KR20110011858A - A depurator for harmfulness gas removal and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산성 유해가스를 정화 처리하기 위하여, 산성 유해가스를 처리하기 위한 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%를 주입하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제이며, 하나의 구체적인 예로 상기 산성 유해가스제거용 정화제는 FeCl3ㆍ6H2O와 규조토를 혼합한 후 Na2CO3로 중화 반응하면서 침전 생성된 슬러지를 여과시키는 단계와 여과된 슬러지를 세척하는 단계를 거치고, 세척된 슬러지를 건조시키는 단계를 거치며, 수산화철을 제조하고 건조된 수산화철을 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치고, 분말상태의 수산화철(금속)과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하여 압출기를 사용하여 펠렛 형태로 성형 제조하여 건조시키는 단계로 이루어진다. In the present invention, in order to purify the acidic harmful gas generated in the semiconductor manufacturing process and industrial sites, as the neutralizing agent for treating the acidic harmful gas, at least one selected from iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide as a main component, To 60% by weight to 99% by weight, 1% by weight to 40% by weight of the activated carbon powder is mixed with water and kneaded with water to remove the acidic harmful gas produced by using an extruder, one specific example of the acid The purifying agent for removing harmful gases is a mixture of FeCl 3 6H 2 O and diatomaceous earth and neutralized with Na 2 CO 3 , followed by filtration of the precipitated sludge and washing of the filtered sludge, followed by drying the washed sludge. After the step of making, to prepare the iron hydroxide and to crush the dried iron hydroxide into a powder state, the powder To the womb hydroxide (metal) and the activated carbon powder, kneading with water, a step of using an extruder molding prepared by drying a pellet form.
일반적으로 유해가스를 처리하는 대상은 생활유해가스처리제와 산업유해가스 처리제로 구분될 수 있으며, 이중 산업유해가스처리제는 공기정화용 처리제와 유해가스정화제로 나눌 수 있다. 유해가스를 처리하는 유해가스 정화제는 흡착제를 주성분으로 하는 기술적 구성으로 개발되어 있으며, 이에 대하여서는 대한민국등록특허공보번호 제10-0905004호, 특허공개번호 제특2002-0037609호 및 특허등록공고번호 제10-0412982호에 그 기술적 구성이 상세하게 개시되어 있다.In general, the targets for treating hazardous gases can be classified into Hazardous Gas Treatment Agents and Hazardous Gas Treatment Agents. Of these, Hazardous Gas Treatment Agents can be divided into air purification treatment agents and hazardous gas purification agents. Hazardous gas purifiers for treating harmful gases have been developed in a technical configuration consisting mainly of adsorbents. For this purpose, Korean Patent Publication No. 10-0905004, Korean Patent Publication No. 2002-0037609 and Patent Registration Publication No. 10 The technical configuration is disclosed in detail in -0412982.
종래 사용된 주요한 기술적 구성은 활성탄에 금속물질을 첨착시키는 방법으로 이루어졌으며, 구체적으로 활성탄에 금속염이나 알칼리 성분을 첨착하여 유해가스를 흡착 제거하는 방법과 무기 금속염을 중화제로 처리한 후 이를 활성탄에 첨착하여 유해가스를 흡착 제거하는 방법으로 크게 2 종류로 구분할 수 있다.The main technical configuration used in the prior art is made of a method of attaching a metal substance to activated carbon. Specifically, a method of adsorbing and removing harmful gas by attaching a metal salt or an alkali component to activated carbon and treating an inorganic metal salt with a neutralizing agent and then attaching it to activated carbon Therefore, it can be classified into two types by adsorption and removal of harmful gas.
상기 활성탄에 금속물질을 첨착하여 산업용 유해가스처리제로 사용할 경우에는 반응 시 심한 반응열이 발생하고, 포화점 부근에서 탈착이 일어난다는 문제점과 상기 발생한 반응열에 의하여 활성탄이 연소하는 경우가 종종 발생되어 산업 현장에서 항시 폭발의 위험성을 가지고 있으며 실제 산업 현장에서 폭발이 일어난 경우가 있어 사용이 제한적인 문제점이 있다.When the metal is attached to the activated carbon and used as an industrial hazardous gas treatment agent, severe heat of reaction occurs during the reaction, desorption occurs near the saturation point, and the activated carbon is often burned by the generated heat of reaction. There is a risk of explosion at all times, and there is a problem that the use is limited because the explosion may occur in an actual industrial site.
또한, 알칼리금속인 Ca(OH)2 또는 Mg(OH)2이나 철 산화물 Fe(OH)3등이 유해가스처리제로 사용하는 것을 검토하고 있으나, 이들 알칼리금속이나 철 산화물은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어남으로 정화제 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다. In addition, although alkali metals such as Ca (OH) 2 or Mg (OH) 2 and iron oxides Fe (OH) 3 have been considered for use as hazardous gas treating agents, these alkali metals and iron oxides have low specific surface areas and are not easily reacted. There is a problem that the purification efficiency is greatly lowered only occurs on the surface.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산업용 유해가스 중에서 산성가스인 HCl, Cl2, HBr, Br2, AlCl3 ,BCl3, HF,F2, OF2, TiCl4, NOx, SOx 등을 반응시켜 흡착 제거하기 위한 산성 유해가스 제거용 정화제를 제공하되, 안전성, 산성유해가스의 흡착능력 및 반응성을 크게 높이는데 있다.The problem to be solved by the present invention is adsorption by reacting acidic gases such as HCl, Cl 2 , HBr, Br 2 , AlCl 3 , BCl 3 , HF, F 2 , OF 2 , TiCl 4 , NOx, SOx among industrial harmful gases To provide a purifying agent for removing acidic harmful gas to remove, but to greatly enhance the safety, adsorption capacity and reactivity of acidic harmful gas.
상기 알칼리금속과 철 산화물이 산성가스와 일어나는 반응식은 다음과 같다.The reaction formula of the alkali metal and the iron oxide with acid gas is as follows.
Ca(OH)2+2HCl --> CaCl2+2H2OCa (OH) 2 + 2HCl-> CaCl 2 + 2H 2 O
Mg(OH)2+2HCl --> MgCl2+2H2OMg (OH) 2 + 2HCl-> MgCl 2 + 2H 2 O
Fe(OH)3+3HCl --> FeCl3+3H2OFe (OH) 3 + 3HCl-> FeCl 3 + 3H 2 O
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 산성 유해가스의 제거를 위하여 알칼리금속이나 수산화철의 사용이 검토되고 있지만, 이들은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어나고 내부에서는 반응이 일어나지 않아서 정화제 효율이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 산성 유해가스 정화제를 제조할 때 비표면적을 높이기 위하여 이들 금속물질과 활성탄을 일정비율로 혼합하여 펠렛 형태로 제조하여 활성탄의 연소에 의한 화재의 위험성을 줄이고, 내구성, 반응성 및 흡착능력을 높이는데 있다. Another problem to be solved by the present invention is the use of alkali metal or iron hydroxide for the removal of acidic harmful gas, but these have a problem that the specific surface area is low, the reaction occurs only on the surface and the reaction does not occur inside, so the purification efficiency is inferior To solve this problem, in order to increase specific surface area when manufacturing acidic noxious gas purifier, these metal materials and activated carbon are mixed at a certain ratio and manufactured in pellet form to reduce the risk of fire caused by burning of activated carbon, and to improve durability, reactivity and adsorption capacity. It is to raise.
본 발명이 과제 해결 수단은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산 성 유해가스를 정화 처리하기 위하여 산성 유해가스를 처리하는 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 40중량%내지 1중량%로 조성하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 성형 제조하여 활성탄의 연소에 의한 화재의 위험성을 줄이고, 산성 유해가스와의 반응성을 높이며 흡착능력이 크게 향상된 산성 유해가스제거용 정화제를 이루는데 있다. Solution to Problem The present invention is composed of a main component by selecting one or more of iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide as a neutralizing agent for treating acidic harmful gases in order to purify acidic harmful gases generated in semiconductor manufacturing processes and industrial sites. However, 60 to 99% by weight of the main component, 40 to 1% by weight of activated carbon powder is mixed and kneaded with water to form a pellet form using an extruder to produce a fire hazard by combustion of activated carbon It is to reduce the acidity, increase the reactivity with the acidic harmful gas and to achieve a purifying agent for removing the acidic harmful gas greatly improved adsorption capacity.
본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 FeCl3ㆍ6H2O 와 규조토를 혼합한 후 Na2CO3 로 중화 반응하여 침전되어 생성된 슬러지를 여과시키는 단계를 거치고, 여과된 슬러지를 세척하는 단계를 거치며, 물 또는 세척제로 세척된 슬러지를 건조시키는 단계를 거치고, 건조된 슬러지를 분말형태로 분쇄하는 단계를 거치며, 분쇄되어 분말상태가 된 수산화금속과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형상으로 제조하는 단계를 거치며, 상기 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 이루어진 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법을 제공하는데 있다.Another solution of the present invention is a mixture of FeCl 3 6H 2 O and diatomaceous earth and then neutralized with Na 2 CO 3 to precipitate the sludge produced by the precipitate, and the step of washing the filtered sludge After drying the sludge washed with water or detergent, grinding the dried sludge into powder form, mixing and pulverizing the mixed metal hydroxide powder and activated carbon powder into water to form a pellet using an extruder Through the step of producing, to provide a method for producing a purifying agent for removing acidic harmful gas consisting of drying the prepared pellets.
본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 중화 금속제로 많이 사용되고 있는 Fe(OH)2, FeO(OH) 및 Fe2O3 등은 FeCl3ㆍ6H2O 를 주원료로 사용하여 제조하며, FeCl3ㆍ6H2O는 니켈도금 후 에칭 용액으로 많이 사용되는 것으로 가격이 저렴하므로 산성 유해가스와의 반응성을 높이고 흡착능력이 향상되며 생산단가를 낮출 수 있는 산성 유해가스제거용 정화제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다. Another solution to the problem of the present invention is Fe (OH) 2 , FeO (OH) and Fe 2 O 3 , which are widely used as neutralizing metals, are manufactured using FeCl 3 ㆍ 6H 2 O as a main raw material, and FeCl 3 ㆍ 6H 2 O is widely used as an etching solution after nickel plating, and it is inexpensive to provide a purifying agent for removing acidic noxious gases and a method of manufacturing the same, which can enhance reactivity with acidic noxious gases, improve adsorption capacity, and lower production costs. .
본 발명은 산업용 유해가스는 산성가스, 알칼리가스, 가연성가스 등으로 구분될 수 있으며, 산성가스에는 HCl, Cl2, HBr, Br2, AlCl3 ,BCl3, HF,F2, OF2, TiCl4, NOx, SOx 등이 있으며, 이를 반응시켜 흡착 제거하기 위한 산성 유해가스 제거용 정화제를 제공하되, 내구성, 흡착능력 및 반응성을 크게 높이는 작용효과가 있다.Industrial toxic gas of the present invention can be classified into acid gas, alkali gas, flammable gas, etc., the acid gas is HCl, Cl 2 , HBr, Br 2 , AlCl 3 , BCl 3 , HF, F 2 , OF 2 , TiCl 4 , NOx, SOx and the like, to provide a purifying agent for removing acidic harmful gas to remove the adsorption by reacting, but has the effect of significantly increasing the durability, adsorption capacity and reactivity.
상기 알칼리금속과 철 산화물이 산성가스와 일어나는 반응식은 다음과 같다.The reaction formula of the alkali metal and the iron oxide with acid gas is as follows.
Ca(OH)2+2HCl --> CaCl2+2H2OCa (OH) 2 + 2HCl-> CaCl 2 + 2H 2 O
Mg(OH)2+2HCl --> MgCl2+2H2OMg (OH) 2 + 2HCl-> MgCl 2 + 2H 2 O
Fe(OH)3+3HCl --> FeCl3+3H2OFe (OH) 3 + 3HCl-> FeCl 3 + 3H 2 O
본 발명의 또 다른 효과는 산성 유해가스의 제거를 위하여 알칼리금속이나 수산화철의 사용이 검토되고 있지만, 이들은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어나고 내부에서는 반응이 일어나지 않아서 정화제 효율이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 산성 유해가스 정화제를 제조할 때 비표면적인 높이기 위하여 이들 금속물질과 활성탄을 일정비율로 혼합하여 펠렛 형상으로 제조하여 활성탄의 연소에 의한 화재의 위험성을 줄이고, 내구성, 반응성 및 흡착능력을 높이는데 있다. Another effect of the present invention is the use of alkali metal or iron hydroxide for the removal of acidic harmful gas, but they have a specific surface area because the reaction occurs only on the surface and the reaction does not occur in the interior so as to solve the problem of lowering the purification efficiency In the manufacture of acid noxious gas purifier, in order to increase the specific surface, these metal materials and activated carbon are mixed in a certain ratio to make pellets, which reduces the risk of fire caused by the combustion of activated carbon and increases durability, reactivity and adsorption capacity. .
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. 본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생하는 산성 유해가스를 정화 처리하기 위하여 산성 유해가스를 처리하기 위한 중화제로 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나이상을 선택하여 주성분으로 구성하되, 주성분을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%를 주입하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형상으로 성형 제조함으로써 산성 유해가스와의 반응성을 높이고 흡착능력이 크게 향상된 산성 유해가스제거용 정화제에 관한 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention is composed of a main component by selecting one or more of iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide as a neutralizing agent for treating the acidic harmful gas in order to purify the acidic harmful gas generated in the semiconductor manufacturing process and industrial sites. 60 to 99% by weight of the composition, and 1 to 40% by weight of the activated carbon powder is mixed and kneaded with water to produce a pellet shape using an extruder to increase the reactivity with acidic harmful gases and greatly adsorption capacity An improved purifying agent for removing acidic harmful gases.
본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제는 상기 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘를 제조할 때 바인더물질로 실리카, 규조토, 활성탄 및 활성알루미나 중에서 하나 이상을 선택하여 1중량%내지 10중량%를 첨가하여 제조할 수 있다.The purifying agent for removing acidic harmful gases according to the present invention is selected from one of silica, diatomaceous earth, activated carbon and activated alumina as a binder material to prepare iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide to add 1 wt% to 10 wt% It can manufacture.
또한, 본 발명은 수산화철을 제조하기 위하여 FeCl3ㆍ6H2O와 규조토를 혼합한 후 Na2CO3로 중화 반응시켜 침전 생성된 슬러지를 여과시키는 단계를 거치고, 여과된 슬러지를 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거치며, 세척된 슬러지를 건조시키는 단계를 거치고, 건조된 슬러지를 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치며, 분쇄되어 분말상태가 된 수산화철과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛 형상 성형 제조하는 단계를 치치며, 성형 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 이루어진 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법에 관한 것이다.In addition, the present invention is a mixture of FeCl 3 ㆍ 6H 2 O and diatomaceous earth to produce iron hydroxide, and then neutralized with Na 2 CO 3 to filter the precipitate produced sludge, washing the filtered sludge with water or washing agent After the step of drying, the dried sludge is dried, the dried sludge is pulverized to a powder state, the powdered iron hydroxide and activated carbon powder mixed and kneaded with water to form a pellet shape using an extruder It relates to a method for producing an acidic noxious gas purifying agent consisting of drying the pellets produced by the production step.
수산화철 또는 산화철을 제조하기 위한 주원료는 FeCl3.6H2O를 사용하며, 중화제인 알칼리는 Na2CO3, K2CO3, NaOH, CaOH, KOH 중에서 하나를 선택하여 사용한다.The main raw material for producing iron hydroxide or iron oxide is FeCl 3 .6H 2 O, and the neutralizing alkali is selected from Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , NaOH, CaOH, KOH.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하 며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the present invention shown and described in the drawings will be described in at least one or more embodiments, thereby The technical spirit of the invention and its core configuration and operation are not limited.
본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면을 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법의 흐름도를 나타낸 것이며, 도2는 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 실험하기 위한 장치도를 도시한 것이다. 도3은 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 막대그래프이다. 도4는 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염화수소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 막대그래프이다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.Look at the drawings to facilitate understanding of the present invention. Figure 1 shows a flow chart of the manufacturing method of the acidic noxious gas removal purifier according to the present invention, Figure 2 shows an apparatus for experimenting the performance of the acidic noxious gas removal purifier prepared in accordance with the present invention. Figure 3 is a bar graph showing the results of testing the ability to remove chlorine gas using an acidic harmful gas removal purifier prepared in accordance with the present invention. Figure 4 is a bar graph showing the results of testing the ability to remove hydrogen chloride gas using the acidic noxious gas removal purifier prepared in accordance with the present invention. A specific embodiment according to the present invention will be described.
[실시 예] EXAMPLES
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다. 본 발명에 사용되는 중화 금속제로 많이 사용되고 있는 Fe(OH)2, FeO(OH), Fe2O3 등은 FeCl3ㆍ6H2O를 주원료로 하여 제조된다.It looks at a specific embodiment according to the present invention. Fe (OH) 2 , FeO (OH), Fe 2 O 3, and the like, which are widely used as the neutralizing metal used in the present invention, are manufactured using FeCl 3 · 6H 2 O as a main raw material.
FeCl3ㆍ6H2O는 니켈도금 후 에칭 용액으로 많이 사용되며 가격이 저렴하여 산성 유해가스제거용 정화제의 생산단가를 낮출 수 있는 이점이 있다. 산성 유해가스제거용 정화제 및 그 제조방법에 대하여 구체적으로 살펴본다. 30중량%의 FeCl3용액 50리터(ℓ)에 중화제인 Na2CO3, K2CO3, KOH 및 NaOH 용액 중에서 하나를 선택하여 pH 가 12에서 주입 첨가하여 중화 침전을 형성하여 최종 용액의 pH는 9정도가 된다.FeCl 3 · 6H 2 O is used as an etching solution after nickel plating, and the price is low, and there is an advantage of lowering the production cost of the purifier for removing acidic harmful gases. The purifying agent for acidic harmful gas removal and a manufacturing method thereof will be described in detail. To 50 liters (ℓ) of 30% by weight FeCl 3 solution, one of the neutralizing agents, Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , KOH and NaOH, was selected and added at a pH of 12 to form a neutral precipitate to form a neutral precipitate. Is about 9.
상기 FeCl3ㆍ6H2O를 주원료로 하여 Fe(OH)3 또는 FeO(OH) 등을 제조하기 위하여 침전 반응시켜 슬러지를 제조하되, 침전을 이루기 위한 결정을 형성하는데 필요한 바인더 물질(핵 생성 물질)로써 알루미나, 규조토, 실리카 중에서 하나 이상을 선택하여 사용한다.A binder material (nucleated material) necessary for forming a sludge by precipitation reaction to prepare Fe (OH) 3 or FeO (OH), etc., using FeCl 3 ㆍ 6H 2 O as a main raw material. At least one selected from alumina, diatomaceous earth, and silica is used.
바람직하게는 규조토를 사용하는 것이 좋으며, 규조토를 사용할 경우에는 침전된 슬러지를 여과하는 공정을 용이하게 수행할 수 있다.Preferably, it is preferable to use diatomaceous earth, and when diatomaceous earth is used, the process of filtering the precipitated sludge can be easily performed.
FeCl3ㆍ6H2O 용액과 중화제가 서로 중화 반응하여 침전하여 생성된 슬러지를 여과하는 단계와, 생성된 슬러지를 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거쳐서, 슬러지의 수분함량이 5%내지 20%가 되도록 건조하는 단계를 거친다. 건조한 슬러지를 분쇄하여 Fe(OH)3, 혹은 FeO(OH) 등의 수산화금속(철) 분말로 제조하는 단계를 거친다. 이때의 수산화금속(철) 분말의 비표면적은 50내지 150 ㎡/gr 정도이다. 상기 건조하는 단계에서는 건조기로 건조하되 활성탄이 연소하지 않는 안전한 조건으로 110℃ 미만에서 1시간 내지 3시간 동안 건조한다. By filtering the sludge produced by precipitation of the FeCl 3 6H 2 O solution and the neutralizing agent neutralized with each other, and washing the produced sludge with water or a washing agent, the water content of the sludge is 5% to 20% Drying step as possible. Dry sludge is pulverized and prepared into a metal hydroxide (iron) powder such as Fe (OH) 3 or FeO (OH). The specific surface area of the metal hydroxide (iron) powder at this time is about 50 to 150 m 2 / gr. In the drying step, but dried in a dryer for 1 hour to 3 hours at less than 110 ℃ under safe conditions that activated carbon does not burn.
본 발명에 따른 산성 유해가스 제거용 정화제는 주성분인 수산화철, 산화철, 수산화칼슘, 수산화마그네슘 분말 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 40중량%내지 1중량%로 투입하여 물을 사용하여 교반기로 혼합 반죽한 후 압출기를 이용하여 직경 0.5㎜내지 7㎜ 정도의 펠렛 형상으 로 성형 제조한다. 이때 펠렛의 수분 함량은 30%내지 70% 정도이므로 이를 건조기로 건조하여 수분함량 5%내지 20%가 되도록 건조한다. 상기 수산화금속(철) 분말과 혼합되는 활성탄 분말의 크기는 50내지 400 메쉬(mesh) 정도이고, 비표면적은 500내지 1,200 ㎡/gr 정도이다. Purifying agent for removing acidic harmful gas according to the present invention is selected from one or more of the main components iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide powder to 60 to 99% by weight, and activated
상기 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 비표면적은 100내지 300 ㎡/gr 정도이다. 상기 산성 유해가스는 HCl, Cl2, HF, BCl3, AlCl3, TiCl3, SO3, NO2 등이 있다. 본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제 제조방법(공정)은 도1의 흐름도와 같다. The specific surface area of the molded acidic purifying agent for removing harmful gas is about 100 to 300 m 2 / gr. The acidic harmful gas includes HCl, Cl 2 , HF, BCl 3 , AlCl 3 , TiCl 3 , SO 3 , NO 2 and the like. Purifying agent (process) for acidic harmful gas removal according to the present invention is as shown in the flowchart of FIG.
[실시 예1] Example 1
도1의 흐름도에서와 같이 FeCl3ㆍ6H2O 와 규조토를 혼합한 후 Na2CO3 로 중화 반응시켜 침전 슬러지(수산화철)를 생성하고, 생성된 슬러지(수산화철)를 여과시킨 후 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거치며, 세척된 슬러지(수산화철)를 건조시킨 후 분말상태로 분쇄 과정을 거친 후 Fe(OH)3, 혹은 FeO(OH) 재질의 분말을 제조한다.As shown in the flowchart of FIG. 1, FeCl 3 · 6H 2 O and diatomaceous earth are mixed, followed by neutralization with Na 2 CO 3 to produce precipitated sludge (iron hydroxide), and the produced sludge (iron hydroxide) is filtered and then washed with water or a washing agent. After washing, the washed sludge (iron hydroxide) is dried, and then pulverized in a powder state to prepare a powder of Fe (OH) 3 or FeO (OH).
① Fe(OH)3, 혹은 FeO(OH)의 분말상태(입자크기 : 50내지 400 mesh)를 200 gr 을 주입하여 95중량%로 조성한다. ① Inject 200 gr of Fe (OH) 3 or FeO (OH) powder (particle size: 50 ~ 400 mesh) to 95% by weight.
② 활성탄 분말(입자크기 : 50내지 400 mesh)을 10 gr을 주입하여 5중량%로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 직경 1㎜의 펠렛 형상으로 성형 제조한 후 건조기에서 활성탄이 연소되지 않는 안전한 건조를 위하여 110℃ 미만에서 1시간 내지 3시간 동안 건조한다. 건조된 펠렛 형상의 산성 유해가스제거용 정화제 100 cc를 반응기(D: 36mm L: 150mm)에 충진하고, HCl 또는 Cl2 농도가 1%가 되도록 MFC(Mass Flow Controller)로 제어하여 상기 반응기를 통과시키면서 산성 유해가스를 처리하는 실험을 실시하였다. 도2는 산성 유해가스제거용 정화제를 반응기에 충진시키고, 염소가스 또는 염화수소가스를 반응기로 통과시켜 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 테스트하기 위한 장치의 개략도를 도시한 것이다. ② Inject 10 gr of activated carbon powder (particle size: 50 to 400 mesh), mix and knead it to 5% by weight, and shape it into pellet shape with diameter of 1mm using extruder, and then dry it safely to prevent combustion of activated carbon in the dryer. In order to dry for 1 to 3 hours at less than 110 ℃. 100 cc of the dried pellet-shaped acidic noxious gas removal purifier was filled in a reactor (D: 36mm L: 150mm) and passed through the reactor by controlling with a Mass Flow Controller (MFC) such that HCl or Cl 2 concentration was 1%. Experiments were performed to treat acidic noxious gases. Figure 2 shows a schematic diagram of an apparatus for filling the reactor with an acidic noxious gas removal purifier and testing the performance of the acidic noxious gas removal purifier by passing chlorine gas or hydrogen chloride gas through the reactor.
표1은 실시 예1내지 실시 예7에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 실험하기 위한 반응기의 조건을 나타낸 것이다. Table 1 shows the conditions of the reactor for testing the performance of the purifying agent for removing acidic harmful gases prepared according to Examples 1 to 7.
표1 : 실시 예1내지 실시 예7을 수행하기 위한 반응기의 조건Table 1: Conditions of Reactor for Performing Examples 1-7
[실시 예2] Example 2
실시 예2의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 10%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.Experimental method of Example 2 was the same as in Example 1, except that the sample was prepared by adjusting the weight ratio of the activated carbon powder to 10% and the acid harmful gas purification experiment was performed.
[실시 예3] Example 3
실시 예3의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 15%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.The experimental method of Example 3 was the same as in Example 1, except that the sample was prepared by adjusting the weight ratio of activated carbon powder to 15%, and the acid harmful gas purification experiment was performed.
[실시 예4] Example 4
실시 예4의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 20%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.Experimental method of Example 4 was the same as in Example 1, except that the sample was prepared by adjusting the weight ratio of the activated carbon powder to 20% and the acid harmful gas purification experiment was performed.
[실시 예5] Example 5
실시 예5의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 25%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.Experimental method of Example 5 was the same as in Example 1, except that the sample was prepared by adjusting the weight ratio of the activated carbon powder to 25% to perform an acid harmful gas purification experiment.
[실시 예6] Example 6
실시 예6의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 30%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.Experimental method of Example 6 was the same as in Example 1, except that the sample was prepared by adjusting the weight ratio of the activated carbon powder to 30% was carried out acidic harmful gas purification experiment.
[실시 예7] Example 7
실시 예7의 실험 방법은 상기 실시 예1과 동일하며, 다만 활성탄 분말의 중량비를 40%에 맞추어 시료를 제조하여 산성 유해가스 정화실험을 실시하였다.Experimental method of Example 7 was the same as in Example 1, except that the sample was prepared by adjusting the weight ratio of the activated carbon powder to 40% was carried out acidic harmful gas purification experiment.
도3은 도2의 실험장치에서 Cl2 농도가 1%가 되도록 MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 조절하여 산성 유해가스제거용 정화제가 충진된 반응기를 통과시키면서 산성 유해가스처리 실험을 실시한 결과를 막대그래프로 도시한 것이다.FIG. 3 shows the results of conducting acid hazardous gas treatment experiments while adjusting the concentration of Cl 2 to 1% by using a MFC (Mass Flow Controller) in the experimental apparatus of FIG. It is shown as a bar graph.
도3을 통해서 알 수 있듯이, 활성탄 분말 첨가량이 클수록 처리할 수 있는 시간이 증가함을 알 수 있다. 염소가스의 제거효율은 Midac 사의 FT-IR(11)로 분석 확인한 결과 99.9%이상으로 우수하였다. As can be seen from Figure 3, it can be seen that the larger the amount of activated carbon powder added, the more time it can be processed. The removal efficiency of chlorine gas was excellent as more than 99.9% by the analysis by FT-IR (11) of Midac.
그러나 처리시간을 증대시키기 위하여 활성탄 분말 첨가량을 증가시킬 경우에는 앞서 종래기술의 문제점에서와 같이 반응열에 의한 폭발의 위험성이 높기 때문에 40중량% 이하로 혼합하는 것이 바람직하다.However, when increasing the amount of activated carbon powder added in order to increase the treatment time, it is preferable to mix at 40% by weight or less because of the high risk of explosion due to reaction heat as in the prior art.
도4는 도2의 실험장치에서 HCl 가스 농도가 1%가 되도록 MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 조절하여 산성 유해가스제거용 정화제가 충진된 반응기를 통과시키면서 산성 유해가스처리 실험을 실시한 결과를 막대그래프로 도시한 것이다.4 is HCl gas in the experimental apparatus of FIG. The concentration is 1% by using a Mass Flow Controller (MFC) is shown in the bar graph shows the results of conducting the acidic hazardous gas treatment experiment while passing through the reactor filled with an acidic harmful gas removal purifier.
도4를 통해서 알 수 있듯이 HCl 가스의 경우에는 활성탄 분말 첨가량의 비율을 달리 하더라도 크게 변화하지 않음을 알 수 있으며, 염화수소가스의 제거효율은 Midac 사의 FT-IR(11)로 분석 확인한 결과 99.9%이상으로 우수하였다. As can be seen from Figure 4, in the case of HCl gas, even if the ratio of the amount of activated carbon powder added does not change significantly, the removal efficiency of the hydrogen chloride gas is confirmed by the FT-IR (11) of Midac 99.9% or more Was excellent.
상기 실시 예1내지 실시 예7은 수산화금속(철)을 이용하여 산성 유해가스제거용 정화제를 제조하여 실험에 사용하였으나, 수산화칼슘 또는 수산화마그네슘의 경우에도 상기 수산화철의 제조방법과 동일한 조건으로 제조할 수 있다. Example 1 to Example 7 was used for the experiment to prepare a purifying agent for removing acidic harmful gas using metal hydroxide (iron), but also in the case of calcium hydroxide or magnesium hydroxide can be prepared under the same conditions as the manufacturing method of the iron hydroxide. have.
본 발명은 산성 유해가스를 처리하는 중화제로 주성분이 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%로 혼합된 산성 유해가스제거용 정화제이며, 상기 수산화철을 제조하는데 사용되는 주원료는 FeCl3ㆍ6H2O 를 사용하며, 중화제 알칼리로는 Na2CO3, K2CO3, NaOH, CaOH, KOH 중에서 하나 이상을 선택하여 사용한다.The present invention is a neutralizing agent for treating acidic harmful gases, the main component is selected from one or more of iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide to 60% to 99% by weight, and mixed activated carbon powder 1% to 40% by weight It is a purifying agent for removing acidic harmful gas, and the main raw material used to prepare the iron hydroxide is FeCl 3 ㆍ 6H 2 O, and the neutralizing alkali is at least one of Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , NaOH, CaOH, KOH Select to use.
산성 유해가스를 처리하는 중화제인 수산화철, 산화철, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘 중에서 하나 이상을 선택하여 60중량%내지 99중량%로 조성할 때 바인더 물질로 실리카, 규조토, 활성탄, 활성알루미나 중에서 하나 이상을 선택하여 1중량%내지 10중량% 사이로 첨가할 수 있다. 상기 활성탄 분말의 크기는 50내지 400 메쉬(mesh) 구간으로 하는 것이 바람직하며, 비표면적이 200내지 1,200 ㎡/gr 사이에서 이루어짐이 바람직하다.When one or more of the neutralizing agents for treating acidic harmful gases are selected from 60% to 99% by weight of iron hydroxide, iron oxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide, one or more selected from silica, diatomaceous earth, activated carbon, and activated alumina It can be added between 1% and 10% by weight. The size of the activated carbon powder is preferably in the range of 50 to 400 mesh (mesh), the specific surface area is preferably made between 200 to 1,200 m 2 / gr.
본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법은 수산화철을 제조하기 위하여 FeCl3ㆍ6H2O와 규조토를 혼합한 후 Na2CO3로 중화하여 침전되어 생성된 슬러지(수산화철)를 여과시키는 단계를 거치고, 여과된 슬러지(수산화철)를 물 또는 세척제로 세척하는 단계를 거치며, 세척된 슬러지(수산화철)를 건조시키는 단계를 거치고, 건조된 슬러지(수산화철)를 50내지 400 메쉬(mesh)사이의 분말상태로 분쇄하는 단계를 거치며, 분쇄되어 분말상태가 된 수산화철과 활성탄 분말을 물로 혼합 반죽하는 단계를 거치고, 상기 혼합 반죽된 혼합물을 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 성형 제조하는 단계를 거치며, 성형 제조된 펠렛을 건조시키는 단계로 이루어진다.In the method for preparing an acidic harmful gas purifying agent according to the present invention, to prepare iron hydroxide, FeCl 3 ㆍ 6H 2 O is mixed with diatomaceous earth, and then neutralized with Na 2 CO 3 to precipitate sludge (iron hydroxide) produced by precipitation. After passing through the step of washing the filtered sludge (iron hydroxide) with water or a washing agent, drying the washed sludge (iron hydroxide), the dried sludge (iron hydroxide) powder between 50 to 400 mesh (mesh) After the step of pulverizing in a state, the step of mixing and kneading the powdered iron hydroxide and activated carbon powder into water, and the step of manufacturing the mixed kneaded mixture in the form of pellets using an extruder, molding Drying the pellets.
상기 분말상태의 수산화철과 활성탄 분말을 혼합 반죽하는 단계는 분말상태의 수산화철을 60중량%내지 99중량%로 조성하고, 활성탄 분말을 1중량%내지 40중량%로 주입하여 물로 혼합 반죽하여 압출기를 이용하여 펠렛으로 성형 제조하여 건조시킨다.Mixing and kneading the powdered iron hydroxide and activated carbon powder comprises 60 wt% to 99 wt% of powdered iron hydroxide, 1 wt% to 40 wt% of activated carbon powder, mixed with water and kneaded with an extruder Molded, pelletized and dried.
본 발명은 상기 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법에 의하여 압출기를 이용하여 성형 제조된 산성 유해가스제거용 정화제 역시 본 발명의 보호범위에 속한다.According to the present invention, the acid noxious gas removal purifying agent manufactured by using an extruder by the method for preparing the acid noxious gas purifying agent is also within the protection scope of the present invention.
본 발명에 따른 산성 유해가스 제거용 정화제는 산성가스인 HCl, Cl2, HBr, Br2, AlCl3 ,BCl3, HF,F2, OF2, TiCl4, NOx, SOx 등과 반응하여 이들을 흡착 제거하는 흡착능력과 반응성이 좋고, 내구성 및 안전성이 우수하여 산업상 이용가능성이 매우 높다.The purifying agent for removing acidic harmful gases according to the present invention reacts with and removes the adsorptions by reacting with acidic gases HCl, Cl 2 , HBr, Br 2 , AlCl 3 , BCl 3 , HF, F 2 , OF 2 , TiCl 4 , NOx, SOx and the like. It has good adsorption capacity and reactivity, and has excellent durability and safety, and thus has high industrial applicability.
도1 : 본 발명에 따른 산성 유해가스제거용 정화제의 제조방법의 흐름도1 is a flowchart of a method of preparing a purifying agent for removing acidic harmful gas according to the present invention.
도2 : 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제의 성능을 실험하기 위한 장치도2 is an apparatus for experimenting the performance of the acidic harmful gas removal purifier prepared in accordance with the present invention
도3 : 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 그래프Figure 3: A graph showing the results of testing the ability to remove chlorine gas using an acidic harmful gas removal purifier prepared according to the present invention
도4 : 본 발명에 따라 제조된 산성 유해가스제거용 정화제를 이용하여 염화수소가스의 제거 능력을 시험한 결과를 나타낸 그래프4 is a graph showing the results of testing the ability to remove hydrogen chloride gas using the acidic noxious gas removal purifier prepared according to the present invention.
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