KR102442403B1 - 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법 및 흡착제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법 및 흡착제 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조방법은, 금속화합물과 유기바인더를 혼합하여 제1혼합물을 마련하는 단계; 상기 제1혼합물, 물 및 무기바인더를 혼합하여 제2혼합물을 마련하는 단계; 상기 제2혼합물을 성형하고 건조하여 지지체를 마련하는 단계; 상기 지지체에 활성물질인 소듐계열의 알칼리금속을 함침시켜 함침 지지체를 마련하는 단계; 및 상기 함침 지지체를 건조하고 열처리하여 흡착제를 마련하는 단계를 포함한다.

Description

공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법 및 흡착제{Method for manufacturing adsorbent for removing chlorine compound in process fluid and adsorbent therefrom}
본 발명은 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법 및 흡착제에 관한 것이다.
많은 산업에서 염소를 포함하는 가스를 많이 사용중에 있다. 일반적으로 반도체 소자를 형성하기 위해서는 화학 가스를 반응시켜 웨이퍼의 표면에 박막을 형성시키는 화학기상증착, 물리기상증착이 수행되며 HCl, BCl3, TiCl4, AlCl3와 같은 염소화합물은 반도체 에칭용 및 클리닝 가스로 많이 사용되고 있다.
정유산업에서 쓰이는 리포밍 또는 크래킹 촉매의 경우에는 산점을 높이기 위하여 일부 공정에서 염소를 투입하기도 하며, 해당 공정에서 염산 또는 유기염소화합물이 배출되어 이를 제거 하기 위하여 액상에 존재하는 염소를 제거하기 위한 흡착제 및 가스상으로 존재하는 염소화합물 가스를 제거하기 위하여 기상용 흡착제를 적용중에 있다.
또한 선박의 경우에는 평형수를 사용하고 있으며, 타국에서 사용한 평형수를 무단으로 배출하게 되는 경우 해양 생태계에 문제가 발생하기 때문에 국가에서는 선박평형수 관리법 (법률 제 17031호)에 의거하여 선박평형수 및 그 침전물을 효과적으로 처리 배출 하도록 관리함으로써 유해수중생물의 국내 유입을 통제하고 해양생태계의 보존에 이바지 하고 있다. 선박평형수를 처리하는 다양한 방법이 있으나, 염소를 이용하여 살균하는 경우에는 이로부터 배출되는 염소를 제거하여 배출하는 시설이 필요하다.
이렇게 여러산업에서 배출되는 염소화합물을 제거해야 할 필요성이 있으며 Burn-Wet, Heat-Wet, Plasma-Wet, Dry scrubber, 전기집진 등 다양한 방법에 의해 제거하고 있다.
이중 Dry scrubber의 경우 폐가스 중 유해한 물질만을 흡착제를 이용하여 선택적으로 흡착 및 깨끗한 공기만을 배출시키는 장치이며, 성능이 우수한 흡착제의 개발이 요구된다.
한국특허등록 제10-2146628호(2020.08.20. 공고)
본 발명의 목적은 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법 및 흡착제를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법에 있어서, 금속화합물과 유기바인더를 혼합하여 제1혼합물을 마련하는 단계; 상기 제1혼합물, 물 및 무기바인더를 혼합하여 제2혼합물을 마련하는 단계; 상기 제2혼합물을 성형하고 건조하여 지지체를 마련하는 단계; 상기 지지체에 활성물질인 소듐계열의 알칼리금속을 함침시켜 함침 지지체를 마련하는 단계; 및 상기 함침 지지체를 건조하고 열처리하여 흡착제를 마련하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 지지체를 예비 열처리하는 단계를 더 포함하며, 상기 열처리 및 상기 예비 열처리는 각각 300 내지 700℃에서 1시간 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.
상기 금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속화합물은 탄산아연을 포함하며, 상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 수화물을 포함할 수 있다.
상기 소듐계열의 알칼리금속은 탄산나트륨을 포함할 수 있다.
상기 무기바인더는 콜로이드 실리카, 티타니아, 지르코니아, 물유리, 알루미나 졸, 및 무기층상화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 유기바인더는 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴릭산, 폴리메틸메타아클릴레이트 및 하이드록시프로필 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속화합물 100중량부에 대하여, 상기 유기바인더는 0.5 내지 5중량부, 상기 무기바인더는 1 내지 15중량부, 상기 소듐계열의 알칼리금속은 5 내지 20중량부를 사용할 수 있다.
상기 금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물을 포함하며, 상기 금속화합물에서 상기 아연화합물과 상기 알루미늄 화합물이 중량비는 1:3 내지 1:5일 수 있다.
상기 본 발명의 목적은 상기 제조방법으로 제조된 흡착제에 의해 달성된다.
상기 본 발명의 목적은 금속화합물 100중량부, 유기바인더는 0.5 내지 5중량부 및 무기바인더 10 내지 25중량부를 포함하는 지지체; 및 상기 지지체 상에 함침되어 있으며 활성성분인 탄산나트륨 5 내지 20중량을 포함하며, 상기 탄산나트륨은 비정질 상태인 흡착제에 의해 달성된다.
상기 금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물을 포함하며, 상기 아연화합물과 상기 알루미늄 화합물이 중량비는 1:3 내지 1:5일 수 있다.
본 발명에 따르면 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법 및 흡착제가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 흡착제의 제조방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 실험예의 제조방법을 설명한 모식도이고,
도 3은 실험예에서 제조된 흡착제의 XRD 그래프이고,
도 4는 실험예에서 제조된 흡착제의 염산 파과 후의 XRD 그래프이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 폐가스 내 존재하는 가스상의 염소화합물을 제거하기 위한 흡착제 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 열처리와 함침(침지)을 이용한 제조방법을 통해 높은 염소화합물 제거성능을 보이는 흡착제를 제공한다. 본 발명에 따른 흡착제의 흡착대상은 염화수소(HCl), 삼염화붕소(BCl3), 사염화티타늄 (TiCl4) 또는 염화알루미늄 (AlCl3)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 염소화합물을 제거하기 위한 높은 강도와 낮은 마모율, 높은 흡착성능을 갖는 흡착제의 제조방법을 제공한다. 높은 강도로 인하여, 스크러버에 충전시 파우더 발생을 최소화할 수 있으므로 스크러버에서 발생하는 차압을 줄일 수 있다. 본 발명에 따른 흡착제는 단위 부피당 흡착성능을 높여 스크러버에 충전되는 흡착제의 교체주기를 늘릴 수 있어 교체비용을 절감할 수 있다. 또한 활성탄과 같은 연소성 물질이 포함되지 않아 폭발이나 화재에 대한 염려가 없어 안정하게 운전할 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 흡착제의 제조방법을 설명한다.
먼저, 금속화합물과 유기바인더를 혼합하여 제1혼합물을 마련한다(S100).
금속화합물은 지지체의 주요 구성물질이며, 아연화합물과 알루미늄 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
아연화합물은 탄산아연을 포함하며, 알루미늄 화합물은 알루미늄 수화물을 포함할 수 있다. 알루미늄 수화물로는, 이에 한정되지 않으나, 슈도보에마이트를 사용할 수 있다.
금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물을 모두 포함하며, 금속화합물에서 아연화합물과 알루미늄 화합물이 중량비는 1:3 내지 1:5일 수 있다.
슈도보에마이트는 높은 비표면적을 가지면서도, 흡착제 제조과정 중 반죽의 성형성을 증진시킬 수 있다. 탄산아연은 탄산나트륨의 흡착성능을 증진시킬 수 있다.
탄산아연의 경우에는 열처리를 하는 경우 CO2 가 빠져나가 기공을 형성하며 산화아연으로 열분해된다. 이렇게 분해된 산화아연을 지속적으로 가열하게 되면 일부 산소가 빠져나가 Oxygen vacancy를 형성하게 되어 본래 흰색이었던 물질이 노랑색을 띄게 된다. 이러한 Oxygen vacancy는 산화 아연의 결합구조 내 defect로 인해 산소 또는 염소의 이온전도도를 높일 수 있어 할로겐족과의 반응성을 촉진시키는 promoter의 역할을 수행할 수 있게 한다.
ZnO -> ZnO1-x
유기바인더는 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴릭산, 폴리메틸메타아클릴레이트 및 하이드록시프로필 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
금속화합물 100중량부에 대해 유기바인더는 0.5 내지 5중량부 사용할 수 있다.
이후 제1혼합물, 물 및 무기바인더를 혼합하여 제2혼합물을 마련한다(S200).
무기바인더는 콜로이드 실리카, 티타니아, 지르코니아, 물유리, 알루미나 졸, 및 무기층상화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
금속화합물 100중량부에 대해 무기바인더는 1 내지 15중량부 사용할 수 있다.
무기바인더는 물에 혼합되어 제1혼합물과 혼합될 수 있으며, 수용액에서 무기바인더의 농도는 10 내지 50중량%일 수 있다.
다음으로 제2혼합물을 성형하고 건조하여 지지체를 마련한다(S300).
건조는 80 내지 120℃에서 5시간 내지 20시간 동안 수행될 수 있다.
건조 단계 이후에 지지체를 열처리하는 과정을 포함할 수 있다. 이 과정은 예비 열처리에 해당하며, 300 내지 700℃에서 1시간 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.
성형에서는 디스크 펠렛터 또는 플런저 압출기 바람직하게는 트윈스크류 압출성형기를 이용하여 원기둥, 트라이로브, 3H 등 2.0 mm ~ 25 mm 형태의 펠릿을 제조 할 수 있으나, 펠릿의 크기 또는 구형, 알약형 등 형태에 제한하는 것은 아니다.
이후 지지체에 활성물질인 소듐계열의 알칼리금속을 함침시켜 함침 지지체를 마련한다(S400).
활성물질은 수산화 또는 탄산 리간드와 결합된 형태의 소듐화합물을 사용할 수 있다.
소듐계열의 알칼리금속은 탄산나트륨 수화물, 탄산나트륨 무수화물 일수 있다.
금속화합물 100중량부에 대해 소듐계열의 알칼리금속은 5 내지 20중량부 사용할 수 있다.
함침은 Incipient wetness method 또는 dipping 방법으로 수행될 수 있다.
마지막으로 함침 지지체를 건조하고 열처리하여 흡착제를 마련한다(S500).
건조는 80 내지 120℃에서 5시간 내지 20시간 동안 수행될 수 있다.
열처리는 300 내지 700℃에서 1시간 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.
이상의 제조방법과 같이 본 발명에서는 높은 흡착성능 및 적절한 강도를 위해 지지체 제조와 활성물질 함침을 별도의 단계에서 수행하여 흡착제를 제조한다. 흡착물질은 흡착제의 표면의 약 1.0 ~ 2.0 mm 정도 반응하는 것으로 표면반응이며 따라서 표면의 물질 특성이 매우 중요하다. 전구체인 탄산아연, 슈도보에마이트, 탄산나트륨을 한번에 혼합 후 성형체를 만들어 완성하는 경우에는 활성물질인 탄산나트륨이 흡착제의 안쪽까지 분포해 있으므로, 흡착물질과 반응하는 Site가 적으므로 흡착용량이 낮게 되며 추가적으로 성형체를 높은 온도로 열처리하는 경우 탄산아연에서 CO2가 빠져나가 발생되는 기공과 더불어 탄산나트륨과 탄산아연의 열팽창계수 차이에 의하여 강도가 매우 약해지게 된다.
본 발명과 같이 탄산아연 및 슈도보에마이트를 이용하여 지지체를 먼저 성형한 후 탄산나트륨 용액을 이용하여 탄산나트륨을 함침하는 경우, 균일하면서도 나노사이즈 또는 비정질 형태로 활성물질을 지지체 상에 올릴 수 있어 높은 흡착성능을 기대할 수 있다. 다만, 열처리시 탄산아연에서 이산화탄소가 빠져나감과 동시에 활성물질과 지지체 사이의 열팽창 계수 차이로 인하여 크랙이 발생하고 강도가 약해질 수 있다. 본 방법에 의한 제조방법의 경우에는 약 1 ~ 5 mm 정도의 직경을 갖는 성형체에서는 우수한 강도를 보이며, 기존의 단순 혼합법에 의해 제조된 흡착제에 비하여 높은 흡착성능을 나타내어 현장에 적용이 가능하나 5 mm를 초과하며 성형체의 사이즈가 커지는 경우에는 크랙이 발생하며 현장에 적용하기에는 바람직하지 않은 강도를 보인다.
본 발명에서는 예비 열처리를 통해 물성을 더욱 향상시킨다. 즉, 탄산아연 및 슈도보에마이트를 이용하여 지지체를 먼저 성형한 후 높은 온도에서 열처리하여 수산기와 탄산기를 날려 기공을 형성한 후, 탄산나트륨을 함침하여 많은 기공에 탄산나트륨을 나노사이즈로 고르게 분포할 수 있도록 하고, 재 열처리를 진행하여 활성물질을 활성화하여 더욱 높은 분포도를 갖으면서도 크랙이 발생하지 않는 흡착제를 제조한다.
본 발명에 따른 흡착제는 금속화합물 100중량부, 유기바인더는 0.5 내지 5중량부 및 무기바인더 10 내지 25중량부를 포함하는 지지체; 및 지지체 상에 함침되어 있으며 활성성분인 탄산나트륨 무수화물 5 내지 20중량를 포함한다.
탄산나트륨은 비정질 상태일 수 있다.
금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물을 포함하며, 아연화합물과 알루미늄 화합물이 중량비는 1:3 내지 1:5일 수 있다.
이하 실험예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
<비교예>
탄산아연 [Dalian Future International Trading Co., LTD] 200 g, 슈도보에마이트 [Sasol] 800 g, Methyl cellulose [롯데정밀화학(주)] 10 g, 탄산나트륨 무수화물 [Sigma-Aldrich] 100 g을 시그마믹서에 넣고 15분 동안 건식혼합을 진행하였다.
건식혼합이 완료된 후 30 wt. % suspention in H2O 콜로이달 실리카 [(주)에스켐텍] 167 g 및 물을 적절히 투입하여 만들어진 수분을 포함한 재료를 트윈 스크류 압출성형기를 이용하여 3mm Pellet으로 압출성형한 후 100 ℃ 오븐에서 12 h 동안 건조하고 소성로를 이용하여 500℃에서 3 h 동안 열처리하였다.
<실시예 1>
탄산아연 [Dalian Future International Trading Co., LTD] 200 g, 슈도보에마이트 [Sasol] 800 g, Methyl cellulose [롯데정밀화학(주)] 10 g을 시그마믹서에 넣고 15분 동안 건식혼합을 진행하였다.
건식혼합이 완료된 후 30 wt. % suspention in H2O 콜로이달 실리카 [(주)에스켐텍] 167 g 및 물을 투입하여 만들어진 수분을 포함한 재료를 트윈 스크류 압출성형기를 이용하여 3mm Pellet으로 압출성형한 후 100 ℃ 오븐에서 12 h 동안 건조하였다.
건조된 제품에 탄산나트륨 무수화물을 함침하기 위하여 Incipient wetness method를 사용하였다. 함침방법을 자세히 설명하면 다음과 같다.
건조 완료된 지지체 10 g 정도를 물에 담근후 빼내어 지지체가 머금은 물의 양을 측정하여 지지체가 머금을 수 있는 최대 물흡수량을 산정하였다.
물 흡수량(=최대 함수율)은 약 30 ~ 40 wt. %를 보였으며, 40 wt. %의 함수율을 보인 경우 다음과 같은 공정에 의하여 함침용액을 제조하고 함침을 실시하였다.
**함침 용액 양 산정 (msol)
msol (g) / 1000 (g) + msol (g) = 0.4
위의 계산식에 따라 msol = 667 g
**물 투입량 산정
667 g / (1 g/cm3)} - {Na2CO3 100 g / (2.54 g/cm3)} = 627 cm3 * (1 g/cm3)
[Na2CO3의 밀도 = 2.54 g/cm3]
상기 계산식에 따라 탄산나트륨 무수화물[Sigma-Aldrich] 100 g을 교반중인 상온의 물 627 g에 서서히 투입하여 완전히 용해했다. 대기의 온도가 겨울과 같이 매우 낮은 경우라면, 40 ℃ 정도의 중온수를 사용한다.
완전히 용해된 용액을 건조완료된 지지체에 완전히 흡수될 때까지 당의기 또는 로터리킬른을 이용하여 함침했다.
Incipient wetness method에 의하여 함침된 제품을 100 ℃ 오븐에서 12 h 동안 건조하고 소성로를 이용하여 500 ℃ 에서 3 h 동안 열처리하였다.
<실시예 2>
실시예 1과 제조방법이 동일하며, 다만 지지체 건조 후 소성로를 이용하여 500 ℃ 에서 3 h 동안 예비 열처리하였다.
평가 실험
<평가실험 1> 흡착제의 강도 측정
강도측정장치로서 DTG series DTG-5 (50N) / AFK-500TE (Degitech Co. Ltd.)를 사용하였다. 시편의 경우에는 상기 비교예 및 실시예에 따라 제조된 흡착제를 버니어캘리퍼스와 1000방 사포를 이용하여 흡착제의 상 하부를 평평하게 만듬과 동시에 길이 10 mm의 시편을 10개 준비하였다. 준비된 시편 10개에 대하여 압축강도를 측정하고 상, 하한 값을 제외한 8회 측정값을 평균으로 하여 평균 압축강도를 산출하였다.
<평가실험 2-4> 염소 화합물 흡착실험
흡착실험장치로서 직경 40 mm 를 갖는 쿼츠흡착컬럼에 흡착제를 장입하고 흡착컬럼에 HCl, BCl3, TiCl4를 MFC를 이용하여 N2 밸런스의 가스형태로 각각 1 % 농도로 흘려주어 흡착실험을 진행하였다. 이때 흡착제의 공간속도는 960 h-1 이었으며, 선속도는 0.02 m/s 였다. 또한 흡착컬럼 후단에서 검지관 및 FT-IR을 이용하여 배출농도 5 ppm이 나오는 시점을 파과점으로 보아 그때까지 단위 흡착제 부피당 흡착된 염소화합물의 양으로 흡착능(L/L)을 표시하였다.
<평가실험 5> 정유공정 모사유체 이용
흡착실험장치로서 직경 40 mm 를 갖는 Sus반응기 컬럼에 흡착제를 장입하고 흡착컬럼에 MFC를 이용하여 정유공정 모사유체를 흘려주며, Back-pressure 레귤레이터를 이용하여 반응기의 압력을 10 기압으로 하여 흡착실험을 진행하였다.
모사유체의 조성은 다음 표 1과 같다.
<표 1>
Figure 112021142118396-pat00001
이때 흡착제의 공간속도는 2,273 h-1 이었으며, 선속도는 0.04 m/s 였다. 또한 흡착컬럼 후단에서 검지관을 이용하여 배출농도 5 ppm이 나오는 시점을 파과점으로 보아 그때까지 단위 흡착제 부피당 흡착된 염소화합물의 양으로 흡착능(L/L)을 표시하였다.
평가실험 1 내지 5에 대한 결과를 표 2에 강도와 흡착능 실험결과를 나타내었다. 흡착성능에서는 모든 염소가스에 대해 비교예보다 실시예가 우수하였으며, 실시예 1보다 실시예 2가 조금 더 우수하였다.
[표 2]
Figure 112021142118396-pat00002
도 2에 비교예와 실시예를 이용하여 16 mm Pellet 형태로 압출성형하여 제조한 흡착제의 사진을 나타내었다. 비교예의 경우에는 강도가 매우 약했다. 실시예1의 경우 강도가 개선되었으나, 크랙이 일부 발생하였다. 하지만 실시예 1의 흡착제는 흡착성능이 뛰어났으며 3 mm 이하의 Pellet으로 성형하는 경우에는 크랙이 발생하지 않아 높은 강도를 요구하지 않는 공정에서는 적용이 가능하다. 실시예 2를 통해 제조한 경우에는 흡착성능과 강도가 매우 개선됨을 확인할 수 있었다.
도 3은 제조된 흡착제의 XRD 데이터를 보여주고 있으며, 도 4는 각 제조방법으로 제조된 흡착제에 평가실험 2와 같이 HCl를 투입하고 파과된 시료에 대한 XRD 데이터를 보여주고 있다. 도 3 및 도 4에서 (A)는 비교예 방법으로 제조한 흡착제를 평가실험 2를 실시한 후, (B)는 실시예 1 방법으로 제조한 흡착제를 평가실험 2를 실시한 후, (C)는 실시예 2 방법으로 제조한 흡착제를 평가실험 2를 실시한 후 시료의 XRD 데이터를 보여주고 있다.
비교예의 흡착제는 Na2CO3가 결정형질로서 나타나 있었고, 실시예 1 및 실시예 2에 의해 제조된 흡착제는 Na2CO3가 관찰되지 않아 비교예의 흡착제보다 Na2CO3 입자의 크기가 매우 크며 실시예 1 및 실시예 2로 제조한 경우에는 Na2CO3가 나노사이즈 또는 비정질 형태로 존재함을 확인하였다.
이에 따라 표 2의 결과와 같이 상대적으로 입자가 큰 Na2CO3를 갖는 비교예 방법에 의해 제조된 흡착제가 상대적으로 낮은 흡착성능을 보였음을 확인하였다. 또한 HCl 파과 후 비교예 흡착제에 생성된 물질의 경우 NaCl이 대부분을 차지하였으나 실시예1 및 실시예2에 의해 생성된 생성물은 Zn5(OH)8Cl2·H2O이 대부분을 차지하여 화학반응에 있어 실시예 1 및 실시예 2에 의해 제조된 흡착제가 높은 성능을 보인 이유를 설명할 수 있었다.
슈도보에마이트, 탄산아연 및 탄산나트륨을 건식 혼합 및 반죽하여 성형하는 경우에는 비교예와 같이 흡착제의 강도가 매우 약해지는 단점이 존재하였고 흡착성능의 개선이 필요하다. 강도 및 마모도가 낮게 되면 Dry scrubber에 흡착제를 충전하는 경우 부서져 입자가 작아지게 되면 공정에 차압이 발생하고 부서진 입자로 발생된 파우더가 배기라인에 축적되어 문제가 발생될 수 있다.
본 발명에서는 슈도보에마이트, 탄산아연 및 탄산나트륨을 습식혼합하여 반죽을 제조한 후 성형하여 만드는 방법의 개선된 제조방법을 제공한다. 앞서 말한 전구체들을 습식혼합한 후 만들어지는 반죽을 건조 및 소성하는 경우 도 2에서 표현된 것과 같이 지지체에서 수산화 및 탄산 리간드가 탈착되어 빠져나가면서 기공을 형성하여 전체적인 지지체의 강도가 약해지게 되며 탄산나트륨의 응집 및 활성물질 및 지지체간의 열팽창률이 상이함으로 인하여 크랙이 발생하게 된다. 개선된 제조방법의 경우에는 지지체를 먼저 건조 및 소성하여 이산화탄소를 탈착시켜 높은 기공을 갖게 한 뒤 활성물질을 함침하여 활성물질을 나노사이즈의 크기로 고르게 분포시킬 수 있다. 분포도가 증가함에 따라서 기존 제법 대비 높은 흡착성능을 기대할 수 있으며, 활성물질이 바인더 역할도 함으로서 강도개선 또한 기대할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치 환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. 공정유체 내의 염소화합물 제거를 위한 흡착제의 제조방법에 있어서,
    금속화합물과 유기바인더를 혼합하여 제1혼합물을 마련하는 단계;
    상기 제1혼합물, 물 및 무기바인더를 혼합하여 제2혼합물을 마련하는 단계;
    상기 제2혼합물을 성형하고 건조하여 지지체를 마련하는 단계;
    상기 지지체에 활성물질인 소듐계열의 알칼리금속을 함침시켜 함침 지지체를 마련하는 단계; 및
    상기 함침 지지체를 건조하고 열처리하여 흡착제를 마련하는 단계를 포함하며,
    상기 지지체를 예비 열처리하는 단계를 더 포함하며,
    상기 열처리 및 상기 예비 열처리는 각각 300 내지 700℃에서 1시간 내지 10시간 동안 수행되며,
    상기 금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 금속화합물은 탄산아연을 포함하며, 상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 수화물을 포함하며,
    상기 소듐계열의 알칼리금속은 탄산나트륨을 포함하며,
    상기 금속화합물 100중량부에 대하여,
    상기 유기바인더는 0.5 내지 5중량부, 상기 무기바인더는 1 내지 15중량부, 상기 소듐계열의 알칼리금속은 5 내지 20중량부를 사용하며,
    상기 금속화합물은 아연화합물과 알루미늄 화합물을 포함하며,
    상기 금속화합물에서 상기 아연화합물과 상기 알루미늄 화합물이 중량비는 1:3 내지 1:5인 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기바인더는 콜로이드 실리카, 티타니아, 지르코니아, 물유리, 알루미나 졸, 및 무기층상화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 유기바인더는 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴릭산, 폴리메틸메타아클릴레이트 및 하이드록시프로필 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 흡착제.
  10. 삭제
  11. 삭제
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