KR102572208B1 - Apparatus and method for regenerating iron 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid absorbent by electrochemical reaction using activated carbon - Google Patents

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Abstract

전기화학 기반 활성탄을 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 동시에 흡수할 수 있는 흡수제를 재생할 수 있는 장치 및 방법이 제공된다. 산화될 수 있는 흡수제 구성성분들이 활성탄 및 전기화학 반응을 통해 재생될 수 있다. 배기가스에 포함된 질소산화물과 황산화물을 흡수제를 기반으로 처리하는 경우, 연속적인 공정을 통해 질소산화물과 황산화물이 제거될 수 있다.An apparatus and method capable of regenerating an absorbent capable of simultaneously absorbing nitrogen oxides and sulfur oxides using electrochemical-based activated carbon are provided. Absorbent components that can be oxidized can be regenerated through activated carbon and electrochemical reactions. When nitrogen oxides and sulfur oxides contained in exhaust gas are treated based on an absorbent, nitrogen oxides and sulfur oxides can be removed through a continuous process.

Description

활성탄을 이용한 전기화학 반응에 의한 철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 흡수제의 재생 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR REGENERATING IRON 2,3-DIMERCAPTO-1-PROPANESULFONIC ACID ABSORBENT BY ELECTROCHEMICAL REACTION USING ACTIVATED CARBON}APPARATUS AND METHOD FOR REGENERATING IRON 2,3-DIMERCAPTO-1-PROPANESULFONIC ACID ABSORBENT BY ELECTROCHEMICAL REACTION USING ACTIVATED CARBON}

산업 배기가스에 포함된 용해성 유해가스 처리시 산화되는 흡수제를 재생하는 장치 및 방법이 제공된다. An apparatus and method for regenerating an absorbent that is oxidized during treatment of soluble harmful gas contained in industrial exhaust gas is provided.

화석연료의 연소공정에서 발생하는 산업 배기가스는 과량의 질소산화물 및 황산화물을 함유할 수 있다. 연소과정에서 발생하는 질소산화물은 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)가 대부분이다. 이러한 질소산화물은 공급해주는 과잉공기속에 포함된 질소와 산소의 반응, 그리고 연료내 포함된 질소성분과 과잉공기에 포함된 산소의 반응에 의하여 주로 생성된다. 질소산화물은 미세먼지의 전구물질로 호흡계질환, 심혈관계 질환 등을 유발시키며, 물과 반응하여 질산을 생성하고, 산성비의 주요 원인이며, 이로 인해 피부염 및 탈모 등을 유발시킬 수 있다.Industrial exhaust gases from the combustion process of fossil fuels may contain excessive amounts of nitrogen oxides and sulfur oxides. Nitrogen oxides generated in the combustion process are mostly nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ). These nitrogen oxides are mainly produced by the reaction between nitrogen and oxygen contained in the excess air supplied, and the reaction between the nitrogen component contained in the fuel and the oxygen contained in the excess air. Nitrogen oxide is a precursor of fine dust and causes respiratory and cardiovascular diseases, reacts with water to produce nitric acid, and is a major cause of acid rain, which can cause dermatitis and hair loss.

또한, 연소과정에서 발생하는 황산화물은 이산화황(SO2)이 대부분이며, 이는 황을 함유하는 화석연료와 과잉공기속에 포함된 산소의 반응에 의하여 주로 생성된다. 이산화황은 수용성이 크기 때문에 호흡작용에 의해 대부분의 이산화황은 인체에 흡수되어 기관지, 눈, 코 등의 점막에 자극을 준다. 또한, 이산화황에 만성적으로 노출되면, 폐렴, 기관지염, 천식, 폐기종 등의 질환의 발병원인이 된다.In addition, sulfur oxides generated in the combustion process are mostly sulfur dioxide (SO 2 ), which is mainly produced by the reaction of sulfur-containing fossil fuels and oxygen contained in excess air. Because sulfur dioxide is highly water-soluble, most of it is absorbed into the body by breathing and irritates mucous membranes such as the bronchi, eyes, and nose. In addition, chronic exposure to sulfur dioxide can cause diseases such as pneumonia, bronchitis, asthma, and emphysema.

현재 배출되는 질소산화물은 연소 후 제거 공정을 통해 대부분 제거되고 있다. 예를 들어, 보일러나 연소로 후단에서 선택적 촉매 환원법(SCR, Selective catalytic reduction)이나 선택적 비 촉매 환원법(SNCR, Selective non-catalytic reduction)이 대부분 사용되고 있다. 선택적 촉매 환원법은 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있지만 설비비 및 전력소모량을 증가시킨다. 선택적 비 촉매 환원법의 경우, 설비비가 저렴하고 전력소모량은 적으나, 50 %이상의 탈질효율을 확보하기 어려울 수 있다.Currently, most of the nitrogen oxides emitted are removed through a post-combustion removal process. For example, selective catalytic reduction (SCR) or selective non-catalytic reduction (SNCR) is mostly used at the rear end of a boiler or furnace. The selective catalytic reduction method can effectively remove nitrogen oxides, but increases equipment costs and power consumption. In the case of the selective non-catalytic reduction method, equipment costs are low and power consumption is low, but it may be difficult to secure a denitrification efficiency of 50% or more.

황산화물은 배연탈황 설비 (FGD, Flue Gas Desulfurizer)를 통해 대부분 제거되고 있으며, 배연탈황 설비는 크게 습식 및 건식 탈황공법으로 구분된다. 전 세계적으로 약 87%가 습식 탈황 설비로 운영되고 있으며, 이 공정은 배기가스에 함유된 황산화물을 알칼리 용액으로 세정 및 흡수하는 방식으로 운영되며 효율이 매우 높고 운전이 용이하나 설치비용이 크고 폐수 등의 2차오염물질을 생성한다.Sulfur oxides are mostly removed through flue gas desulfurizer (FGD), and flue gas desulfurization facilities are largely divided into wet and dry desulfurization methods. About 87% of them are operated as wet desulfurization facilities worldwide. This process is operated by cleaning and absorbing sulfur oxides contained in exhaust gas with an alkaline solution. It is highly efficient and easy to operate, but the installation cost is high and wastewater secondary pollutants such as

이외에도 질소산화물과 황산화물을 하나의 설비에서 동시에 제거할 수 있는 기술이 개발 중에 있으며 산화제, 흡착제, 흡수제 등을 이용한다. 산화제를 이용한 배기가스 제거 공정은 효율적이나 산화제의 지속적인 공급이 필수적이다. 흡착제를 이용한 공정은 흡착제의 재생이 필요하다. 흡수제를 이용한 공정은 효율이 뛰어나고 포집한 질소산화물을 다른 물질로 전환하여 자원화하기 용이하나, 배기가스에 의해 산화된 흡수제의 재생이 필수적이다.In addition, a technology that can simultaneously remove nitrogen oxides and sulfur oxides in one facility is being developed, and oxidizing agents, adsorbents, and absorbents are used. The exhaust gas removal process using an oxidizing agent is efficient, but a continuous supply of the oxidizing agent is essential. Processes using adsorbents require regeneration of the adsorbent. The process using an absorbent is highly efficient and it is easy to convert the captured nitrogen oxides into other materials for recycling, but it is essential to regenerate the absorbent oxidized by the exhaust gas.

최근 배기가스에 포함된 용해성 유해가스의 배출허용 기준이 강화되면서 질소산화물 및 황산화물의 동시처리제거기술의 현장적용이 시급하나, 상용화는 전무하다. 효율적이며 적용하기 용이한 흡수제 기반 배기가스 처리공정을 상용화하기 위해서는 흡수제의 재사용이 필수적이며, 이에 따라 흡수제의 지속적인 사용을 위한 흡수제 재생기술의 개발이 필요하다.Recently, as the emission standards for soluble harmful gases included in exhaust gas have been strengthened, field application of simultaneous treatment and removal technology for nitrogen oxides and sulfur oxides is urgently needed, but commercialization is non-existent. In order to commercialize an efficient and easy-to-apply absorbent-based exhaust gas treatment process, it is essential to reuse the absorbent, and accordingly, it is necessary to develop an absorbent regeneration technology for continuous use of the absorbent.

Spray absorption and electrochemical reduction of nitrogen oxides from flue gas. Environ. Sci. Technol., 2013, 476(16), 9514-9522.Spray absorption and electrochemical reduction of nitrogen oxides from flue gas. Environ. Sci. Technol., 2013, 476(16), 9514-9522. Kinetics of the [Fe (III)-EDTA]-reduction by sulfite under the catalysis of activated carbon. Energy Fuels., 2011, 25.10: 4248-4255.Kinetics of the [Fe(III)-EDTA]-reduction by sulfite under the catalysis of activated carbon. Energy Fuels., 2011, 25.10: 4248-4255. Integrated tests for removal of nitric oxide with iron thiochelate in wet flue gas desulfurization systems. Environ. Sci. Technol, 1996, 30.11: 3371-3376.Integrated tests for removal of nitric oxide with iron thiochelate in wet flue gas desulfurization systems. Environ. Sci. Technol, 1996, 30.11: 3371-3376.

본 발명의 한 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는 산업 배기가스의 처리시 사용되는 흡수제를 반영구적으로 재사용하기 위하여 용해성 유해가스를 흡수함과 동시에 산화되는 흡수제를 환원시켜 지속적으로 사용하기 위한 것이다.An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment of the present invention is for continuously using the absorbent used in the treatment of industrial exhaust gas by reducing the oxidized absorbent while absorbing soluble harmful gases in order to reuse the absorbent semi-permanently.

본 발명의 한 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는 활성탄에 의해 흡수제의 산화환원전위를 증가시키기 위한 것이다.An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment of the present invention is for increasing the redox potential of the absorbent by means of activated carbon.

본 발명의 한 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는 활성탄에 의해 흡수제를 철과 킬레이트화합물로 각각 분리시키기 위한 것이다.An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment of the present invention is for separating the absorbent into iron and a chelate compound using activated carbon.

본 발명의 한 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는 전기화학 반응에 의해 흡수제의 재생속도를 증가시키기 위한 것이다.An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment of the present invention is for increasing the regeneration rate of the absorbent by an electrochemical reaction.

본 발명의 한 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는 미세분말 활성탄을 걸러주기 위한 필터로 국소적으로 pH를 조절하기 위한 것이다.An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment of the present invention is a filter for filtering finely powdered activated carbon and is for locally adjusting pH.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다. In addition to the above tasks, embodiments according to the present invention may be used to achieve other tasks not specifically mentioned.

일 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는 활성탄을 포함하는 반응조를 포함하고, 반응조의 환원전극을 통해 흡수제의 재생과 용액 pH를 국소적으로 증가시키며, 산화전극에 의해 흡수제의 pH를 조절하고, 흡수탑으로부터 배출되는 흡수제가 반응조로 유입되어 반응하며, 흡수탑에서 흡수된 황산화물은 삼산화황 이온(SO3 2-)으로 존재하며 반응조로 유입되어 환원제로 사용되고, 산화된 제2철(Fe3+) 기반 흡수제는 제1철(Fe2+) 흡수제로 환원되고, 환원속도를 증가시키기 위해 전기에너지를 이용하여 제2철의 환원속도를 증가시키고, 유출구와 반응조 사이의 마이크로 사이즈 필터에 의해 pH가 국소적으로 분극화 될 수 있고, 산화된 킬레이트화합물은 환원된 킬레이트화합물로 재생되며, 재생된 흡수제는 흡수탑으로 재유입되어 순환한다.An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment includes a reaction tank containing activated carbon, regenerating the absorbent and locally increasing the pH of the solution through a reduction electrode of the reaction tank, adjusting the pH of the absorbent by an oxidation electrode, The absorbent discharged from the absorption tower flows into the reaction tank and reacts, and the sulfur oxides absorbed in the absorption tower exist as sulfur trioxide ions (SO 3 2- ) and flow into the reaction tank to be used as a reducing agent and oxidized ferric iron (Fe 3+ ) . )-based absorbent is reduced to a ferrous (Fe 2+ ) absorbent, and the reduction rate of ferric iron is increased by using electrical energy to increase the reduction rate, and the pH is adjusted by a micro-sized filter between the outlet and the reaction tank. It can be locally polarized, and the oxidized chelate compound is regenerated into a reduced chelate compound, and the regenerated absorbent is re-introduced into the absorption tower and circulated.

반응조는, 흡수탑으로부터 환원제와 산화된 흡수제가 유입되는 유입구를 포함하고, 활성탄이 충진되어 있는 반응조, 반응조 내부에 환원전극을 포함하며, 재생된 흡수제가 흡수탑으로 재공급되는 유출구, 미세입자 형태인 활성탄을 필터링할 수 있는 마이크로 사이즈 필터를 포함하며, 그리고 마이크로 사이즈 필터 반대편에 산화전극을 포함할 수 있다.The reaction tank includes an inlet through which a reducing agent and an oxidized absorbent flow from the absorption tower, a reaction tank filled with activated carbon, a reduction electrode inside the reaction tank, and an outlet through which the regenerated absorbent is re-supplied to the absorption tower, in the form of fine particles. A micro-size filter capable of filtering phosphorus activated carbon may be included, and an anode may be included opposite the micro-size filter.

흡수탑으로부터 공급되는 흡수제는 고온의 배기가스와 반응하여 약 60oC 이상의 온도를 유지할 수 있다.The absorbent supplied from the absorption tower may react with the high-temperature exhaust gas to maintain a temperature of about 60 ° C. or higher.

흡수제는 철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산(Iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid)을 포함할 수 있다.The absorbent may include iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid.

산화된 흡수제는 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산, 또는 다이설파이드 결합을 포함하는 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 포함할 수 있다.The oxidized absorbent may include ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid or ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing disulfide bonds.

제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산이 제2철과 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 각각으로 분리되어, 분리된 제2철의 산화환원전위가 증가할 수 있다.Ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid is separated into ferric iron and 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, respectively, and the oxidation-reduction potential of the separated ferric iron increases. can

흡수제는 제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산, 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산, 다이설파이드 결합을 포함하는 제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산, 제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산-아산화질소, 아산화질소, 황산화물이 용해되어 존재하는 삼산화황 이온, 그리고 삼산화황 이온이 산화된 형태인 황산염(SO4 2-)을 포함할 수 있다.The absorbent is ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing disulfide bonds. Dimercapto-1-propanesulfonic acid, ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid-nitrous oxide, nitrous oxide, and sulfur trioxide ions present as sulfur oxides are dissolved, and sulfur trioxide ions are oxidized forms. Sulfate (SO 4 2- ) may be included.

반응조 내부에서 활성탄 촉매 하 삼산화황 이온이 환원제로 작용하여 제2철과 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 제1철과 제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 형태로 환원시키며 황산염을 생성할 수 있다.Inside the reactor, sulfur trioxide ions act as a reducing agent under activated carbon catalyst to convert ferric and ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid into ferrous and ferrous-2,3-dimercapto- It can be reduced to the 1-propanesulfonic acid form to produce sulfate.

반응조 내부에서 활성탄 촉매 하 삼산화황 이온이 환원제로 작용하여 다이설파이드 결합을 포함하는 제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 환원시키며 황산염을 생성할 수 있다.Inside the reactor, sulfur trioxide ions act as a reducing agent under the activated carbon catalyst to reduce ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing disulfide bonds and generate sulfate.

흡수된 황산화물은 용액속에 삼산화황 이온형태로 존재하여 환원제로 작용하고, 황산염으로 전환되며 흡수탑에서의 황산화물을 지속적으로 흡수할 수 있다.Absorbed sulfur oxides exist in the form of sulfur trioxide ions in the solution, act as a reducing agent, and are converted to sulfate, and can continuously absorb sulfur oxides in the absorption tower.

환원전극에 의하여 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산으로부터 분리된 제2철이 제1철로 환원될 수 있다.The ferric iron separated from ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid by the cathode can be reduced to ferrous iron.

환원전극에 의하여 물분해가 일어날 수 있으며, 수산화 이온이 생성되어 마이크로 사이즈 필터 안쪽 용액의 pH가 국소적으로 증가할 수 있다.Water decomposition may occur by the reduction electrode, and hydroxide ions may be generated to locally increase the pH of the solution inside the micro-size filter.

환원전극에 의하여 물분해가 일어날 수 있으며, 수소이온이 소모되어 마이크로 사이즈 필터 안쪽 용액의 pH가 국소적으로 증가할 수 있다.Water decomposition may occur by the cathode, and hydrogen ions may be consumed to locally increase the pH of the solution inside the micro-size filter.

산화전극에 의하여 물분해가 일어날 수 있으며, 수산화 이온이 소모되어 마이크로 사이즈 필터 바깥편 용액의 pH가 국소적으로 감소할 수 있다.Water decomposition may occur by the anode, and the pH of the solution outside the micro-size filter may locally decrease due to consumption of hydroxide ions.

산화전극에 의하여 물분해가 일어날 수 있으며, 수소이온이 생성되어 마이크로 사이즈 필터 바깥편 용액의 pH가 국소적으로 감소할 수 있다.Water decomposition may occur by the oxidizing electrode, and hydrogen ions may be generated to locally decrease the pH of the solution outside the micro-size filter.

산화전극에 의하여 삼산화황이 황산염의 형태로 산화될 수 있다.Sulfur trioxide can be oxidized in the form of sulfate by the anode.

흡수제의 pH는 pH 8-9사이의 약염기성일 수 있다.The pH of the absorbent may be slightly basic between pH 8 and 9.

흡수제의 재생속도에 대응하여 흡수제의 농도, pH, 반응조의 크기, 그리고 활성탄의 입도가 조절될 수 있다.Concentration of the absorbent, pH, size of the reaction tank, and particle size of the activated carbon may be adjusted in response to the regeneration rate of the absorbent.

흡수제의 재생속도에 대응하여 산화전극과 환원전극 사이 전압이 조절될 수 있다.The voltage between the anode and the cathode may be adjusted in response to the regeneration rate of the absorbent.

본 발명의 한 실시예에 따른 흡수제를 재생하는 장치는, 활성탄으로 충진된 반응조를 통해 흡수탑에서 산화된 흡수제를 재생할 수 있고, 활성탄을 이용하여 흡수제의 산화환원전위를 증가시킬 수 있으며, 산화전극과 환원전극 사이 공급해주는 전압에 의해 흡수제가 재생될 수 있고, 흡수제의 pH가 국소적으로 증가 및 감소할 수 있으며, 흡수제의 농도, pH, 산화전극과 환원전극 사이 전압 그리고 활성탄의 입도를 변경하여 재생속도를 조절할 수 있고, 배기가스에 포함된 황산화물을 최종적으로 황산염으로 전환시켜 제거할 수 있고, 흡수제의 반영구적 사용이 가능하다. An apparatus for regenerating an absorbent according to an embodiment of the present invention can regenerate an absorbent oxidized in an absorption tower through a reaction tank filled with activated carbon, increase the oxidation-reduction potential of the absorbent using activated carbon, and use an oxidizing electrode. The absorbent can be regenerated by the voltage supplied between the electrode and the reduction electrode, the pH of the absorbent can be locally increased and decreased, and the concentration of the absorbent, pH, the voltage between the oxidizing and reducing electrodes, and the particle size of the activated carbon can be changed. The regeneration rate can be adjusted, sulfur oxides contained in exhaust gas can be finally converted into sulfate and removed, and the absorbent can be used semi-permanently.

도 1은 실시예에 따른 전기화학 기반 흡수제의 재생반응조를 나타내는 모식도이다.
도 2는 제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산과 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산에 존재하는 제1철과 제2철의 전기화학적 산화환원전위를 나타내는 그래프이다.
도 3은 pH 변화에 따른 다이설파이드 결합을 함유하는 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산의 산화환원전위를 나타내는 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing a regeneration reactor for an electrochemical-based absorbent according to an embodiment.
2 is an electrochemical oxidation of ferrous iron and ferric iron present in ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid and ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid. It is a graph showing the reduction potential.
3 is a graph showing the redox potential of ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing a disulfide bond according to pH change.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of widely known known technologies, detailed descriptions thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

그러면 일 실시예에 따른 활성탄을 이용한 전기화학 반응에 의한 철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 포함하는 흡수제의 재생 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.Then, an apparatus and method for regenerating an absorbent containing iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid by an electrochemical reaction using activated carbon according to an embodiment will be described in detail.

도 1은 실시예에 따른 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산의 재생을 위하여 전기화학을 기반으로 한 반응조를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a reaction tank based on electrochemistry for regeneration of ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)는, 흡수제가 유입되는 유입구(10), 매쉬망(20), 활성탄(30), 환원전극(40), 마이크로 사이즈 필터(50), 산화전극(60), 전원공급장치(70), 그리고 유출구(80)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the electrochemical-based absorbent regeneration apparatus 100 according to the embodiment includes an inlet 10 through which the absorbent flows, a mesh network 20, activated carbon 30, a reducing electrode 40, and a micro-size filter. (50), an anode (60), a power supply (70), and an outlet (80).

도 1을 참조하여 흡수제를 재생하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.A process of regenerating the absorbent will be described in detail with reference to FIG. 1 .

전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)에서, 환원전극(40)과 산화전극(60)이 전원공급장치(70)에 의해 전자를 전달할 수 있으며, 용액에 존재하는 삼산화황과 산화된 흡수제의 자발적인 반응에 의해 흡수제가 재생될 수 있다. 삼산화황은 약 0.5M 이상이며, 삼산화황의 용해도까지 농도를 증가시킬 수 있다. 철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산은 약 0.1M 이상이며, 철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산의 용해도까지 농도를 증가시킬 수 있다. 삼산화황과 철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산의 농도가 높을수록, 산화환원 반응속도가 빨라지기 때문에 최대한 고농도로 하는 것이 반응 효율을 증대시킬 수 있다. 흡수제는 약 0.5M 이상 고농도의 삼산화황과 약 0.1M의 철-2.3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 함유할 수 있다. 전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)는 산업 배기가스를 처리시 사용하는 흡수제의 재생을 위해 이용될 수 있다. 또한, 전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)는 산업 배기가스를 처리함과 동시에 연계된 공정에 이용될 수 있다. 전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)는 수직방향으로 흡수제가 유입되는 형태를 갖는 경우, 균일한 유체의 이동에 유리할 수 있다. In the electrochemical-based absorbent regenerator 100, the reduction electrode 40 and the oxidation electrode 60 can transfer electrons by the power supply 70, and the spontaneous reaction between sulfur trioxide present in the solution and the oxidized absorbent The absorbent can be regenerated by Sulfur trioxide is above about 0.5 M, and the concentration can be increased up to the solubility of sulfur trioxide. Iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid is about 0.1 M or more, and the concentration can be increased up to the solubility of iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid. The higher the concentration of sulfur trioxide and iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, the faster the oxidation-reduction reaction rate, so using the highest concentration as possible can increase the reaction efficiency. The absorbent may contain a high concentration of sulfur trioxide, greater than about 0.5 M, and about 0.1 M iron-2.3-dimercapto-1-propanesulfonic acid. The electrochemical-based absorbent regeneration apparatus 100 may be used to regenerate an absorbent used in treating industrial exhaust gas. In addition, the electrochemical-based absorbent regenerator 100 can be used in a process associated with processing industrial exhaust gas. When the electrochemical-based absorbent regenerator 100 has a form in which the absorbent flows in a vertical direction, it may be advantageous to uniform fluid movement.

유입구(10)는 활성탄(30)이 존재하는 방향으로 균일하게 공급되는 형태가 될 수 있다. 이 때, 활성탄(30)보다 공극이 작은 매쉬망을 사용하여 유체는 통과할 수 있지만 활성탄은 중력에 의해 유입구(10) 방향으로 침강하지 않는 구조가 될 수 있다.The inlet 10 may be uniformly supplied in a direction in which the activated carbon 30 exists. At this time, by using a mesh network having smaller pores than the activated carbon 30, the fluid can pass through, but the activated carbon can have a structure that does not settle toward the inlet 10 due to gravity.

매쉬망(20)은 활성탄(30)보다 입도 사이즈가 작은 공극을 가지며, 활성탄 및 유체의 무게를 견딜 수 있는 고강도이며 부식성이 적은 SUS 316 등의 금속물질을 포함할 수 있다.The mesh network 20 has pores having a particle size smaller than that of the activated carbon 30, and may include a metal material such as SUS 316, which is high-strength and less corrosive and can withstand the weight of the activated carbon and the fluid.

활성탄(30)은 약 4~8 매쉬 사이즈의 균일한 입도를 가질 수 있다. 매쉬망(20)의 지름이 충분히 작아 유체의 이동이 느리고 압력강하가 나타날 수 있을 경우, 입도 사이즈가 큰 활성탄(30)으로 대체하여 사용할 수 있다. 매쉬망(20)의 지름이 충분히 크기 때문에 유체의 이동이 빠르고, 압력강하는 관측되지 않으나 비표면적이 감소하여 반응속도가 느릴 경우, 입도 사이즈가 작은 활성탄(30)으로 대체하여 사용할 수 있다. The activated carbon 30 may have a uniform particle size of about 4 to 8 mesh sizes. When the diameter of the mesh network 20 is sufficiently small and the movement of the fluid is slow and a pressure drop may occur, activated carbon 30 having a large particle size may be used instead. Since the diameter of the mesh network 20 is sufficiently large, the fluid moves quickly and the pressure drop is not observed, but when the reaction rate is slow due to the reduced specific surface area, activated carbon 30 having a small particle size can be used instead.

제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산과 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산에 결합되어 있는 철의 산화환원전위는 도2의 결과에 의해 기준전극(Ag/AgCl)대비 약 0.11V이며, 표준수소전극 대비 약 0.33V이다.The oxidation-reduction potential of iron bonded to ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid and ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid is based on the results shown in FIG. It is about 0.11V compared to the electrode (Ag/AgCl) and about 0.33V compared to the standard hydrogen electrode.

흡수제에 존재하는 삼산화황이온의 표준산화환원전위는 표준수소전극 대비 다음과 같다.The standard oxidation-reduction potential of sulfur trioxide present in the absorbent is as follows compared to the standard hydrogen electrode.

SO4 2- + H2O + 2e- → SO3 2- + 2OH- (E0/V = -0.93)SO 4 2- + H 2 O + 2e - → SO 3 2- + 2OH - (E 0 /V = -0.93)

SO4 2- + 4H+ + 2e- → H2SO3 + H2O (E0/V = 0.172)SO 4 2- + 4H + + 2e - → H 2 SO 3 + H 2 O (E 0 /V = 0.172)

흡수제의 pH가 산성일수록 삼산화황 이온의 표준수소전극 대비 표준산화환원전위는 약 0.172V에 근접하며, 염기성일수록 약 -0.93V에 근접한다. pH가 염기성 조건일 경우, 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산에 결합되어 있는 제2철의 환원되는 이론적인 전위차는 약 1.26V이다.As the pH of the absorbent is more acidic, the standard oxidation-reduction potential of sulfur trioxide ion compared to the standard hydrogen electrode is closer to about 0.172V, and as it is more basic, it is closer to about -0.93V. The theoretical potential difference between reduction of ferric iron bound to ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid is about 1.26V when the pH is basic.

활성탄(30)은 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 제2철과 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 각각으로 분리시킬 수 있다.The activated carbon 30 may separate ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid into ferric iron and 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, respectively.

제1철 및 제2철의 표준산화환원전위는 표준수소전극 대비 다음과 같다.The standard oxidation-reduction potentials of ferrous and ferric iron are as follows compared to standard hydrogen electrodes.

Fe3+ + e- → Fe2+ (E0/V = 0.771)Fe 3+ + e - → Fe 2+ (E 0 /V = 0.771)

활성탄(30) 촉매 하에서 분리되어 존재할 수 있는 제2철은 삼산화황 이온에 의해 자발적으로 환원될 수 있다. pH가 염기성 조건일 경우, 제2철이 환원되는 이론적인 전위차는 약 1.701V이며, 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 환원시키는 경우보다 빠른 속도로 반응이 일어날 수 있다. 환원된 제2철은 활성탄(30) 촉매의 영향을 벗어나 유출구(80)로 빠져나가서, 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산과 재결합하게 되며, 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산의 형태로 재생될 수 있다.Ferric iron, which may be present separately under the activated carbon 30 catalyst, may be spontaneously reduced by sulfur trioxide ions. When the pH is basic conditions, the theoretical potential difference for reducing ferric iron is about 1.701 V, and the reaction can occur at a faster rate than in the case of reducing ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid. . The reduced ferric iron escapes from the influence of the activated carbon 30 catalyst and escapes through the outlet 80, recombines with 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, and ferric-2,3-dimer. It can be regenerated in the form of capto-1-propanesulfonic acid.

환원전극(40)은 음극으로서, 다공성 금속 재질을 포함하며, 활성탄을 포함하는 반응조 내부에서 다단 형식으로 사용될 수 있다. 흡수제는 환원전극(40)을 쉽게 통과할 수 있다. 흡수제가 표면적이 넓은 활성탄과 접촉하여 제2철과 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 분리시키며, 산화환원 반응이 최대화될 수 있다. The reduction electrode 40 is a negative electrode, and includes a porous metal material, and may be used in a multi-stage type inside a reaction vessel containing activated carbon. The absorbent can easily pass through the reduction electrode (40). The absorbent contacts activated carbon with a large surface area to separate ferric iron and 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, and the redox reaction can be maximized.

전원공급장치(70)에 의하여 환원전극(40)과 산화전극(60) 사이에 전압이 인가되면, 환원전극(40) 주변에서 수산화 이온(OH-)이 생성될 수 있고, 흡수제의 pH가 국소적으로 증가할 수 있다. 환원전극(40)은 부식성이 적은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄소계, 백금계 금속물질 등을 하나 이상 포함할 수 있다. 용액의 환원반응이 일어나는 지점은 마이크로 사이즈 필터(50)로 분리된 활성탄(30) 내부이며, 산화반응이 일어나는 지점은 마이크로 사이즈 필터(50)로 분리된 유출구(80) 주변이다. 유체가 지속적으로 순환되기 때문에 활성탄(30)이 충진된 반응조로 유입된 흡수제는 국소적으로 pH가 염기성을 띌 수 있으며, 유출구(80)를 빠져나갈 시에는 산화전극(60) 주변의 물분해 반응에 의해 생성된 수소이온에 의해 pH가 중화될 수 있다.When voltage is applied between the reduction electrode 40 and the oxidation electrode 60 by the power supply 70, hydroxide ions (OH - ) can be generated around the reduction electrode 40, and the pH of the absorbent is may increase negatively. The cathode 40 may include one or more of titanium (Ti), chromium (Cr), copper (Cu), carbon-based, platinum-based metal materials, and the like, which are less corrosive. The point where the reduction reaction of the solution occurs is inside the activated carbon 30 separated by the micro-size filter 50, and the point where the oxidation reaction occurs is around the outlet 80 separated by the micro-size filter 50. Since the fluid is continuously circulated, the absorbent flowing into the reaction tank filled with the activated carbon 30 may have a local pH, and when it exits the outlet 80, the water decomposition reaction around the oxidation electrode 60 pH can be neutralized by hydrogen ions generated by

제1철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산과 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산에 결합되어 있는 산화된 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산은 다이설파이드 결합을 포함하는 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 형태일 수 있고, pH가 9 이상의 염기성 조건에서 환원될 수 있다. 산화환원전위는 도 3의 결과에 의해 기준전극(Ag/AgCl)대비 약 -0.73V이며, 표준수소전극 대비 약 -0.51V이다.Oxidized 2,3-dimercapto-1-propane bound to ferrous-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid and ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid The sulfonic acid may be in the form of 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing a disulfide bond, and may be reduced under basic conditions with a pH of 9 or higher. The oxidation-reduction potential is about -0.73V compared to the reference electrode (Ag / AgCl) and about -0.51V compared to the standard hydrogen electrode according to the results of FIG.

흡수제의 pH가 산성일수록 삼산화황 이온의 표준수소전극 대비 표준산화환원전위는 약 0.172V에 근접하며, 염기성일수록 약 -0.93V에 근접한다. 환원전극(40) 주변에 물분해에 의해 pH가 국소적으로 증가할 수 있으며, pH가 염기성 조건일 경우, 다이설파이드 결합을 포함하는 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산이 환원되는 이론적인 전위차는 약 0.42V이다. 흡수제에 존재하는 삼산화황 이온은 다이설파이드 결합을 포함하는 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산의 환원제 역할을 할 수 있으며, 제2철의 환원속도보다는 느리지만 다이설파이드 결합을 포함하는 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 자발적으로 환원시킬 수 있다. As the pH of the absorbent is more acidic, the standard oxidation-reduction potential of sulfur trioxide ion compared to the standard hydrogen electrode is closer to about 0.172V, and as it is more basic, it is closer to about -0.93V. The pH can be locally increased by water decomposition around the cathode 40, and when the pH is in a basic condition, it is theoretically possible that 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing a disulfide bond is reduced. The phosphorus potential difference is about 0.42V. Sulfur trioxide ions present in the absorbent can act as a reducing agent for 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing disulfide bonds, and although the rate of reduction is slower than that of ferric iron, 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing disulfide bonds 3-dimercapto-1-propanesulfonic acid can be reduced spontaneously.

전원공급장치(70)에 의하여 환원전극(40)과 산화전극(60) 사이에 전압이 인가되면, 환원전극(40) 주변에서는 다음과 같은 반응이 일어날 수 있다.When a voltage is applied between the reduction electrode 40 and the oxidation electrode 60 by the power supply 70, the following reaction may occur around the reduction electrode 40.

Fe3+ + e- → Fe2+ (E0/V = 0.771)Fe 3+ + e - → Fe 2+ (E 0 /V = 0.771)

H2O + e- → ½ H2 + OH- (E0/V = -0.829)H 2 O + e - → ½ H 2 + OH - (E 0 /V = -0.829)

전원공급장치(70)에 의하여 환원전극(40)과 산화전극(60)에 전압이 인가되면, 산화전극(60) 주변에서는 다음과 같은 반응이 일어날 수 있다.When voltage is applied to the reduction electrode 40 and the oxidation electrode 60 by the power supply 70, the following reaction may occur around the oxidation electrode 60.

O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (E0/V = 1.229)O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O (E 0 /V = 1.229)

제2철의 환원을 위하여 약 0.46V 이상의 전압이 인가되면, 환원전극(40) 주변에서는 철의 환원이 일어날 수 있으며, 산화전극(60) 주변에서는 물의 분해가 일어날 수 있다.When a voltage of about 0.46 V or more is applied for reduction of ferric iron, reduction of iron may occur around the reduction electrode 40, and decomposition of water may occur around the oxidation electrode 60.

흡수제의 pH를 국소적으로 염기성 조건을 유지하기 위하여, 약 2.058V 이상의 전압이 인가되면, 환원전극(40) 주변에서는 물의 분해로 인한 수산화 이온이, 산화전극(60) 주변에서는 물의 분해로 인한 수소이온이 생성될 수 있다.When a voltage of about 2.058 V or higher is applied to locally maintain the pH of the absorbent in a basic condition, hydroxide ions due to decomposition of water are generated around the reduction electrode 40 and hydrogen due to decomposition of water around the oxidation electrode 60 ions can be formed.

전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)는, 활성탄(30)에 의해 흡수제 내에 포함된 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 제2철과 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 각각으로 분리하여, 삼산화황 이온을 환원제로 하여 제2철의 환원을 빠른 속도로 일어날 수 있도록 만들 수 있다. 또한, 전기화학 기반 흡수제 재생장치(100)는, 삼산화황 이온을 환원제로 하여 다이설파이드 결합을 포함하는 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산이 환원될 수 있도록 만들 수 있으며, 전기화학 반응을 통해 제2철의 환원속도를 최대화 할 수 있다. The electrochemical-based absorbent regeneration device 100 converts ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid contained in the absorbent by activated carbon 30 into ferric and 2,3-dimercapto- Separation into 1-propanesulfonic acid, respectively, can be made so that the reduction of ferric iron can occur at a high rate by using sulfur trioxide ion as a reducing agent. In addition, the electrochemical-based absorbent regeneration device 100 can make 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid containing a disulfide bond reduced by using sulfur trioxide ion as a reducing agent, and the electrochemical reaction Through this, the reduction rate of ferric iron can be maximized.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

100: 흡수제 재생 장치 10: 유입구
20: 매쉬망 30: 활성탄
40: 환원전극 50: 마이크로 사이즈 필터
60: 산화전극 70: 전원공급장치
80: 유출구
100: absorbent regeneration device 10: inlet
20: mesh net 30: activated carbon
40: reduction electrode 50: micro size filter
60: oxidation electrode 70: power supply
80: outlet

Claims (14)

흡수제가 유입되고 내부에 활성탄이 충진되어 있는 반응조,
상기 반응조의 내부에 위치하고, 상기 활성탄과 접촉하는 다공성 환원전극,
상기 반응조의 내부와 분리되어 있는 다공성 산화전극,
상기 환원전극과 상기 산화전극의 사이에 위치하고, 상기 산화전극과 상기 환원전극을 분리하는 마이크로 사이즈 필터, 그리고
상기 환원전극과 상기 산화전극에 전기에너지를 공급하는 전원공급장치
를 포함하고,
상기 활성탄을 촉매로 하여, 전기화학 산화환원 반응에 의하여, 제2철 및 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산을 재생하고,
상기 환원전극은 다단 구조로 서로 연결되어 있는 제1 환원전극 및 제2 환원전극을 포함하고, 상기 제2 환원전극은 상기 제1 환원전극 위에 위치하고, 상기 제2 환원전극 위에 상기 마이크로사이즈 필터가 위치하고,
상기 제1 환원전극 및 상기 제2 환원전극은 상기 반응조 내부에서 상기 활성탄과 접촉하는 흡수제의 재생 장치.
A reaction tank in which an absorbent is introduced and activated carbon is filled therein;
A porous reduction electrode located inside the reaction tank and in contact with the activated carbon,
A porous oxidation electrode separated from the inside of the reaction vessel;
A micro-size filter located between the reduction electrode and the oxidation electrode and separating the oxidation electrode and the reduction electrode, and
A power supply device for supplying electric energy to the reduction electrode and the oxidation electrode
including,
Regenerating ferric and ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid by an electrochemical redox reaction using the activated carbon as a catalyst,
The reduction electrode includes a first reduction electrode and a second reduction electrode connected to each other in a multi-stage structure, the second reduction electrode is located on the first reduction electrode, and the micro-size filter is located on the second reduction electrode ,
The first reduction electrode and the second reduction electrode regenerate the absorbent in contact with the activated carbon inside the reaction tank.
제1항에서,
상기 반응조 내부에 위치하는 상기 환원전극이 유체가 통과할 수 있는 다공성 금속을 포함하고,
상기 활성탄의 입도 사이즈보다 작은 공극을 갖는 매쉬망을 더 포함하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 1,
The reduction electrode located inside the reaction vessel includes a porous metal through which fluid can pass,
Absorbent regeneration device further comprising a mesh network having pores smaller than the particle size of the activated carbon.
제1항에서,
상기 마이크로 사이즈 필터는 유체가 통과하는 마이크로 사이즈 공극을 포함하고, 상기 반응조의 내부와 외부를 분리하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 1,
The micro-size filter includes a micro-size pore through which the fluid passes, and the absorbent regeneration device separates the inside and the outside of the reaction tank.
제1항에서,
상기 산화전극에 의하여 공급되는 수소이온에 의해, 상기 마이크로 사이즈 필터로 분리된 상기 반응조의 외부 pH가 국소적으로 감소하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 1,
An apparatus for regenerating an absorbent in which the external pH of the reaction tank separated by the micro-size filter is locally reduced by hydrogen ions supplied by the anode.
제1항에서,
상기 반응조 내부로 유입되는 산화된 흡수제가 상기 마이크로 사이즈 필터로 빠져나가기 전에 환원되는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 1,
An absorbent recycling device in which the oxidized absorbent flowing into the reactor is reduced before passing through the micro-size filter.
제1항에서,
상기 활성탄에 의하여 제2철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산이 제2철과 2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 각각으로 분리되는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 1,
An absorbent regeneration device in which ferric-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid is separated into ferric iron and 2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid, respectively, by the activated carbon.
제6항에서,
상기 활성탄에 의하여 분리된 철의 표준산화환원전위가 증가하여 흡수제에 존재하는 삼산화황과의 산화환원 반응을 통해 흡수제가 재생되는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 6,
An apparatus for regenerating an absorbent in which the standard redox potential of iron separated by the activated carbon is increased and the absorbent is regenerated through a redox reaction with sulfur trioxide present in the absorbent.
제6항에서,
상기 활성탄에 의하여 분리된 철의 표준산화환원전위가 증가하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 6,
An absorbent regeneration device in which the standard oxidation-reduction potential of iron separated by the activated carbon increases.
삭제delete 제1항에서,
상기 반응조 내부에 위치하는 상기 환원전극이 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄소계 금속, 또는 백금계 금속을 하나 이상 포함하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 1,
The absorbent regeneration device, wherein the reduction electrode located inside the reaction tank contains at least one of titanium (Ti), chromium (Cr), copper (Cu), a carbon-based metal, or a platinum-based metal.
제10항에서,
상기 환원전극에 의하여 공급되는 수산화 이온에 의해, 상기 마이크로 사이즈 필터로 분리된 상기 반응조의 내부 pH가 국소적으로 증가하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 10,
An absorbent regeneration device in which the internal pH of the reaction tank separated by the micro-size filter is locally increased by the hydroxide ions supplied by the reduction electrode.
철-2,3-디메르캅토-1-프로판술폰산 (Iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid)를 포함하는 흡수제가 유입되는 반응조,
상기 반응조의 내부에 충진되어 있는 활성탄과 접촉하는 환원전극,
상기 반응조의 내부와 분리되어 있고 상기 흡수제의 pH를 조절하는 산화전극,
상기 환원전극과 상기 산화전극의 사이에 위치하고, pH를 국소적으로 분극화시키는 마이크로 사이즈 필터, 그리고
상기 환원전극과 상기 산화전극에 전기에너지를 공급하는 전원공급장치,
를 포함하고,
상기 반응조로 유입되는 황산화물은 삼산화황 이온(SO3 2-)으로 존재하여 환원제로 사용되고, 산화된 제2철(Fe3+) 기반 흡수제는 제1철(Fe2+) 흡수제로 환원되고,
상기 환원전극은 다단 구조로 서로 연결되어 있는 제1 환원전극 및 제2 환원전극을 포함하고, 상기 제2 환원전극은 상기 제1 환원전극 위에 위치하고, 상기 제2 환원전극 위에 상기 마이크로사이즈 필터가 위치하고,
상기 제1 환원전극 및 상기 제2 환원전극은 상기 반응조 내부에서 상기 활성탄과 접촉하는 흡수제의 재생 장치.
A reactor into which an absorbent containing iron-2,3-dimercapto-1-propanesulfonic acid is introduced,
A reduction electrode in contact with activated carbon filled in the reaction tank;
An oxidation electrode that is separated from the inside of the reaction tank and adjusts the pH of the absorbent;
A micro-size filter positioned between the reduction electrode and the oxidation electrode to locally polarize the pH, and
A power supply for supplying electric energy to the cathode and the anode;
including,
The sulfur oxides flowing into the reactor exist as sulfur trioxide ions (SO 3 2- ) and are used as a reducing agent, and the oxidized ferric (Fe 3+ )-based absorbent is reduced to a ferrous (Fe 2+ ) absorbent,
The reduction electrode includes a first reduction electrode and a second reduction electrode connected to each other in a multi-stage structure, the second reduction electrode is located on the first reduction electrode, and the micro-size filter is located on the second reduction electrode ,
The first reduction electrode and the second reduction electrode regenerate the absorbent in contact with the activated carbon inside the reaction tank.
제12항에서,
상기 환원전극에 의하여 물분해가 일어나며, 수산화 이온이 생성되어 상기 마이크로 사이즈 필터 안쪽 용액의 pH가 국소적으로 증가하고, 수소이온이 소모되어 마이크로 사이즈 필터 안쪽 용액의 pH가 국소적으로 증가하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 12,
Water decomposition occurs by the reduction electrode, hydroxide ions are generated to locally increase the pH of the solution inside the micro-size filter, and hydrogen ions are consumed to locally increase the pH of the solution inside the micro-size filter. playback device.
제12항에서,
상기 산화전극에 의하여 물분해가 일어나며, 수산화 이온이 소모되어 상기 마이크로 사이즈 필터 바깥편 용액의 pH가 국소적으로 감소하고, 수소이온이 생성되어 상기 마이크로 사이즈 필터 바깥편 용액의 pH가 국소적으로 감소하는 흡수제의 재생 장치.
In paragraph 12,
Water decomposition occurs by the anode, hydroxide ions are consumed to locally decrease the pH of the solution outside the micro-size filter, and hydrogen ions are generated to locally decrease the pH of the solution outside the micro-size filter. A device for regenerating the absorbent.
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