KR20170026793A - 오존 산화 및 습식 스크러버를 이용한 질소산화물과 황산화물의 동시 제거방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존 산화 및 습식 스크러버를 이용한 질소산화물과 황산화물의 동시 제거방법에 관한 것으로, 상세하게는 과산화수소 액적을 공급하는 초음파 가습기, 오존공급기, 기상반응기 및 습식 스크러버를 포함하는 가스 제거장치를 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 방법에 있어서, 상기 기상반응기로 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스와 오존을 공급하여 상기 질소산화물 및 황산화물을 산화시키는 단계(단계 1); 및 상기 습식 스크러버를 통해 단계 1에서 산화된 혼합가스를 0.1 내지 5.0 mol/L 농도의 과산화수소 60 내지 90μm 크기의 액적으로 흡수, 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법(단계 2)를 포함하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법을 제공한다. 본 발명의 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법에 있어서, 본 발명의 오존 산화 및 습식 스크러버를 이용하여 질소산화물과 황산화물 가스를 제거하게 되면, 폐가스를 두 단계에 걸쳐서 제거함과 동시에, 초음파 가습기를 사용하는 습식 스크러버에서 과산화수소를 분사함으로써, 질소산화물과 황산화물을 우수한 제거효율로 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 오존 산화 및 습식 스크러버를 이용한 질소산화물과 황산화물의 동시 제거방법에 관한 것이다.
질소산화물은 공기 중의 질소가 고온의 연소과정 중에 산화되어 발생하여 대기 중으로 배출되고, 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 일산화이질소(N2O), N2O2, 삼산화이질소(N2O3), 오산화이질소(N2O5)를 포함하며 통상적으로 NOx로 나타낸다. 질소산화물 중에서 공해문제로 중요한 것은 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)이다. 일산화질소(NO)는 무색의 기체로, 화학적으로 반응성이 큰 물질이기 때문에, 공기 중의 산소에 의해 산화되어 이산화질소로 바뀌기 쉽다. 또한, 인체에 매우 유독한 가스성 물질로써, 화학공장과 자동차 배기가스 등의 각종 배출가스 중에 함유되어 있어, 탄화수소와 산소가 공존하면 태양 광선의 작용을 받아 옥시던트가 발생하기 쉽다. 일산화질소는 기도, 눈, 목 및 피부조직 등을 강하게 자극할 수 있고, 두통, 구역질, 무력감, 호흡 곤란을 일으킬 수 있다.
황산화물은 주요한 대기오염물질로써, 대부분 연료 중에 포함된 황이 연소하여 공기 중의 산소와 결합하여 생성되는데, 이산화황(SO2) 또는 삼산화황(SO3)을 통칭하여 SOx로 표시한다. 황산화물은 질소산화물과 함께 산성비의 원인이 되고, 호흡기에 유독한 물질이다. 일례로써, 이산화황(SO2)은 황과 산소의 화합물로 자극적인 냄새가 나는 유독성의 무색 기체로써, 공장이나 발전소에서 발생하여 대기 중으로 들어온다. 이산화황은 대기오염의 원인이 되는 대표적인 기체로, 공기 중에 이산화황의 수치가 기준치보다 높으면 눈에 염증이 생기거나, 폐렴, 기관지염, 천식 등의 호흡기 질환이 발생할 수 있다.
상기와 같이 유해한 질소산화물과 황산화물을 제거하기 위해서, 종래에는 질소산화물을 오존으로 산화시켜서 제거하는 장치 또는 스크러버를 통해 제거하는 방법이 개시되었으나, 이는 질소산화물 및 황산화물을 동시에 제거하지 못하거나, 제거효율이 우수하지 못한 단점이 있었다.
이에, 본 발명에서는 인체에 유해한 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거하기 위한 방법을 연구하던 중, 질소산화물 및 황산화물의 혼합기체를 오존으로 산화시킨 후에 초음파 가습기를 사용하는 습식 스크러버에서 과산화수소에 의해 제거하는 방법을 개발하였다.
본 발명의 목적은 오존 산화 및 습식 스크러버를 이용한 질소산화물과 황산화물의 동시 제거방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
과산화수소 액적을 공급하는 초음파 가습기, 오존공급기, 기상반응기 및 습식 스크러버를 포함하는 가스 제거장치를 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 방법에 있어서,
상기 기상반응기로 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스와 오존을 공급하여 상기 질소산화물 및 황산화물을 산화시키는 단계(단계 1); 및
상기 습식 스크러버를 통해 단계 1에서 산화된 혼합가스를 0.1 내지 5.0 mol/L 농도의 과산화수소 60 내지 90μm 크기의 액적으로 흡수, 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법을 제공한다.
본 발명의 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법에 있어서, 본 발명의 오존 산화 및 습식 스크러버를 이용하여 질소산화물과 황산화물 가스를 제거하게 되면, 상기 가스를 두 단계에 걸쳐서 제거함과 동시에, 초음파 가습기를 사용하는 습식 스크러버에서 과산화수소를 분사함으로써, 질소산화물과 황산화물을 우수한 제거효율로 제거할 수 있다.
도 1은 일산화질소와 이산화황을 동시에 제거하기 위한 오존 산화 및 습식 스크러버 시스템의 개략도이고;
도 2는 기상 반응기 내에서 가스 체류시간 변화에 따른 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2) 농도변화를 나타낸 그래프이고;
도 3은 기상 반응기 내에서 일산화질소에 대한 오존의 몰 비율 변화에 따른 일산화질소와 이산화황의 산화 효율 변화를 나타낸 그래프이고;
도 4는 과산화수소(H2O2) 몰 유량 변화에 따른 질소산화물과 이산화황의 제거 효율 변화를 나타낸 그래프이고;
도 5는 기상 반응기와 습식 스크러버 반응기 후단에서의 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR)에 의한 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 기상 반응기 내에서 가스 체류시간 변화에 따른 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2) 농도변화를 나타낸 그래프이고;
도 3은 기상 반응기 내에서 일산화질소에 대한 오존의 몰 비율 변화에 따른 일산화질소와 이산화황의 산화 효율 변화를 나타낸 그래프이고;
도 4는 과산화수소(H2O2) 몰 유량 변화에 따른 질소산화물과 이산화황의 제거 효율 변화를 나타낸 그래프이고;
도 5는 기상 반응기와 습식 스크러버 반응기 후단에서의 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR)에 의한 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은,
과산화수소 액적을 공급하는 초음파 가습기, 오존공급기, 기상반응기 및 습식 스크러버를 포함하는 가스 제거장치를 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 방법에 있어서,
상기 기상반응기로 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스와 오존을 공급하여 상기 질소산화물 및 황산화물을 산화시키는 단계(단계 1); 및
상기 습식 스크러버를 통해 단계 1에서 산화된 혼합가스를 0.1 내지 5.0 mol/L 농도의 과산화수소 60 내지 90μm 크기의 액적으로 흡수, 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법을 제공한다. 이때, 본 발명에 따른 질소산화물 및 황산화물의 일례로써, 일산화질소 및 이산화황 가스 제거장치 시스템에 대한 개략도는 하기 도 1에 나타나있다.
이하, 본 발명에 따른 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법에 있어서, 단계 1은 기상반응기로 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스와 오존을 공급하여 상기 질소산화물 및 황산화물을 산화시키는 단계이다.
상기 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스는 질소가스에 희석하여 기상 반응기 내부로 오존과 함께 주입할 수 있다. 이때, 고순도의 질소산화물, 황산화물 및 질소 가스는 질량유량계를 이용하여 유량을 조절할 수 있다. 상기 기상반응기는 14 mm의 내부직경 및 16 mm의 외부직경을 가지는 테프론 관을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 관을 사용한 반응기의 길이에 변화를 주어 반응기 내 가스 체류시간을 변화시킬 수 있으며, 기상반응기에서의 가스체류시간은 반응기의 체적에 비례하므로, 바람직하게는 0.05 내지 0.1 초일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
질소산화물 및 황산화물의 혼합 폐가스는 기상 반응기 내부에서 상온, 상압 조건 하에서 오존과 반응하여 산화된다. 기상반응기에서 예를 들어, 일산화질소(NO)는 이산화질소(NO2), 오산화이질소(N2O5), 질산(HNO3)으로 산화되며, 이산화황(SO2)은 삼산화황(SO3)으로 산화된다.
또한, 기상반응기에서 질소산화물에 대한 오존의 몰비율은 1.0 내지 1.8인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만약, 상기 몰 비율이 1.0 미만인 경우에는 일산화질소는 이산화질소로 산화되나, 이산화황이 거의 산화되지 않는 문제가 있을 수 있다. 하지만, 몰 비율이 1.0 이상인 경우에는, 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)기체는 더 높은 질소산화물 형태인 오산화이질소(N2O5), 질산(HNO3)으로 산화되며, 이산화황(SO2)도 오존에 의해 일부 산화된다. 오산화이질소(N2O5) 및 질산(HNO3)은 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2)보다 다음 단계인 습식 스크러버 반응기에서의 제거가 용이하므로, 바람직한 몰 비율임을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법에 있어서, 단계 2는 상기 습식 스크러버를 통해 단계 1에서 산화된 혼합가스를 0.1 내지 5.0 mol/L 농도의 과산화수소 60 내지 90μm 크기의 액적으로 흡수, 제거하는 단계이다.
기상반응기에서 산화된 혼합 가스는 습식 스크러버 반응기에서 초음파 가습기를 통해 분사되는 액상흡수제인 과산화수소에 의해 흡수, 제거된다. 습식 스크러버 반응기는 74 mm의 내부직경 및 78 mm의 외부직경을 가진 플라스틱 관을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 습식 스크러버에서 사용되는 초음파 가습기는 전기회로에서 일정 주파수의 전기신호를 발생시켜서, 물속에 놓인 진동자의 크기가 변하면서 초음파를 발생시키면, 물이 입자화되면서 진동이 일어나 가는 안개를 송풍기로 내보낼 수 있다.
상기 과산화수소는 액상흡수제로써, 물에 희석하여 사용할 수 있으며, 0.1 내지 5.0 mol/L의 농도인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만약, 과산화수소의 농도가 0.1 mol/L 미만인 경우에는 제거 효율이 충분하지 않은 문제가 있을 수 있으며, 5.0 mol/L 초과인 경우에는 반응기 내부가 부식되거나 운전비가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
과산화수소는 초음파 가습기에 의해 미세입자 형태로 주입되어 혼합 폐가스와 자발적인 기-액 반응이 진행되도록 한다. 이때, 과산화수소 수용액은 60 내지 90μm의 입자 크기를 가진 액적으로 분사되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만약, 분사되는 과산화수소의 액적이 1 내지 10μm인 경우에는 혼합 폐가스와 과산화수소의 반응 이후 미세입자를 제거하기 위한 부가적인 장치가 필요할 수 있으며, 100 내지 105μm인 경우에는 질소산화물과 황산화물의 제거 효율이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 습식 스크러버 반응기에 공급되는 과산화수소는 바람직하게는 5 내지 35 mmol/min의 몰유량일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만약, 과산화수소가 5 mmol/min 미만의 몰유량으로 공급된다면, 질소산화물과 황산화물의 제거 효율이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 단계 2의 습식 스크러버 공정 후에, 잔류 가스를 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 질소산화물과 황산화물 가스의 일례로써, 일산화질소와 이산화황이 상기 단계 1 및 2의 공정을 거치면, 질소 산화물(질산, 오산화이질소)과 이산화황은 효과적으로 제거되며, 소량의 오존을 포함한 잔류 기체가 배출부를 통해서 배출될 수 있다.
나아가, 질소산화물과 황산화물을 제거하기 위하여 과산화수소 액적을 공급하는 초음파 가습기, 오존공급기, 기상반응기 및 습식 스크러버를 포함하는 가스 제거장치를 제공할 수 있다.
질소산화물 및 황산화물의 혼합가스는 오존공급기로부터 공급되는 오존과 함께 기상반응기로 투입되며, 기상반응기에서 산화된 혼합가스는 습식 스크러버로 공급되어, 초음파 가습기로부터 분사되는 과산화수소 액적으로부터 흡수, 제거될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 단 하기 실시예들은 본 발명의 설명을 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 오존 산화와 습식 스크러버를 이용한 혼합가스 제거
단계 1: 농도 350ppmv의 일산화질소(NO)와 농도 800ppmv의 이산화황(SO2)을 질소가스에 희석하고, 질량유량계(MPR-3000S 및 TSC-220, KITS Co. Ltd., Korea)를 이용하여, 150 L/min의 총 가스 유량으로, 기상반응기(테프론 관, 14mm의 내부직경 및 16mm의 외부직경) 내부에, 농도 630ppmv의 오존(O3)과 함께 주입하였다.
단계 2: 상기 단계 1의 일산화질소, 이산화황 및 오존은 기상반응기에서 0.1초간 체류하며, 일산화질소와 이산화황을 상온, 상압 조건 하에서 오존과 반응시켜서 산화하였다.
단계 3: 상기 단계 2에서 산화된 혼합가스를 습식 스크러버 반응기(플라스틱 관, 74mm의 내부직경 및 78mm의 외부직경)로 공급하며, 물에 희석한 0.1 mol/L의 몰농도를 가진 과산화수소를 60 내지 90μm의 입자 크기로, 초음파 가습기에 의해 공급하였고, 이때의 과산화수소의 몰 유량은 25 mmol/min으로 하였다.
단계 4: 상기 단계 3의 혼합가스는 습식 스크러버 반응기에서 3초간 체류하며, 과산화수소에 의해 흡수, 제거되었다.
<비교예 1>
본 발명의 실시예 1의 단계 3에서 과산화수소의 입자 크기를 1 내지 10μm로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 혼합가스를 제거하였다.
<비교예 2>
본 발명의 실시예 1의 단계 3에서 과산화수소의 입자 크기를 100 내지 105μm로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 혼합가스를 제거하였다.
<비교예 3>
본 발명의 실시예 1의 단계 3에서 과산화수소의 농도를 0 mol/L로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 혼합가스를 제거하였다.
<비교예 4>
본 발명의 실시예 1의 단계 3에서 과산화수소의 농도를 0.05 mol/L로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 혼합가스를 제거하였다.
<실험예 1> 기상반응기 내의 체류시간 변화에 따른 기체의 농도변화
상기 실시예 1의 단계 2에서, 기상반응기 내의 가스 체류시간 변화에 따른 일산화질소, 이산화질소 및 이산화황의 농도변화를, 일산화질소 및 이산화질소는 연소가스 분석기(Flue gas analyzer, MK 9000, RBR Co. Ltd., Germany)를 이용하여, 이산화황은 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR spectroscopy, IG-2000, Otsuka Electronics Co. Ltd., Japan)을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 가스 체류시간이 0.01초에서 0.8초로 증가함에 따라 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2)의 농도는 큰 변화를 나타내지 않았다. 이를 통해 기상 반응기 내에서의 가스 체류시간은 오존에 의한 일산화질소 및 이산화황 산화반응에 큰 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있다. 가스체류시간은 반응기의 체적에 비례하기 때문에 적절한 가스 체류시간은 0.05 내지 0.1초임을 확인할 수 있다.
<실험예 2> 일산화탄소에 대한 오존의 몰 비율 변화에 따른 산화 효율
상기 실시예 1의 단계 1에서, 기상반응기 내의 오존 농도의 변화에 따른, 일산화탄소에 대한 오존(O3/NO)의 몰 비율 변화에 따른 일산화질소와 이산화황의 산화 효율을 전기화학식 가스센서에 의한 가스분석기(Flue gas analyzer, MK9000, RBR, Germany)와 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR spectroscopy, IG-2000, Otsuka Electronics Co. Ltd., Japan)을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, O3/NO 몰 비율이 증가함에 따라 일산화질소와 이산화황 기체의 산화 효율이 증가함을 알 수 있다. 특히 1.0 이하의 O3/NO 몰 비율에서 일산화질소의 산화효율은 급격히 증가한 반면, 이산화황의 산화효율은 O3/NO 몰 비율 1.0 이상의 조건에서만 약간 증가함을 알 수 있다. 일산화질소와 이산화황 기체의 최고 산화 효율은 O3/NO 몰 비율 1.8에서 각각 97%, 8%를 나타내었다. 이 결과를 통해 일산화질소가 이산화황보다 오존에 더 효과적으로 산화됨을 확인할 수 있다. 또한, O3/NO 몰 비율 1.0 이하의 조건에서, 일산화질소 기체는 이산화질소 기체로 산화되며 이산화황 기체는 거의 산화되지 않음을 알 수 있다. 따라서, 적절한 O3/NO 몰 비율 조건은 1.0 내지 1.8인 것을 확인할 수 있다.
<실험예 3> 과산화수소 몰 유량 변화에 따른 혼합가스 제거 효율
상기 실시예 1의 단계 3에서, 습식 스크러버 반응기 내에서 과산화수소 몰 유량 변화에 따른 질소산화물과 이산화황의 총 제거 효율을 전기화학식 가스센서에 의한 가스분석기(Flue gas analyzer, MK9000, RBR, Germany)와 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR spectroscopy, IG-2000, Otsuka Electronics Co. Ltd., Japan)을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 과산화수소 몰 유량이 증가함에 따라 질소산화물과 이산화황의 제거효율이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이산화황의 경우에는 과산화수소 몰유량 5 mmol/min 이상에서 100%의 제거효율 유지하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4의 결과를 통해 습식 스크러버 반응기에서 이산화황이 질소산화물보다 훨씬 효과적으로 제거됨을 알 수 있다. 또한, 질소산화물과 이산화황의 최고 제거효율은 과산화수소의 몰유량이 35 mmol/min일 때, 각각 88.8%, 100%를 나타냄을 확인할 수 있다. 최적의 과산화수소 몰 유량에서, 이산화황은 전부 제거되며, 적절한 과산화수소 몰유량은 5 내지 35 mmol/min인 것을 확인할 수 있다.
<실험예 4> 기상반응기와 습식 스크러버 반응기 후단에서의 FT-IR 스펙트럼 결과
본 발명의 기상반응기와 습식 스크러버 반응기 후단으로 배출되는 가스를 이용한 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR spectroscopy, IG-2000, Otsuka Electronics Co. Ltd., Japan) 분석 결과를 하기 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 도 5의 (a)는 O3/NO 몰 비율이 0.6인 조건에서 기상반응기 후단에 배출되는 가스의 FT-IR 분석 결과로써, 이산화질소와 이산화황의 피크가 나타났다. 반면에, 도 5의 (b)는 O3/NO 몰 비율이 1.8인 조건에서 기상반응기 후단에 배출되는 가스의 FT-IR 분석 결과로써, 오산화이질소(N2O5), 질산(HNO3), 오존(O3)의 피크가 새롭게 나타났으며, (a)에 비해 이산화질소 피크의 흡수 강도가 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 O3/NO 몰 비율이 1.0 이상인 조건에서 일산화질소와 이산화질소는 오존에 의해 더 높은 질소산화물 형태인 질산과 오산화이질소로 산화됨을 의미하며, 일부 반응하지 않은 오존이 추가적으로 배출됨을 의미한다. 도면 5의 (c)는 과산화수소 몰유량 25 mmol/min의 조건에서 습식 스크러버 반응기 후단에 배출되는 가스의 FT-IR 분석 결과로, 낮은 흡수강도의 이산화질소와 오존 피크만이 남아있는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 습식 스크러버 반응기에서 질소 산화물(질산, 오산화이질소)과 이산화황이 효과적으로 제거되며, 소량의 오존과 이산화질소만이 남는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 5> 혼합가스 제거효율의 비교 분석
상기 실시예 1, 비교예 1 및 2에서의 질소산화물과 이산화황의 총 제거 효율을 전기화학식 가스센서에 의한 가스분석기(Flue gas analyzer, MK9000, RBR, Germany)와 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR spectroscopy, IG-2000, Otsuka Electronics Co. Ltd., Japan)을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 질소산화물 제거효율(%) | 이산화황 제거효율(%) | |
| 실시예 1 | 88.8 | 100 |
| 비교예 1 | 79.5 | 89.8 |
| 비교예 2 | 72.1 | 89.5 |
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 과산화수소를 60 내지 90μm의 입자 크기로 공급하였을 때, 질소산화물 및 이산화황의 제거효율이 각각 88.8% 및 100%로, 비교예 1 및 2에서 과산화수소를 1 내지 10μm 및 100 내지 105μm의 입자크기로 공급하였을 때의 질소산화물과 이산화황의 제거효율인 79.5%, 89.8% 및 72.1%, 89.5%보다 우수함을 확인할 수 있다.
<실험예 6> 혼합가스 제거효율의 비교 분석
상기 실시예 1, 비교예 3 및 4에서의 질소산화물과 이산화황의 총 제거 효율을 전기화학식 가스센서에 의한 가스분석기(Flue gas analyzer, MK9000, RBR, Germany)와 간섭형분광기에 의한 적외선분광법(FT-IR spectroscopy, IG-2000, Otsuka Electronics Co. Ltd., Japan)을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 질소산화물 제거효율(%) | 이산화황 제거효율(%) | |
| 실시예 1 | 88.8 | 100 |
| 비교예 3 | 70.9 | 47.5 |
| 비교예 4 | 78 | 78.8 |
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 농도 0.1 mol/L의 과산화수소를 공급하였을 때, 질소산화물 및 이산화황의 제거효율이 각각 88.8% 및 100%로, 비교예 3 및 4에서 과산화수소를 0 mol/L 및 0.05 mol/L의 농도로 공급하였을 때의 질소산화물과 이산화황의 제거효율인 70.9%, 47.5% 및 78%, 78.8%보다 우수함을 확인할 수 있다.
Claims (5)
- 과산화수소 액적을 공급하는 초음파 가습기, 오존공급기, 기상반응기 및 습식 스크러버를 포함하는 가스 제거장치를 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 방법에 있어서,
상기 기상반응기로 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스와 오존을 공급하여 상기 질소산화물 및 황산화물을 산화시키는 단계(단계 1); 및
상기 습식 스크러버를 통해 단계 1에서 산화된 혼합가스를 0.1 내지 5.0 mol/L 농도의 과산화수소 60 내지 90μm 크기의 액적으로 흡수, 제거하는 단계(단계 2)를 포함하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스는 질소가스에 희석하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 기상반응기에서의 가스체류시간은 0.05 내지 0.1 초인 것을 특징으로 하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 기상반응기에서 질소산화물에 대한 오존의 몰비율이 1.0 내지 1.8인 것을 특징으로 하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 과산화수소는 5 내지 35 mmol/min의 몰유량으로 공급되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 및 황산화물 가스 제거방법.
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