고, 상기 제2전극판은, 다공성 판 및 상기 다공성 판의 표면에 코팅된 코팅층을 포함한다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이고, 상기 다공성 판은, 탄소, 철, 금, 은, 동, 니켈, 티타늄, 코발트, 백금, 로듐, 이리듐, 팔라듐 및 이들 금속의 산화물들 중 적어도 어느 하나로 구성된다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이고, 상기 코팅층은, 테프론, 이온중합체 중 적어도 어느 하나로 구성된다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이고, 상기 유입 유로측에 배치되어 상기 연소배기가스를 상기 유입 유로측으로 공급하는 공급부 및 상기 배출 유로측에 배치되어 상기 배출 유로의 가스를 외부로 배출하는 배출부를 포함하되, 상기 공급부와 상기 배출부는 상기 제어부에 의해 제어된다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치에 관한 것이고, 상기 유입 유로에 설치되어 상기 유입 유로를 통해 공급되는 상기 연소배기가스의 유량이나 공급 압력을 센싱하는 제1센서 및 상기 배출 유로에 설치되어 상기 배출 유로를 통해 배출되는 가스의 유량이나 배출 압력을 센싱하는 제2센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1센서와 상기 제2센서 각각의 센싱값에 따라 상기 공급부와 상기 배출부를 제어한다.
본 발명에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조방법은, 이온분리막 없이도 연소배기가스의 처리 및 암모니아를 생성할 수 있고, 적절한 제1전극판(200)과 제2전극판(400)의 전위차에 따라 제조물을 변경할 수 있으며, 연소배기가스 유해물질의 일종인 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)를 유용한 자원으로 전환할 수 있고, 상온/상압 조건에서도 운전 가능하며, 낮은 농도의 반응물로도 구동이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 제1전극판과 제2전극판 사이의 전위차에 따른 황산이온과 암모늄이온의 전화율 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
(실시예 1-1) 본 발명인 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, 연소배기가스가 유입되는 유입 유로(100), 상기 유입 유로의 배출단에 배치되어 상기 연소배기가스가 투과하는 제1전극판(200), 상기 제1전극판의 측면에 배치되며, 전해질 용액이 수용되는 전해질부(300), 상기 제1전극판과 상기 전해질부를 사이에 두고 배치되며, 상기 전해질부에서 배출되는 가스가 투과하는 제2전극판(400), 상기 제2전극판에서 투과된 가스가 배출되는 배출 유로(500), 상기 제1전극판과 상기 제2전극판에 전압을 인가하는 전원부(미도시) 및 상기 전원부를 제어하는 제어부(800)를 포함하되, 상기 전원부는 상기 제1전극판과 상기 제2전극판의 전위차가 1.2~1.8V가 되도록 전압을 인가한다.
유입 유로(100)는 유입되는 연소배기가스의 압력을 견딜 수 있을 정도로 강성을 가지면서, 상대적으로 높은 온도를 견딜 수 있는 내열성과, 연소배기가스에 포함되는 화합물들과의 반응성이 적은 재질로 형성될 수 있다.
제1전극판(200)은 가스가 투과되기 때문에, 다공성 재질로 형성될 수 있다. 제1전극판(200)에는 소정의 전압이 인가되어, 연소배기가스에 포함된 황산화물(SOx)의 산화 반응을 유도한다. 연소배기가스에서 황산화물의 산화 반응이 발생하면 황산이온이 발생해 후술할 전해질부(300)에 포함된 전해질용액에 녹게 된다. 이러한 제1전극판(200)에서 발생하는 산화반응의 화학식은 아래와 같다.
Figure 112022034730612-pat00001
즉, 제1전극판(200)은 황산화물(SOx)을 이온화 시켜 황산이온을 발생시키는 부분이다. 이때 제1전극판(200)은 애노드(Anode)로, 양극이라고 할 수 있다.
전해질부(300)에 수용되는 전해질 용액의 전해질은 수용액 상태에서 이온으로 쪼개져 전류가 흐르는 물질이다. 전해질부(300)에 수용되는 전해질 용액은 제1전극판(200)과 제2전극판(400) 그리고, 외벽을 통해 외부로 배출되지 못하도록 할 수 있다.
제2전극판(400)은 제1전극판(200)과 한 쌍을 이루며, 전해질부(300)의 전해질 용액에 위치한 가스가 투과된다. 제2전극판(400) 또한 소정의 전압이 인가되며, 가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 환원 반응을 유도한다. 이러한 제2전극판(400)에서 발생하는 환원반응의 화학식은 아래와 같다.
Figure 112022034730612-pat00002
가스에서 질소산화물(NOx)의 환원 반응이 발생하면, 암모늄이온이 발생해 전해질용액에 녹게 되고, 최종적으로는 황산이온과 암모늄이온을 통해 황산암모늄을 제조할 수 있다.
다만, 상기한 바와 같은 본 발명에서 제1전극판(200)에서는 황산이온만 생성되면 바람직하나, 제1전극판(200)에서도 질소산화물(NOx)이 산화될 수 있으며, 제2전극판(400)에서도 황산화물(SOx)이 환원될 수 있다. 이럴 경우 본 발명에서 제조하고자 하는 암모니아의 제조 효율이 저하되므로, 제1전극판(200)에서는 황산화물의 환원만이 일어나고, 제2전극판(400)에서는 질소산화물의 산화만이 일어나게 하는 것이 중요하다.
이에 실험을 했을 때, 도면에 도시된 바와 같이 1.1 ~ 1.3V vs. RHE에서는 황산화물이 90% 이상 황산이온으로 전환된 것을 확인할 수 있으며, -0.1 ~ -0.5V vs. RHE에서는 질소산화물 70% 이상 암모늄이온으로 전환되는 것을 확인할 수 있었다. 이때 마이너스 값을 가지는 V vs. RHE값은 제2전극판(400)의 전위가 제1전극판(200)의 전위보다 높다는 의미이며, 플러스값을 가지는 V vs. RHE값은 제1전극판(200)의 전위가 제2전극판(400)의 전위보다 높다는 의미이다. 이러한 실험결과에 따라 본 실시예에서 제어부(800)는 제1전극판(200)과 제2전극판(400)의 전위차가 1.2 ~ 1.8V vs. RHE가 되도록 전원부를 제어해, 제1전극판(200)에서는 황산화물의 산화반응만이 발생하게 하고, 제2전극판(400)에서는 질소산화물의 환원반응만이 발생하도록 유도하여, 황산암모늄의 제조 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 필요에 따라 전압을 적절히 조절하여, 황산이온만을 제조하거나, 암모니아(암모늄 이온)만을 제조하는 등의 실시예 또한 있을 수 있다.
본 실시예는 상기한 바와 같은 구성들을 통해, 이온분리막 없이도 연소배기가스의 처리 및 암모니아를 생성할 수 있고, 적절한 제1전극판(200)과 제2전극판(400)의 전위차에 따라 제조물을 변경할 수 있으며, 연소배기가스 유해물질의 일종인 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)를 유용한 자원으로 전환할 수 있고, 상온/상압 조건에서도 운전 가능하며, 낮은 농도의 반응물로도 구동이 가능한 효과가 있다.
본 실시예에서 제어부(800)는 상기 전원부를 제어하는 제어장치의 일종으로, 컴퓨터와 같이 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 전자소자 또는 전자소자를 포함하는 전자기기로 구현될 수 있다.
(실시예 1-2) 본 발명인 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 제1전극판과 제2전극판은, 다공성 판(210, 410) 및 상기 다공성 판의 표면에 코팅된 코팅층(220, 420)을 포함한다.
여기서 다공성 판(210, 410)은 전원부에서 전압을 인가하여 전극 역할을 하는 부분을 의미하며, 전극 역할을 할 T 있다. 즉, 다공성 판(210, 410) 모두는 전원부에 연결될 수 있다. 도면에서 코팅층(220, 420)은 전해질부(300)측에만 코팅된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 코팅층(220, 420)이 코팅되는 부분을 전극판들 중, 전해질부(300)측 일면에만 코팅된 것으로 한정하지 않고, 전극판 전체에 코팅되는 등의 실시예가 있을 수 있다. 코팅층(220, 420)은 방수가 전해질 용액이 전극판을 투과하지 못하도록 방수처리함과 동시에 산화/환원 반응이 보다 용이하게 일어나도록 할 수 있는 촉매역할을 할 수 있다.
(실시예 1-3) 본 발명인 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, (실시예 1-2)에 있어서, 상기 다공성 판은, 탄소, 철, 금, 은, 동, 니켈, 티타늄, 코발트, 백금, 로듐, 이리듐, 팔라듐 및 이들 금속의 산화물들 중 적어도 어느 하나로 구성되고, 상기 코팅층(220, 420)은, 테프론, 이온중합체 중 적어도 어느 하나로 구성된다.
상기한 제1전극판(200) 및 제2전극판(400) 각각에 포함되는 다공성 판(210, 410)과 코팅층(220, 420)의 재질은 여러 가지를 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 이때 고려해야할 사항은 원가, 가스의 투과정도, 촉매효율 등이 있을 수 있다.
(실시예 1-4) 본 발명인 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, (실시예 1-3)에 있어서, 상기 제1전극판과 상기 제2전극판 각각에 포함되는 다공성 판과 코팅층은 전극판끼리 다를 수 있다.
이는 상기한 제1전극판(200)과 제2전극판(400)에서 일어나는 반응이 서로 다르기 때문이다. 보다 구체적으로 제1전극판(200)에서는 황산화물의 산화반응이 일어나고, 제2전극판(400)에서는 질소산화물의 환원반응이 일어나기 때문이다. 이러한 산화반응과 환원반응의 차이 때문에, 제1전극판(200)에서는 산화반응이 보다 용이하게 일어나게 하는 재질을 선택하고, 제2전극판(400)에서는 환원반응이 보다 용이하게 일어나게 하는 재질을 선택하여, 황산암모늄의 제조효율을 향상시킬 수 있다. 단, 제1전극판(200)과 제2전극판(400)의 재질이 서로 동일한 등의 실시예 또한 있을 수 있다.
(실시예 2-1) 본 발명인 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 유입 유로(100)측에 배치되어 상기 연소배기가스를 상기 유입 유로(100)측으로 공급하는 공급부(600) 및 상기 배출 유로(500)측에 배치되어 상기 배출 유로(500)의 가스를 외부로 배출하는 배출부(700)를 포함하되, 상기 공급부(600)와 상기 배출부(700)는 상기 제어부(800)에 의해 제어된다.
공급부(600)와 배출부(700)는 일종의 임펠러와 같이 가스의 유입 및 배출이 가능하게 하는 장치로 구현될 수 있다. 공급부(600)와 배출부(700)가 임펠러와 같은 장치로 구현될 경우, 공급부(600)와 배출부(700)의 회전속도에 따라 본 발명에 의한 황산암모늄 제조장치의 효율이 달라질 수 있다. 따라서 제어부는 공급부(600)와 배출부(700)의 회전속도를 연동해 제어할 수 있다.
(실시예 2-2) 본 발명인 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치는, (실시예 2-1)에 있어서, 상기 유입 유로(100)에 설치되어 상기 유입 유로(100)를 통해 공급되는 상기 연소배기가스의 유량이나 공급 압력을 센싱하는 제1센서(910) 및 상기 배출 유로(500)에 설치되어 상기 배출 유로(500)를 통해 배출되는 가스의 유량이나 배출 압력을 센싱하는 제2센서(920)를 포함하고, 상기 제어부(800)는, 상기 제1센서(910)와 상기 제2센서(920) 각각의 센싱값에 따라 상기 공급부(600)와 상기 배출부(700)를 제어한다.
제1센서(910)와 제2센서(920)는 압력센서나 유량기로 구현될 수 있다. 제1센서(910)와 제2센서(920)는 제어부(800)측으로 센싱값을 송신하기 위해, 제어부(800)와 유선 또는 무선 방식으로 연결될 수 있다. 제1센서(910)와 제2센서(920) 각각의 센싱값은 앞서 설명한 공급부(600)와 배출부(700)의 회전속도보다 유입되는 연소배기가스 또는 배출되는 가스의 유량을 보다 정확하게 센싱할 수 있는 센싱값이므로, 보다 정확하고 효율적으로 본 발명에 의한 황산암모늄 제조장치를 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 유입 유로
200 : 제1전극판
210, 410 : 다공성 판
220, 420 : 코팅층
300 : 전해질부
400 : 제2전극판
500 : 배출 유로
600 : 공급부
700 : 배출부
800 : 제어부
910 : 제1센서
920 : 제2센서

Claims (7)

  1. 연소배기가스가 유입되는 유입 유로;
    상기 유입 유로의 배출단에 배치되어 상기 연소배기가스가 투과하는 제1전극판;
    상기 제1전극판의 측면에 배치되며, 전해질 용액이 수용되는 전해질부;
    상기 제1전극판과 상기 전해질부를 사이에 두고 배치되며, 상기 전해질부에서 배출되는 가스가 투과하는 제2전극판;
    상기 제2전극판에서 투과된 가스가 배출되는 배출 유로;
    상기 제1전극판과 상기 제2전극판에 전압을 인가하는 전원부; 및
    상기 전원부를 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 전원부는 상기 제1전극판과 상기 제2전극판의 전위차가 1.2~1.8V가 되도록 전압을 인가하는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극판은,
    다공성 판; 및
    상기 다공성 판의 표면에 코팅된 코팅층;
    을 포함하는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극판은,
    다공성 판; 및
    상기 다공성 판의 표면에 코팅된 코팅층;
    을 포함하는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다공성 판은,
    탄소, 철, 금, 은, 동, 니켈, 티타늄, 코발트, 백금, 로듐, 이리듐, 팔라듐 및 이들 금속의 산화물들 중 적어도 어느 하나로 구성되는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    테프론으로 구성되는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유입 유로측에 배치되어 상기 연소배기가스를 상기 유입 유로측으로 공급하는 공급부; 및
    상기 배출 유로측에 배치되어 상기 배출 유로의 가스를 외부로 배출하는 배출부;
    를 포함하되,
    상기 공급부와 상기 배출부는 상기 제어부에 의해 제어되는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유입 유로에 설치되어 상기 유입 유로를 통해 공급되는 상기 연소배기가스의 유량이나 공급 압력을 센싱하는 제1센서; 및
    상기 배출 유로에 설치되어 상기 배출 유로를 통해 배출되는 가스의 유량이나 배출 압력을 센싱하는 제2센서;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1센서와 상기 제2센서 각각의 센싱값에 따라 상기 공급부와 상기 배출부를 제어하는 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치.
KR1020220040334A 2022-03-31 2022-03-31 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치 KR102409451B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220040334A KR102409451B1 (ko) 2022-03-31 2022-03-31 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치
PCT/KR2022/011751 WO2023191194A1 (ko) 2022-03-31 2022-08-08 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220040334A KR102409451B1 (ko) 2022-03-31 2022-03-31 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102409451B1 true KR102409451B1 (ko) 2022-06-15

Family

ID=81987667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220040334A KR102409451B1 (ko) 2022-03-31 2022-03-31 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102409451B1 (ko)
WO (1) WO2023191194A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023191194A1 (ko) * 2022-03-31 2023-10-05 주식회사 블루텍 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040049863A (ko) * 2001-10-09 2004-06-12 바이엘 머티리얼사이언스 아게 전기화학 공정에서 공정 가스의 재순환 방법
KR20190017475A (ko) * 2017-08-11 2019-02-20 한국과학기술원 철-에틸렌다이아민테트라아세트산을 이용한 질소산화물 및 황산화물 동시 처리방법
KR20190072252A (ko) * 2017-12-15 2019-06-25 에이치에스디엔진 주식회사 배기가스 후처리 시스템
JP2020158862A (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 東レ株式会社 過硫酸アンモニウムの製造方法
KR102330682B1 (ko) 2021-04-07 2021-11-24 서재의 배기가스 정화기능을 갖는 유도가열 고온 열분해장치
KR102344332B1 (ko) 2021-04-02 2021-12-27 김영재 연료 절감 및 배기가스 저감장치 및 그 제조방법
KR102349120B1 (ko) 2019-02-21 2022-01-12 경기대학교 산학협력단 배기가스 정화제 및 이를 이용한 배기가스 정화방법
KR102352941B1 (ko) 2021-08-25 2022-01-19 주식회사 지이테크 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101543322B1 (ko) * 2013-12-03 2015-08-11 한국과학기술원 철-edta을 매개로 한 황화수소 제거방법
KR102409451B1 (ko) * 2022-03-31 2022-06-15 주식회사 블루텍 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040049863A (ko) * 2001-10-09 2004-06-12 바이엘 머티리얼사이언스 아게 전기화학 공정에서 공정 가스의 재순환 방법
KR20190017475A (ko) * 2017-08-11 2019-02-20 한국과학기술원 철-에틸렌다이아민테트라아세트산을 이용한 질소산화물 및 황산화물 동시 처리방법
KR20190072252A (ko) * 2017-12-15 2019-06-25 에이치에스디엔진 주식회사 배기가스 후처리 시스템
KR102349120B1 (ko) 2019-02-21 2022-01-12 경기대학교 산학협력단 배기가스 정화제 및 이를 이용한 배기가스 정화방법
JP2020158862A (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 東レ株式会社 過硫酸アンモニウムの製造方法
KR102344332B1 (ko) 2021-04-02 2021-12-27 김영재 연료 절감 및 배기가스 저감장치 및 그 제조방법
KR102330682B1 (ko) 2021-04-07 2021-11-24 서재의 배기가스 정화기능을 갖는 유도가열 고온 열분해장치
KR102352941B1 (ko) 2021-08-25 2022-01-19 주식회사 지이테크 배기가스 유해물질 제거용 전기 집진기의 자동화 세척장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023191194A1 (ko) * 2022-03-31 2023-10-05 주식회사 블루텍 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023191194A1 (ko) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102409451B1 (ko) 연소배기가스를 이용한 황산암모늄 제조장치
ATE272823T1 (de) Anlage zur thermischen behandlung von materialien und verfahren dafür
WO2012120773A1 (ja) アンモニア除害装置
WO2016058251A1 (zh) 一种闪速处理挥发性有机废气的装置及处理挥发性有机气体的方法
CN205730827U (zh) 一种微波催化-生化VOCs的减排组合设备
KR100670230B1 (ko) 유기폐액의 전기 소각과 매개 산화에 의한 완전산화 장치 및 이를 이용한 완전산화 방법
KR101959165B1 (ko) 플라즈마 폐가스 처리 장치 및 그를 포함하는 폐가스 처리 시스템
CN110394351A (zh) 一种降解飞灰中二噁英的短流程方法及其系统
CN108675388A (zh) 一种难降解废水的净化装置及净化方法
JPS6157222A (ja) ハロゲンを含有する有害物質を浄化する装置
CN203408631U (zh) 一种用于含nox废气的选择性催化还原脱硝装置
CN212319729U (zh) 一种处理化工废盐的设备
KR20150142805A (ko) 마이크로웨이브를 이용한 휘발성유기화합물질 및 산업 폐가스 제거장치
JPH1180808A (ja) 金属粉からなる成形体の焼成方法および連続焼成炉
CN107433102A (zh) 一种用微波加热净化黄磷尾气的方法和装置
CN105582780B (zh) 化学法活性炭生产尾气的净化及回收系统和吸附器
KR101566648B1 (ko) 플라스마를 생성하기 위한 방법 및 장치
CN109316913B (zh) 一种湿式放电反应器在去除废气中二氧化硫气体中的应用
JP2002336650A (ja) 燃焼排ガスの処理方法およびそのシステム
CN219482216U (zh) 一种工业尾气的处理装置
KR101574675B1 (ko) 저온촉매를 이용한 VOCs 처리장치
CN112762459B (zh) 一种飞灰中二噁英的消除装置及其方法
CN214182520U (zh) 一种基于微波紫外等离子体的脱硫脱硝装置
ITPD20120125A1 (it) Apparecchiatura e procedimento per il controllo di contaminanti in un flusso di gas.
CN210993726U (zh) 一种高浓度废气深度处理的催化湿式氧化处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant