KR20200059121A - Adsorbent catalyst for simultaneous removal of nitrogen oxide and sulful oxide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 질소산화물 및 황산화물 동시제거용 흡착촉매제에 관한 것이다.The present invention relates to an adsorption catalyst for simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides.
배기가스 처리장치는 엔진 등의 배기가스 배출장치로부터 배출되는 배기가스를 처리한 후 외부로 배출되도록 하는 장치이다.The exhaust gas treatment device is a device that treats exhaust gas discharged from an exhaust gas discharge device such as an engine and then discharges it to the outside.
이러한 배기가스 처리장치로는 배기가스로부터 황산화물이 제거되도록 하는 스크러버와, 배기가스로부터 질소산화물이 제거되도록 하는 SCR(Selective Catalyst Reduction)이라고 불리우는 선택적 촉매환원장치 등이 있다.Examples of the exhaust gas treatment apparatus include a scrubber to remove sulfur oxides from exhaust gas, and a selective catalyst reduction device called SCR (Selective Catalyst Reduction) to remove nitrogen oxides from exhaust gas.
종래, 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 동시에 제거하기 위해서는 전술한 스크러버와 선택적 촉매환원장치가 모두 구비되어야만 하였다. 이외, 경우에 따라서 배기가스로부터 황산화물을 제거하거나 질소산화물을 제거하는 경우에도 전술한 스크러버와 선택적 촉매환원장치가 모두 구비되어야만 하였다.Conventionally, in order to simultaneously remove sulfur oxides and nitrogen oxides from exhaust gas, both the scrubber and the selective catalytic reduction device described above must be provided. In addition, in some cases, in the case of removing sulfur oxides or nitrogen oxides from exhaust gas, both the scrubber and the selective catalytic reduction device described above had to be provided.
따라서, 선박 등과 같이 여유공간이 많지 않은 곳에서는, 스크러버와 선택적 촉매환원장치를 모두 설치하는 것이 용이하지 않기 때문에, 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 동시에 제거하거나, 경우에 따라 배기가스로부터 황산화물을 제거하거나 질소산화물을 제거하는 것이 용이하지 못하였다.Therefore, in places where there is not much free space, such as a ship, it is not easy to install both a scrubber and a selective catalytic reduction device, and thus simultaneously remove sulfur oxides and nitrogen oxides from the exhaust gas, or in some cases, sulfur oxides from the exhaust gas. It was not easy to remove or remove nitrogen oxides.
또한, 종래 스크러버에서는 해수나 청수 등의 처리수를 배기가스에 분사하여 배기가스로부터 황산화물을 제거하며, 이러한 경우에는 사용되는 처리수의 양이 많기 때문에, 스크러버 이외에, 처리수를 스크러버에 공급하는 구성과, 배기가스로부터 황산화물을 제거하여 황산화물이 포함된 처리수를 처리하는 구성이 별도로 구비되어야만 하였다.In addition, in the conventional scrubber, treated water such as seawater or fresh water is injected into the exhaust gas to remove sulfur oxides from the exhaust gas. In this case, since the amount of the treated water used is large, in addition to the scrubber, the treated water is supplied to the scrubber. The structure and the structure for removing the sulfur oxides from the exhaust gas and treating the treated water containing sulfur oxides had to be provided separately.
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.The present invention has been made by recognizing at least one of the above-described demands or problems occurring in the related art.
본 발명의 목적의 일 측면은, 배기가스에 포함된 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거하거나, 경우에 따라 배기가스로부터 질소산화물을 제거하거나 황산화물을 제거하도록 하는 것이다. One aspect of the object of the present invention is to remove nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the exhaust gas at the same time, or to remove nitrogen oxides or sulfur oxides from the exhaust gas in some cases.
본 발명의 목적의 다른 측면은, 질소산화물 환원제의 사용량을 저감하는 것이다. Another aspect of the object of the present invention is to reduce the amount of nitrogen oxide reducing agent used.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 배기가스 처리장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.An exhaust gas processing apparatus related to one embodiment for realizing at least one of the above-described problems may include the following features.
본 발명의 일실시 형태에 따른 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제는 황산화물 흡착제로서 산화철(Fe2O3), 산화구리(CuO) 및 산화세륨(CeO2)으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 화합물, 및 질소산화물의 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction, SCR) 반응을 위한 촉매로서 바나듐(V), 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있다. The adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides according to an embodiment of the present invention is at least one selected from the group consisting of iron oxide (Fe 2 O 3 ), copper oxide (CuO) and cerium oxide (CeO 2 ) as a sulfur oxide adsorbent. Compound, and a catalyst for selective catalytic reduction (SCR) reaction of nitrogen oxides, may include one or more compounds selected from the group consisting of vanadium (V), tungsten (W), and titanium oxide (TiO 2 ) have.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 배기가스 처리장치로 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 동시에 제거할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously remove sulfur oxides and nitrogen oxides from exhaust gas with one exhaust gas treatment device.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 황산화물 제거 과정에서 생성된 탈황부산물에 의해 질소산화물이 환원되어, 환원제의 사용량을 저감할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, nitrogen oxides are reduced by the desulfurization by-products produced in the process of removing sulfur oxides, thereby reducing the amount of the reducing agent used.
도1은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예의 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예에서 배기가스가 처리되는 것을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 다른 실시예들을 나타내는 도면이다.
도4와 도5는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치가 선박에 설치되는 경우를 나타내는 도면이다.
도6과 도7은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치에 포함되는 흡착촉매부재에 부착되는 흡착촉매제의 성능을 실험한 결과를 나타내는 그래프이다.
도8은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에서 배기가스로부터 질소산화물과 황산화물 각각이 제거되는 관련 화학반응식을 나타내는 도면이다.
도9는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에서 배기가스로부터 질소산화물과 황산화물이 제거되는 과정을 나타내는 일례를 나타내는 도면이다.
도10은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에서 흡착촉매부재에 부착된 흡착촉매제의 흡착제가 흡착제 재생제에 의해서 재생되는 과정을 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of an embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
2 is a view showing that the exhaust gas is treated in an embodiment of the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
3 is a view showing other embodiments of the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
4 and 5 are views showing a case in which the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is installed on a ship.
6 and 7 are graphs showing the results of experiments of the performance of the adsorption catalyst attached to the adsorption catalyst member included in the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
8 is a view showing a related chemical reaction equation in which nitrogen oxide and sulfur oxide are respectively removed from the exhaust gas in the exhaust gas treatment apparatus and the exhaust gas treatment method according to the present invention.
9 is a view showing an example showing the process of removing nitrogen oxides and sulfur oxides from the exhaust gas in the exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method according to the present invention.
10 is a view showing a process in which the adsorbent of the adsorbent catalyst attached to the adsorbent catalyst member is regenerated by the adsorbent regenerant in the exhaust gas treating apparatus and the exhaust gas treating method according to the present invention.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.In order to help understanding of the features of the present invention as described above, it will be described in more detail with respect to the exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method according to an embodiment of the present invention.
이하 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.The embodiments described below will be described based on the most suitable embodiments for understanding the technical features of the present invention, and the technical features of the present invention are not limited by the embodiments described, It is to illustrate that the present invention can be implemented as in the embodiments. Accordingly, the present invention can be implemented in various modifications within the technical scope of the present invention through the embodiments described below, and such modified embodiments will fall within the technical scope of the present invention. In addition, in order to help understanding of the embodiments described below, in the reference numerals in the accompanying drawings, among the components that have the same function in each embodiment, related components are indicated by the same or extended line numbers.
이하, 도1 내지 도10을 참조로 하여 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an exhaust gas processing apparatus and an exhaust gas processing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
도1은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예의 사시도이며, 도2는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예에서 배기가스가 처리되는 것을 나타내는 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 다른 실시예들을 나타내는 도면이며, 도4와 도5는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치가 선박에 설치되는 경우를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of an embodiment of an exhaust gas processing apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view showing that the exhaust gas is processed in an embodiment of the exhaust gas processing apparatus according to the present invention, Figure 3 is the present invention It is a diagram showing other embodiments of the exhaust gas treatment device according to the drawings, and FIGS. 4 and 5 are views showing a case where the exhaust gas treatment device according to the present invention is installed on a ship.
또한, 도6과 도7은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치에 포함되는 흡착촉매부재에 부착되는 흡착촉매제의 성능을 실험한 결과를 나타내는 그래프이다.6 and 7 are graphs showing the results of testing the performance of the adsorption catalyst attached to the adsorption catalyst member included in the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
그리고, 도8은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에서 배기가스로부터 질소산화물과 황산화물 각각이 제거되는 관련 화학반응식을 나타내는 도면이며, 도9는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에서 배기가스로부터 질소산화물과 황산화물이 제거되는 과정을 나타내는 일례를 나타내는 도면이고, 도10은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 배기가스 처리방법에서 흡착촉매부재에 부착된 흡착촉매제의 흡착제가 흡착제 재생제에 의해서 재생되는 과정을 나타내는 도면이다.And, Figure 8 is a view showing a related chemical reaction equation in which nitrogen oxides and sulfur oxides are respectively removed from the exhaust gas in the exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method according to the present invention, Figure 9 is an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention And an example showing the process of removing nitrogen oxides and sulfur oxides from the exhaust gas in the exhaust gas treatment method, and FIG. 10 is an adsorption attached to the adsorption catalyst member in the exhaust gas treatment apparatus and the exhaust gas treatment method according to the present invention. It is a diagram showing the process in which the adsorbent of the catalyst is regenerated by the adsorbent regenerant.
배기가스 처리장치Exhaust gas treatment system
본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)는 반응기(200), 흡착촉매부재(300), 환원제 공급유닛(400) 및, 재생제 공급유닛(500)을 포함할 수 있다.The exhaust
반응기(200)에는 배기가스가 유입될 수 있다. 이를 위해서, 반응기(200)는 배기가스가 배출되는 배기가스 배출장치(ED)에 연결될 수 있다. 예컨대, 반응기(200)는 도4와 도5에 도시된 바와 같이 선박에 구비되는 메인엔진(ME) 또는 발전용 엔진(GE) 등의 배기가스 배출장치(ED)에 연결될 수 있다. 그러나, 반응기(200)에 연결되는 배기가스 배출장치(ED)는 특별히 한정되지 않고, 배기가스가 배출되는 것이라면, 보일러(도시되지 않음) 등 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.Exhaust gas may be introduced into the
반응기(200)는 도1과 도2 및 도3의 (b)에 도시된 바와 같이 높이방향으로 긴 형상이거나 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 길이방향 또는 너비방향으로 긴 형상일 수 있다. 그러나, 반응기(200)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 배기가스 배출장치(ED)에 연결되어 배기가스 배출장치(ED)로부터 배출된 배기가스가 유입되어 유동하며 내부에 흡착촉매부재(300)가 구비될 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.The
반응기(200)에는 도1에 도시된 바와 같이 배기가스 유입구(210)와, 배기가스 배출구(220) 및, 처리부산물 배출구(230)가 구비될 수 있다.The
배기가스 유입구(210)를 통해 반응기(200)에 배기가스가 유입될 수 있다. 이를 위해서, 배기가스 유입구(210)에는 배기가스 배출장치(ED)에 연결된 배기관(PE)이 연결될 수 있다. 그리고, 메인엔진(ME)이나 발전용 엔진(GE) 등의 배기가스 배출장치(ED)에서 배출되고 배기관(PE)을 유동한 배기가스가 배기가스 유입구(210)를 통해 도2에 도시된 바와 같이 반응기(200) 내부에 유입되어 반응기(200) 내부를 유동할 수 있다. 배기가스 유입구(210)는 도1에 도시된 바와 같이 반응기(200)의 하부에 구비될 수 있다. 그러나, 배기가스 유입구(210)가 구비되는 반응기(200)의 부분은 특별히 한정되지 않고, 배기가스 배출장치(ED)에 연결된 배기관(PE)이 연결되어 배기가스 배출장치(ED)에서 배출된 배기가스가 반응기(200) 내부에 유입될 수 있는 부분이라면 반응기(200)의 어떠한 부분에도 구비될 수 있다.Exhaust gas may be introduced into the
반응기(200)에서 처리된 배기가스는 배기가스 배출구(220)를 통해 배출될 수 있다. 예컨대, 반응기(200) 내부를 유동하면서 후술할 바와 같이 황산화물과 질소산화물 중 적어도 하나 이상이 제거된 배기가스는 배기가스 배출구(220)를 통해 배출될 수 있다. 배기가스 배출구(220)에는 도2에 도시된 바와 같이 배기가스 배출관(PD)이 연결될 수 있다. 배기가스 배출구(220)에서 배출된 배기가스는 배기가스 배출관(PD)을 통해 도4에 도시된 바와 같이 배기가스 배출관(PD)에 구비된 터보챠저(TC) 등에 유입되거나, 도5에 도시된 바와 같이 외부로 배출될 수 있다. 배기가스 배출구(220)는 도1에 도시된 바와 같이 반응기(200) 상부에 구비될 수 있다. 그러나, 배기가스 배출구(220)가 구비되는 반응기(200)의 부분은 특별히 한정되지 않고, 반응기(200) 내부를 유동하면서 황산화물과 질소산화물 중 적어도 하나 이상이 제거된 배기가스가 배출될 수 있는 부분이라면 반응기(200)의 어떠한 부분에도 구비될 수 있다.The exhaust gas processed in the
반응기(200)에서 배기가스가 처리되면서, 예컨대 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물 중 적어도 하나 이상이 제거되면서 발생된 처리부산물은 처리부산물 배출구(230)를 통해 배출될 수 있다. 처리부산물 배출구(230)는 도1에 도시된 바와 같이 반응기(200) 하부에 구비될 수 있다. 그러나, 처리부산물 배출구(230)가 구비되는 반응기(200)의 부분은 특별히 한정되지 않고, 반응기(200)에서 배기가스가 처리되면서 발생된 처리부산물이 배출될 수 있는 부분이라면, 반응기(200)의 어떠한 부분에도 구비될 수 있다. 처리부산물 배출구(230)에는 도4와 도5에 도시된 바와 같이 드레인관(PL)이 연결될 수 있다. 그리고, 드레인관(PL)은 처리부산물 수집탱크(TB)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 처리부산물 배출구(230)를 통해 배출된 처리부산물은 드레인관(PL)을 통해 처리부산물 수집탱크(TB)에 저장될 수 있다. 처리부산물 수집탱크(TB)에 저장된 처리부산물은 버려지거나 재활용되도록 별도의 장치(도시되지 않음)에 의해서 처리될 수 있다.As the exhaust gas is processed in the
흡착촉매부재(300)는 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 흡착촉매부재(300)에는 배기가스가 통과하는 배기가스 통과구멍(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 복수개의 배기가스 통과구멍이 흡착촉매부재(300)에 형성될 수 있다. 흡착촉매부재(300)에 형성되는 배기가스 통과구멍의 개수는 특별히 한정되지 않고, 어떠한 개수라도 가능하며, 한 개도 가능하다.The
배기가스 통과구멍은 반응기(200) 내부에서의 배기가스 유동방향과 평행하게 흡착촉매부재(300)에 형성될 수 있다. 예컨대, 흡착촉매부재(300)의 높이방향 또는 두께방향으로 배기가스 통과구멍이 흡착촉매부재(300)에 형성될 수 있다. 그러나, 흡착촉매부재(300)에 형성되는 배기가스 통과구멍의 형상은 특별히 한정되지 않고, 배기가스가 통과할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.The exhaust gas passage hole may be formed in the
흡착촉매부재(300)는 도1에 도시된 바와 같이 소정 두께를 가지는 판형상일 수 있다. 그러나, 흡착촉매부재(300)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 전술한 배기가스 통과구멍이 형성될 수 있고, 반응기(200) 내부에 구비될 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.The
복수개의 흡착촉매부재(300)가 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 이 경우, 복수개의 흡착촉매부재(300)는 서로 소정 간격 이격되게 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 예컨대, 도1과 도2 및 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개의 흡착촉매부재(300)가 반응기(200)의 길이방향 또는 너비방향으로 서로 소정 간격 이격되게 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 또한, 도3의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개의 흡착촉매부재(300)가 반응기(200)의 높이방향으로 서로 소정 간격 이격되게 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 그러나, 복수개의 흡착촉매부재(300)가 반응기(200) 내부에 구비되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 어떠한 구성이라도 가능하다.A plurality of
흡착촉매부재(300)에는 흡착촉매제(도시되지 않음)가 부착될 수 있다. 흡착촉매제는, 예컨대 압출성형이나 접착물질에 의해서 흡착촉매부재(300)에 부착될 수 있다. 그러나, 흡착촉매제가 흡착촉매부재(300)에 부착되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.An adsorption catalyst (not shown) may be attached to the
흡착촉매제는 배기가스에 포함된 황산화물을 흡착하고 배기가스에 포함된 질소산화물을 순차적으로 제거할 수 있다. 또한, 흡착촉매제는 배기가스에 포함된 질소산화물이 환원제에 의해서 질소로 환원되어 배기가스로부터 제거되는 것을 도울 수 있다.The adsorption catalyst can adsorb sulfur oxides contained in exhaust gas and sequentially remove nitrogen oxides contained in exhaust gas. In addition, the adsorption catalyst may help nitrogen oxides contained in the exhaust gas be reduced to nitrogen by a reducing agent and removed from the exhaust gas.
흡착촉매제는 흡착제와 촉매를 포함할 수 있다. 예컨대, 흡착촉매제는 흡착제와 촉매가 혼합된 분말형태일 수 있다. 그리고, 분말형태인 흡착촉매제가 압출성형이나 접착물질에 의해서 흡착촉매부재(300)에 부착될 수 있다. 이외에, 분말형태의 촉매가 먼저 압출성형이나 접착물질에 의해서 흡착촉매부재(300)에 부착된 후에, 분말형태의 흡착제가 접착물질이나 압출성형에 의해서 흡착촉매부재(300)에 부착될 수도 있다. 그러나, 흡착촉매제의 형태와 흡착촉매부재(300)에 부착되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 흡착제와 촉매를 포함하는 형태와 구성이라면 어떠한 형태와 구성이라도 가능하다.The adsorption catalyst may include an adsorbent and a catalyst. For example, the adsorption catalyst may be a powder form in which the adsorbent and the catalyst are mixed. In addition, the adsorption catalyst in powder form may be attached to the
흡착제는 배기가스에 포함된 황산화물이 흡착되고 질소산화물이 순차적으로 제거되도록 할 수 있다. 예컨대, 배기가스에 포함된 황산화물이 화학반응에 의해서 흡착제에 흡착되어 탈황부산물로 됨으로써 배기가스로부터 제거될 수 있다. 그리고, 탈황부산물이 배기가스에 포함된 질소산화물과 화학반응하여 탈질부산물이 됨으로써 배기가스로부터 질소산화물이 제거될 수 있다.The adsorbent may allow sulfur oxides contained in the exhaust gas to be adsorbed and nitrogen oxides to be sequentially removed. For example, the sulfur oxides contained in the exhaust gas can be removed from the exhaust gas by being adsorbed to the adsorbent by a chemical reaction to become a desulfurization by-product. In addition, nitrogen oxides may be removed from the exhaust gas by chemically reacting the desulfurization by-product with the nitrogen oxide contained in the exhaust gas to become a denitrification by-product.
흡착제는 산화철(Fe2O3)과 산화구리(CuO) 및 산화세륨(CeO2) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 흡착제는, 전술한 바와 같이 배기가스에 포함된 황산화물이 흡착되어 탈황부산물이 되고 탈황부산물이 배기가스에 포함된 질소산화물과 반응하여 탈질부산물이 됨으로써, 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물이 제거되도록 하는 역할 이외에, 흡착촉매제에 포함되는 촉매의 활성을 높이는 조촉매의 역할도 할 수 있다.The adsorbent may include at least one of iron oxide (Fe 2 O 3 ), copper oxide (CuO), and cerium oxide (CeO 2 ). As described above, as described above, the sulfur oxides contained in the exhaust gas are adsorbed to become desulfurization byproducts, and the desulfurization byproduct reacts with nitrogen oxides contained in the exhaust gas to become denitrification byproducts, thereby removing sulfur oxides and nitrogen oxides from the exhaust gas. In addition to the role to be possible, it can also serve as a co-catalyst to increase the activity of the catalyst contained in the adsorption catalyst.
흡착제가, 예컨대 산화철(Fe2O3)인 경우에, 배기가스에 포함된 황산화물은 아래의 화학반응식1과 같이 흡착제에 흡착되어 탈황부산물이 됨으로써 배기가스로부터 제거될 수 있다.When the adsorbent is, for example, iron oxide (Fe 2 O 3 ), the sulfur oxides contained in the exhaust gas may be removed from the exhaust gas by being adsorbed to the adsorbent as a
[화학반응식1][Chemical Reaction Formula 1]
2Fe2O3 + 4SO2 + O2 = 4FeSO4 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2 = 4FeSO 4
또한, 이 경우 배기가스에 포함된 질소산화물은 아래의 화학반응식2와 같이 탈황부산물과 반응하여 탈질부산물이 됨으로써 배기가스로부터 제거될 수 있다.In addition, in this case, nitrogen oxides contained in the exhaust gas may be removed from the exhaust gas by reacting with the desulfurization by-product as shown in Chemical Reaction Formula 2 below to become a denitrification by-product.
[화학반응식2][Chemical Reaction Formula 2]
FeSO4 + NO = Fe(NO)SO4 FeSO 4 + NO = Fe (NO) SO 4
한편, 흡착제는 후술할 재생제 공급유닛(500)에 의해서 반응기(200) 내부에 공급된 재생제에 의해서 재생될 수 있다. 재생제는 후술할 바와 같이, 예컨대 수산화나트륨(NaOH) 등의 알칼리 수용액일 수 있다. 그리고, 알칼리 수용액인 재생제가 재생제 공급유닛(500)에 의해서 반응기(200) 내부에 공급되면, 재생제는 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물, 탈황부산물 및, 탈질부산물과 화학반응하여 흡착제 전구체를 만들 수 있다. 예컨대, 흡착제가 산화철(Fe2O3)인 경우에, 재생제는 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물, 탈황부산물 및, 탈질부산물과 화학반응하여 흡착제 전구체인 수산화철(Fe(OH)3)을 생성할 수 있다. 그리고, 흡착제 전구체인 수산화철(Fe(OH)3)은 반응기(200) 내부의 배기가스의 열에 의해서 열분해되어 흡착제인 산화철(Fe2O3)로 재생될 수 있다. 이와 같이 흡착제가 재생제에 의해서 재생되기 때문에, 흡착제를 추가로 공급해 줄 필요가 없다. Meanwhile, the adsorbent may be regenerated by the regenerant supplied inside the
후술할 바와 같이 배기가스가 반응기(200)에 유입되기 전에 배기가스에는 환원제 공급유닛(400)에 의해서, 암모니아(NH3) 등의 환원제나, 환원제가 되는 요소수 등의 환원제 전구체가 혼합될 수 있다. 그리고, 반응기(200) 내에서 배기가스에 포함된 질소산화물은 아래의 화학반응식3과 같이 환원제에 의해서 질소로 환원되어 배기가스로부터 제거될 수 있다.As described later, before the exhaust gas flows into the
[화학반응식3][Chemical Reaction Formula 3]
4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O 4NO + 4NH 3 + O 2 = 4N 2 + 6H 2 O
이 경우, 흡착촉매제에 포함되는 전술한 촉매는 배기가스에 포함된 질소산화물이 환원제에 의해서 질소로 환원되어 배기가스로부터 제거되는 것을 도울 수 있다. 그러므로, 배기가스에 포함된 질소산화물은 환원제와 촉매에 의해서 질소로 환원되어 배기가스로부터 제거될 수 있다.In this case, the above-described catalyst included in the adsorption catalyst may help nitrogen oxides contained in the exhaust gas be reduced to nitrogen by a reducing agent and removed from the exhaust gas. Therefore, the nitrogen oxides contained in the exhaust gas can be reduced to nitrogen by a reducing agent and a catalyst and removed from the exhaust gas.
반응기(200)에서 배기가스에 포함된 질소산화물은, 전술한 바와 같이, 탈황부산물과 반응하여 탈질부산물이 됨으로써 배기가스로부터 제거되거나, 환원제와 촉매에 의해서 질소로 환원되어 배기가스로부터 제거될 수 있다.The nitrogen oxides contained in the exhaust gas in the
흡착촉매제에 포함되는 촉매는 바나듐(V)과 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 질소산화물 제거 효율을 향상시키는 측면에서, 촉매는 바나듐(V)과 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)을 모두 포함하는 것이 바람직하며, 이때 촉매 전체 중량을 기준으로 바나듐(V)은 0.1 내지 5 중량%, 텅스텐(W)은 0.1 내지 10 중량%, 산화티타늄(TiO2)은 85 내지 99.8 중량% 포함될 수 있다. 촉매의 각 성분의 함량은 상기 범위 내에서 최대의 질소산화물 제거율을 나타내며, 바나듐(V)과 텅스텐(W)이 함께 존재하는 경우 질소산화물의 환원 반응이 더욱 활성화된다.The catalyst included in the adsorption catalyst may include at least one of vanadium (V), tungsten (W), and titanium oxide (TiO 2 ). In terms of improving the efficiency of removing nitrogen oxides, the catalyst preferably includes both vanadium (V) and tungsten (W) and titanium oxide (TiO 2 ), wherein vanadium (V) is 0.1 to 0.1 based on the total weight of the catalyst. 5% by weight, tungsten (W) is 0.1 to 10% by weight, titanium oxide (TiO 2 ) may be included from 85 to 99.8% by weight. The content of each component of the catalyst represents the maximum nitrogen oxide removal rate within the above range, and when vanadium (V) and tungsten (W) are present together, the reduction reaction of nitrogen oxide is further activated.
특히, 상기 촉매에 있어서, 바나듐(V)의 함량이 0.1 중량% 미만이면 질소산화물 환원 반응의 활성이 나타나지 않을 우려가 있다. 반면, 바나듐(V)의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우에는 과량의 바나듐(V)이 배기가스 내 SO2를 산화시킴으로써 SO3를 형성하고, 이러한 SO3로 인해 촉매가 피독되어 질소산화물 환원율이 떨어질 수 있다. 한편, 텅스텐의 함량이 10 중량%를 초과하는 경우 비용 대비 질소산화물의 제거율 향상 측면을 고려할 때 바람직하지 않다.In particular, in the catalyst, if the content of vanadium (V) is less than 0.1% by weight, there is a fear that the activity of the nitrogen oxide reduction reaction will not appear. On the other hand, when the content of vanadium (V) exceeds 5% by weight, excess vanadium (V) forms SO 3 by oxidizing SO 2 in the exhaust gas, and the catalyst is poisoned due to the SO 3 to reduce the rate of nitrogen oxide reduction. This can fall. On the other hand, when the content of tungsten exceeds 10% by weight, considering the aspect of improving the removal rate of nitrogen oxide compared to the cost, it is not preferable.
예컨대, 촉매는 바나듐(V)과 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)이 각각 5중량%와 9중량% 및 86중량%로 이루어지며, 지지체인 산화티타늄(TiO2)에 바나듐(V)과 텅스텐(W)이 부착되거나 삽입된 형태로 이루어질 수 있다. 그러나, 촉매의 조성과 형태는 특별히 한정되지 않고, 바나듐(V)과 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 조성과 형태라면 어떠한 조성과 형태라도 가능하다.For example, the catalyst is composed of vanadium (V), tungsten (W), and titanium oxide (TiO 2 ) of 5% by weight, 9% by weight, and 86% by weight, respectively, and vanadium (V) in titanium oxide (TiO 2 ) as a support. And tungsten (W) may be attached or inserted. However, the composition and form of the catalyst are not particularly limited, and any composition and form may be used as long as it is at least one of vanadium (V), tungsten (W), and titanium oxide (TiO 2 ).
흡착촉매제에 있어서 흡착제와 촉매의 혼합 비율은 1:0.1 내지 1:10인 것이 바람직하다. 흡착제와 촉매의 혼합 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우, 흡착제 또는 촉매의 함량이 지나치게 적으므로 배기가스로부터 황산화물 또는 질소산화물이 충분히 제거되지 않을 수 있다. In the adsorption catalyst, the mixing ratio of the adsorbent and catalyst is preferably 1: 0.1 to 1:10. When the mixing ratio of the adsorbent and the catalyst is out of the above range, the content of the adsorbent or the catalyst is too small, so that sulfur oxide or nitrogen oxide may not be sufficiently removed from the exhaust gas.
또한, 상기 흡착촉매제는 200℃ 내지 500℃, 바람직하게는 250℃ 내지 500℃ 온도에서 황산화물과 질소산화물을 제거하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 질소산화물 환원 반응의 촉매 활성 온도 범위와 일치하는 것이다. 따라서, 상기 온도 범위를 벗어나는 경우에는 황산화물 흡착 반응에는 크게 영향을 미치지 않으나, 질소산화물의 환원 반응 활성이 50% 미만으로 나타나 질소산화물 환원율이 급격하게 저하되므로 바람직하지 않다.In addition, the adsorption catalyst may be used to remove sulfur oxides and nitrogen oxides at a temperature of 200 ° C to 500 ° C, preferably 250 ° C to 500 ° C, which is consistent with the catalytic activity temperature range of the nitrogen oxide reduction reaction. Therefore, when the temperature is outside the above range, the adsorption reaction of sulfur oxides is not significantly affected, but the reduction activity of nitrogen oxides is shown to be less than 50%, and the nitrogen oxide reduction rate is rapidly reduced, which is not preferable.
도6은 본 발명에서와 같이 흡착제와 촉매를 혼합하여 흡착촉매제가 이루어지는 경우, 흡착촉매제에 포함되는 흡착제가 질소산화물의 질소로의 환원율에 영향을 주는가를 실험한 그래프이다.6 is a graph showing whether the adsorption catalyst contained in the adsorption catalyst affects the reduction rate of nitrogen oxides to nitrogen when the adsorption catalyst is made by mixing the adsorbent and the catalyst as in the present invention.
도시된 바와 같이 산화철(Fe2O3)인 흡착제만 사용하는 경우, 바나듐(V)과 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 촉매만 사용하는 경우 및, 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하는 경우로 나누었다. 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하는 경우에는, 촉매와 흡착제의 혼합비율이 각각 1:0.1, 1:0.3, 1:1, 1:3 및 1:6인 경우로 다시 나누었다. 그리고, 황산화물은 없고 질소산화물만 있는 배기가스에 대하여 동일한 양의 환원제에 의한 질소산화물의 질소로의 환원율을 측정하였다.As shown, when only an adsorbent that is iron oxide (Fe 2 O 3 ) is used, when only a catalyst composed of vanadium (V), tungsten (W), and titanium oxide (TiO 2 ) is used, and the adsorption catalyst according to the present invention is used. Divided into use cases. In the case of using the adsorption catalyst according to the present invention, the mixing ratios of the catalyst and the adsorbent were divided into 1: 0.1, 1: 0.3, 1: 1, 1: 3, and 1: 6, respectively. Then, the reduction rate of nitrogen oxides to nitrogen by the same amount of a reducing agent was measured for exhaust gas without sulfur oxides and only nitrogen oxides.
도6의 그래프에서 알 수 있듯이, 산화철(Fe2O3)인 흡착제만 사용하는 경우에는 배기가스의 온도에 관계없이 질소산화물의 환원율이 비교적 낮았다. 그리고, 배기가스의 온도가 200℃ 보다 낮은 경우에는, 질소산화물의 환원율이 촉매만 사용하는 경우보다 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하는 경우 낮았다. 그러나, 배기가스의 온도가 본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 운영범위 내인 200℃ 이상 400℃ 미만의 경우에는, 질소산화물의 환원율이 촉매만 사용하는 경우와 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하는 경우 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었으며, 오히려 200℃ 내지 300℃의 온도 범위에서는 본 발명에 따르는 흡착촉매제를 사용하는 경우의 질소산화물 환원율이, 촉매만 사용하는 경우의 질소산화물 환원율보다 높았다.As can be seen from the graph of FIG. 6, when only an adsorbent that is iron oxide (Fe 2 O 3 ) was used, the reduction rate of nitrogen oxide was relatively low regardless of the temperature of the exhaust gas. And, when the temperature of the exhaust gas was lower than 200 ° C, the reduction rate of nitrogen oxide was lower when the adsorption catalyst according to the present invention was used than when only the catalyst was used. However, when the temperature of the exhaust gas is 200 ° C or more and less than 400 ° C, which is within the operating range of the exhaust
따라서, 이를 통해 흡착제와 촉매를 혼합한 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하더라도, 흡착제에 관계없이 배기가스에 포함된 질소산화물을 산화제와 촉매에 의해서 질소로 환원시킬 수 있음을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that even if the adsorption catalyst according to the present invention in which the adsorbent and the catalyst are mixed is used, the nitrogen oxide contained in the exhaust gas can be reduced to nitrogen by the oxidant and the catalyst regardless of the adsorbent.
아래의 표1은 본 발명에 따른 흡착촉매제의 황산화물 흡착 능력을 알아보기 위하여 실험한 것을 나타낸 것이다.Table 1 below shows that the adsorption catalyst according to the present invention was tested to find out its ability to adsorb sulfur oxides.
황산화물만 있는 배기가스에 대해서 실험이 이루어졌으며, 아래의 표1에서 알 수 있는 바와 같이 산화구리(CuO)인 흡착제만 사용한 경우의 황산화물 흡착량을 기준으로 하였다. 또한, 바나듐(V)과 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 촉매만 사용하는 경우, 산화철(Fe2O3)인 흡착제만 사용하는 경우 및, 흡착제와 촉매의 혼합비율이 1:1인 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하는 경우로 나누었다. 그리고, 각각의 경우에, 산화구리(CuO)인 흡착제만 사용한 경우와 대비하여, 증가된 황산화물 흡착량을 %로 나타내었다.Experiments were conducted on exhaust gas containing only sulfur oxides, and as shown in Table 1 below, it was based on the amount of sulfur oxides adsorbed when only the copper oxide (CuO) adsorbent was used. In addition, when only a catalyst composed of vanadium (V), tungsten (W), and titanium oxide (TiO 2 ) is used, only an adsorbent that is iron oxide (Fe 2 O 3 ) is used, and the mixing ratio of the adsorbent and the catalyst is 1: It was divided into the case of using the adsorption catalyst according to the present invention for one person. In addition, in each case, compared to the case where only an adsorbent that is copper oxide (CuO) was used, the increased amount of adsorbed sulfur oxides was expressed as%.
표1에서 알 수 있듯이, 촉매만 사용하는 경우에는 배기가스에 포함된 황산화물이 전혀 흡착되지 않았다. 또한, 흡착제만 사용하는 경우에는, 흡착제로 산화철(Fe2O3)을 사용하는 경우가, 흡착제로 산화구리(CuO)를 사용하는 경우보다 황산화물 흡착량이 3배 많았다. 그리고, 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하는 경우에는 산화철(Fe2O3)인 흡착제만을 사용하는 경우보다 황산화물 흡착량이 작았으나, 산화구리(CuO)인 흡착제만을 사용하는 경우보다는 황산화물 흡착량이 2배 많았다.As can be seen from Table 1, when only the catalyst was used, no sulfur oxides contained in the exhaust gas were adsorbed. In addition, in the case of using only the adsorbent, the use of iron oxide (Fe 2 O 3 ) as the adsorbent was three times greater than the use of copper oxide (CuO) as the adsorbent. In addition, when the adsorption catalyst according to the present invention was used, the amount of adsorbed sulfur oxides was smaller than when using only the adsorbent which is iron oxide (Fe 2 O 3 ), but the amount of adsorbed sulfur oxides was higher than when only the adsorbent that was copper oxide (CuO) was used. It was twice as many.
따라서, 흡착제와 촉매를 혼합한 본 발명에 따른 흡착촉매제를 사용하더라도, 촉매에 관계없이 배기가스에 포함된 황산화물을 흡착제에 의해서 흡착할 수 있음을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that even when the adsorption catalyst according to the present invention in which the adsorbent and the catalyst are mixed is used, the sulfur oxides contained in the exhaust gas can be adsorbed by the adsorbent regardless of the catalyst.
황산화물 흡착량 증가율(%)Based on adsorption amount of sulfur oxide of adsorbent CuO
Sulfur oxide adsorption rate increase rate (%)
도7은 배기가스에 질소산화물이 있는 경우와, 질소산화물과 황산화물이 모두 있는 경우에, 동일한 양의 환원제와 본 발명에 따른 흡착촉매제에 의한, 질소산화물의 질소로의 환원율에 대하여 측정한 것을 나타내는 그래프이다. 실험에 사용된 흡착촉매제는 흡착제와 촉매를 1:1 비율로 혼합한 것이다. 도시된 바와 같이, 황산화물이 배기가스에 포함된다고 하더라도, 환원제와 본 발명에 따른 흡착촉매제에 의한 질소산화물의 질소로의 환원율이 변동되지 않음을 알 수 있다.상기한 점들을 토대로 하여 볼 때, 본 발명에 따른 흡착촉매제는 배기가스에 포함된 황산화물을 흡착하며 환원제에 의한 질소산화물의 질소로의 환원을 도와서, 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 제거할 수 있다는 것을 알 수 있다.FIG. 7 shows the measurement of the nitrogen oxide to nitrogen reduction rate by the same amount of the reducing agent and the adsorption catalyst according to the present invention when nitrogen oxide is present in the exhaust gas and when both nitrogen oxide and sulfur oxide are present. It is a graph to show. The adsorption catalyst used in the experiment is a mixture of adsorbent and catalyst in a 1: 1 ratio. As shown, even if sulfur oxides are included in the exhaust gas, it can be seen that the reduction rate of nitrogen oxides to nitrogen by the reducing agent and the adsorption catalyst according to the present invention does not fluctuate. Based on the above points, It can be seen that the adsorption catalyst according to the present invention adsorbs the sulfur oxides contained in the exhaust gas and helps the reduction of nitrogen oxides to nitrogen by the reducing agent, thereby removing sulfur oxides and nitrogen oxides from the exhaust gas.
환원제 공급유닛(400)은 배기가스가 반응기(200)에 유입되기 전에 배기가스에 환원제나 환원제가 되는 환원제 전구체를 혼합시킬 수 있다. 환원제 공급유닛(400)에 의해서 배기가스에 혼합되는 환원제는, 예컨대 암모니아(NH3)일 수 있다. 그러나, 환원제는 특별히 한정되지 않고, 배기가스에 혼합되어 반응기(200)에서 흡착촉매제의 촉매의 도움을 받아 배기가스에 포함된 질소산화물이 질소로 환원되어 배기가스로부터 제거되도록 할 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다. 환원제 공급유닛(400)에 의해서 배기가스에 혼합되는 한원제 전구체는, 예컨대 요소수일 수 있다. 요소수는 배기가스에 혼합되면 암모니아(NH3)가 될 수 있다. 그러나, 환원제 전구체는 특별히 한정되지 않고, 배기가스에 혼합되어 전술한 암모니아(NH3) 등의 환원제가 될 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.The reducing
반응기(200) 내부에서 배기가스에 포함된 일부의 질소산화물이 환원제와 흡착촉매제의 촉매에 의해서 제거될 수 있는 양만큼만, 환원제나 환원제 전구체가 환원제 공급유닛(400)에 의해서 배기가스에 혼합되도록 할 수 있다. 이러한 경우, 배기가스에 포함된 질소산화물 중 일부는 환원제와 흡착촉매제의 촉매에 의해서 제거되고, 나머지 질소산화물 중 적어도 일부는 흡착촉매제의 흡착제에 의해서 제거될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 배기가스에 포함된 질소산화물 중 일부는 환원제와 흡착촉매제의 촉매에 의한 질소산화물의 질소로의 환원에 의해서 배기가스로부터 제거될 수 있다. 그리고, 배기가스에 포함된 나머지 질소산화물 중 적어도 일부는, 흡착제에 배기가스에 포함된 황산화물이 화학반응에 의해 흡착되어 탈황부산물이 되고 탈황부산물이 배기가스에 포함된 질소산화물과 반응하여 탈질부산물이 됨으로써, 배기가스로부터 제거될 수 있다.The amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas inside the
이에 의해서, 비교적 적은 양의 환원제나 환원제 전구체를 사용할 수 있기 때문에, 배기가스에 혼합되는 환원제나 환원제 전구체의 양과 환원제 공급유닛(400)의 크기, 예컨대 후술할 환원제 저장탱크(410) 등의 크기를 작게 할 수 있다.Accordingly, since a relatively small amount of the reducing agent or the reducing agent precursor can be used, the amount of the reducing agent or reducing agent precursor mixed in the exhaust gas and the size of the reducing
환원제 공급유닛(400)은 도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 환원제 저장탱크(410)와, 환원제 공급관(420)을 포함할 수 있다.The reducing
환원제 저장탱크(410)에는 전술한 암모니아(NH3) 등의 환원제나 요소수 등의 환원제 전구체가 저장될 수 있다. 환원제 공급관(420)의 일측은, 반응기(200), 예컨대 반응기(200)의 배기가스 유입구(210)에 연결되며 배기가스가 유동하는 배기관(PE)에 연결되고, 타측은 환원제 저장탱크(410)에 연결될 수 있다. 이외, 환원제 공급관(420)의 일측은 반응기(200)의 배기가스 유입구(210)에 연결될 수도 있다. 환원제 공급관(420)에는 개폐밸브(VL)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 환원제 공급관(420)의 개폐밸브(VL)가 열리면, 도2에 도시된 바와 같이 환원제 저장탱크(410)에 저장된 환원제나 환원제 전구체가, 환원제 공급관(420)을 통해, 반응기(200)에 유입되기 전의 배기가스에 공급되어, 배기가스에 혼합될 수 있다. 환원제나 환원제 전구체는 반응기(200)에 유입되기 전의 배기가스에 혼합되기 전에, 도4와 도5에 도시된 바와 같이 기화기(VP)에 의해서 기화될 수도 있다.In the reducing
재생제 공급유닛(500)은 흡착촉매부재(300)에 부착되는 흡착촉매제에 포함된 흡착제를 재생시킬 수 있는 재생제를 반응기(200)에 공급할 수 있다. 재생제 공급유닛(500)에서 공급하는 재생제는, 예컨대 수산화나트륨(NaOH) 수용액 등의 알칼리 수용액일 수 있다.The
전술한 바와 같이, 반응기(200) 내부에서, 배기가스에 포함된 황산화물이 흡착촉매제에 포함된 흡착제에 화학반응에 의해서 흡착되면, 반응부산물로 탈황부산물이 생성된다. 또한, 탈황부산물이 배기가스에 포함된 질소산화물과 화학반응하면, 반응부산물로 탈질부산물이 생성된다. 이와 같이 배기가스가 처리되는 과정에서 탈황부산물과 탈질부산물이 생성되어, 배기가스에는 황산화물과 질소산화물 이외에도 탈황부산물과 탈질부산물이 포함될 수 있다. 이러한 반응기(200) 내부의 배기가스에 수산화나트륨(NaOH) 수용액 등의 알칼리 수용액을 재생제로 공급하면, 재생제가 배기가스에 포함된 황산화물, 질소산화물, 탈황부산물 및, 탈질부산물과 화학반응하여 흡착제 전구체가 만들어질 수 있다. 그리고, 흡착제 전구체는 배기가스의 열로 열분해 되어 흡착제로 재생될 수 있다. 이와 같이 흡착제가 재생제에 의해서 재생되기 때문에, 흡착제를 추가로 공급해 줄 필요가 없다.As described above, inside the
예컨대, 흡착제가 산화철(Fe2O3)인 경우에, 수산화나트륨(NaOH) 수용액 등의 알칼리 수용액을 재생제로 반응기(200) 내부에 공급하면, 재생제인 수산화나트륨(NaOH) 수용액 등의 알칼리 수용액이 배기가스에 포함된 황산화물, 질소산화물, 탈황부산물 및, 탈질부산물과 화학반응하여, 흡착제 전구체로 수산화철(Fe(OH)3)이 만들어질 수 있다. 그리고, 수산화철(Fe(OH)3)인 흡착제 전구체는 배기가스의 열로 열분해 되어 흡착제인 산화철(Fe2O3)로 재생될 수 있다.For example, when the adsorbent is iron oxide (Fe 2 O 3 ), when an alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution is supplied into the
전술한 바와 같이 흡착제 전구체가 배기가스의 열로 열분해 되어 흡착제로 재생되기 위해서, 반응기(200) 내부의 배기가스의 온도는 200℃ 이상일 수 있다. 반응기(200) 내부의 배기가스의 온도가 200℃ 미만이면 흡착제 전구체가 배기가스의 열로 열분해되지 않게 된다. 이 경우, 흡착제 전구체의 열분해와, 환원제와, 흡착촉매제의 촉매에 의한 질소산화물의 질소로의 환원이 가능하도록 반응기(200) 내부의 배기가스의 온도는 200℃ 이상 500℃ 미만일 수 있다. 반응기(200) 내부의 배기가스의 온도가 500℃ 이상이면, 흡착제 전구체의 열분해는 이루어지나, 환원제와, 흡착촉매제의 촉매에 의한 질소산화물의 질소로의 환원은 이루어지지 않게 된다.As described above, in order for the adsorbent precursor to be thermally decomposed by the heat of the exhaust gas and regenerated with the adsorbent, the temperature of the exhaust gas inside the
재생제 공급유닛(500)에서 공급하는 재생제는 전술한 수산화나트륨(NaOH)에 한정되지 않고, 알칼리 수용액이라면, 예컨대 수산화칼륨(KOH) 수용액 등 어떠한 것이라도 가능하다.The regeneration agent supplied from the regeneration
한편, 재생제는 배기가스에 포함된 황산화물과 먼저 반응하면 전술한 바와 같이 흡착촉매제에 포함된 흡착제를 재생시킬 수 없게 된다. 이를 방지하기 위해서, 재생제 공급유닛(500)에서는 배기가스가 반응기(200)에 유입된 이후에 반응기(200) 내부에 재생제를 공급할 수 있다. 이에 따라, 배기가스에 포함된 황산화물이 소정 정도 배기가스로부터 제거된 이후의 반응기(200) 내부의 부분에 재생제를 공급할 수 있다.On the other hand, when the reactant reacts first with the sulfur oxides contained in the exhaust gas, the adsorbent contained in the adsorbent catalyst cannot be regenerated as described above. In order to prevent this, the
도1과 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 재생제 공급유닛(500)에서는 배기가스 유동방향으로 배기가스 유입구(210)로부터 소정 거리 떨어진 상기 반응기(200) 내부의 부분에 재생제를 공급할 수 있다. 예컨대, 도1과 도2 및 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개의 흡착촉매부재(300)가 반응기(200)의 길이방향 또는 너비방향으로 서로 소정 간격 이격되게 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 이 경우에는, 도1과 도2에 도시된 바와 같이, 재생제 공급유닛(500)에서는 배기가스 배출구(220) 측의 반응기(200) 내부의 부분, 예컨대 반응기(200) 내부의 상부에 재생제를 공급할 수 있다. 이외, 도3의 (a)에 도시된 바와 같이, 재생제 공급유닛(500)에서는 반응기(200)의 내부의 상부에 재생제를 공급할 수 있다. 또한, 도3의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수개의 흡착촉매부재(300)가 반응기(200)의 높이방향으로 서로 소정 간격 이격되게 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 이 경우에는, 제일 아래에 구비된 흡착촉매부재(300)가 구비된 반응기(200) 내부의 부분에는 재생제를 공급하지 않고, 제일 아래에 구비된 흡착촉매부재(300) 위의 흡착촉매부재(300)들 이 구비된 반응기(200) 내부의 부분에 재생제가 공급될 수 있다.1, 2, and 3, the
재생제 공급유닛(500)은 도2에 도시된 바와 같이 재생제 저장탱크(510)와, 재생제 공급관(520) 및, 재생제 분사노즐(530)을 포함할 수 있다. 재생제 저장탱크(510)에는 전술한 수산화나트륨(NaOH) 수용액 등과 같은 알칼리 수용액인 재생제가 저장될 수 있다. 재생제 공급관(520)의 일측은 재생제 저장탱크(510)에 연결될 수 있다. 재생제 공급관(520)의 타측은 반응기(200)의 일면을 관통하여 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 예컨대, 도2와 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 재생제 공급관(520)의 타측은 반응기(200)의 상부 일면을 관통하여 반응기(200) 내부에 구비될 수 있다. 이외에, 재생제 공급관(520)의 타측은 도3의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개로 분지된 후, 반응기(200)의 일면을 각각 관통하여, 복수개의 흡착촉매부재(300) 각각의 위의 반응기(200) 내부의 부분에 구비될 수 있다. 재생제 공급관(520)에는 개폐밸브(VL)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 재생제 공급관(520)의 개폐밸브(VL)가 열리면, 재생제 저장탱크(510)에 저장된 재생제가 재생제 공급관(520)을 유동할 수 있다. 재생제 분사노즐(530)은 반응기(200) 내부에 구비된 재생제 공급관(520)의 부분에 구비될 수 있다. 재생제 공급관(520)을 유동한 재생제는 재생제 분사노즐(530)에 의해서 반응기(200) 내부에 분사될 수 있다. 재생제는 반응기(200) 내부에 공급되기 전에 재생제 공급관(520)을 유동하면서 도4와 도5에 도시된 바와 같이 기화기(VP)에 의해서 기화될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the regeneration
한편, 환원제 공급유닛(400)에 의한 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합과, 재생제 공급유닛(500)에 의한 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급은, 필요에 따라, 함께 이루어지거나 각각만 이루어질 수 있다.On the other hand, the mixing of the reducing agent or the reducing agent precursor to the exhaust gas by the reducing
배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 모두 제거할 필요가 있는 경우에는, 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합과, 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급이 함께 이루어질 수 있다. 또한, 배기가스로부터 황산화물만을 제거할 필요가 있는 경우에는, 질소산화물 제거를 위한 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합이 필요하지 않기 때문에, 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급만이 이루어질 수 있다. 그리고, 배기가스로부터 질소산화물만을 제거할 필요가 있는 경우에는, 황산화물 제거를 위한, 흡착촉매제의 흡착제의 재생이 필요하지 않아서 반응기(200) 내부에의 재생제 공급이 필요하지 않기 때문에, 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합만이 이루어질 수 있다. 더불어, 흡착촉매제의 재생, 즉 흡착촉매제의 흡착제의 재생이 필요한 경우에는, 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급만이 이루어질 수 있다.When it is necessary to remove both sulfur oxides and nitrogen oxides from the exhaust gas, mixing of a reducing agent or a reducing agent precursor to the exhaust gas and supply of a regenerant into the
본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)는, 예컨대 선박에 구비될 수 있다. 이 경우, 배기가스 처리장치(100)는 도4의 상측부분에 도시된 바와 같이 터보챠저(TC) 전에 구비될 수 있거나, 도5의 상측부분에 도시된 바와 같이 같이 터보챠저(TC) 뒤에 구비될 수 있다.The exhaust
선박이 배출규제지역(ECA: Emission Control Area)이면서 황배출규제지역(SECA: Sulphur Emission Control Area)도 되는 지역을 지나는 경우에는, 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 모두 제거할 필요가 있다. 따라서, 이러한 경우에는, 환원제 공급유닛(400)에 의한 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합과, 재생제 공급유닛(500)에 의한 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급이 함께 이루어질 수 있다.When a ship passes through an area that is also an emission control area (ECA) and also a sulfur emission control area (SECA), it is necessary to remove both sulfur oxides and nitrogen oxides from exhaust gas. Therefore, in this case, mixing of the reducing agent or the reducing agent precursor to the exhaust gas by the reducing
또한, 선박이 배출규제지역(ECA: Emission Control Area)은 아니나 황배출규제지역(SECA: Sulphur Emission Control Area)인 지역을 지나는 경우 또는 황함유 기준을 만족하지 못하는 연료를 사용하는 경우에는, 배기가스로부터 황산화물만을 제거해도 된다. 따라서, 이 경우에는 질소산화물 제거를 위한 환원제 공급유닛(400)에 의한 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합은 하지 않아도 된다. 그리고, 흡착촉매부재(300)에 부착된 흡착촉매제의 흡착제를 재생하기 위해서, 재생제 공급유닛(500)에 의한 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급만이 이루어질 수 있다.In addition, when a ship passes through an area that is not an emission control area (ECA) but a sulfur emission control area (SECA) or uses fuel that does not satisfy the sulfur content standards, exhaust gas You may remove only sulfur oxide from. Therefore, in this case, it is not necessary to mix the reducing agent or the reducing agent precursor to the exhaust gas by the reducing
그리고, 선박이 배출규제지역(ECA: Emission Control Area)이기는 하나, 황배출규제지역(SECA: Sulphur Emission Control Area)은 아닌 지역을 지나는 경우에는, 배기가스로부터 질소산화물만을 제거해도 된다. 따라서, 이 경우에는, 흡착촉매부재(300)에 부착된 흡착촉매제의 흡착제를 재생하지 않아도 되기 때문에, 환원제 공급유닛(400)에 의한 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합만이 이루어질 수 있다.Further, although the ship is an emission control area (ECA), but passes through an area other than the sulfur emission control area (SECA), only nitrogen oxide may be removed from the exhaust gas. Therefore, in this case, since it is not necessary to regenerate the adsorbent of the adsorbent catalyst attached to the
더불어, 선박이 배출규제지역(ECA: Emission Control Area)과 황배출규제지역(SECA: Sulphur Emission Control Area)이 모두 아닌 지역을 지나더라도, 황함유량이 높은 고유황유를 연료로 사용하는 경우에는, 황산화물 배출 규제에 대응할 필요가 있다. 이 경우에는, 질소산화물 제거를 위한 환원제 공급유닛(400)에 의한 배기가스에의 환원제나 환원제 전구체의 혼합이 필요하지 않기 때문에, 황산화물을 제거하는, 흡착촉매제의 흡착제의 재생을 위해서, 재생제 공급유닛(500)에 의한 반응기(200) 내부에의 재생제의 공급만이 이루어질 수 있다.In addition, sulfuric acid is used when high sulfur content is used as fuel, even if the ship passes through both the Emission Control Area (ECA) and the Sulfur Emission Control Area (SECA). It is necessary to respond to cargo emission regulations. In this case, since mixing of a reducing agent or a reducing agent precursor to the exhaust gas by the reducing
배기가스 처리방법Exhaust gas treatment method
본 발명에 따른 배기가스 처리방법의 일실시예는 혼합단계(S100), 유입단계(S200), 처리단계(S300) 및, 재생단계(S400)를 포함할 수 있다.One embodiment of the method for treating exhaust gas according to the present invention may include a mixing step (S100), an inflow step (S200), a processing step (S300), and a regeneration step (S400).
혼합단계(S100)에서는 배기가스에 환원제나 환원제가 되는 환원제 전구체를 혼합할 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 반응기(200)에 배기가스가 유입되기 전에, 환원제 공급유닛(400)에 의해서, 암모니아(NH3) 등의 환원제나, 환원제가 되는 요소수 등의 환원제 전구체가, 배기가스 배출장치(ED)에 연결된 배기관(PE)을 유동하는 배기가스에 혼합될 수 있다.In the mixing step (S100), a reducing agent precursor to be a reducing agent or a reducing agent may be mixed with the exhaust gas. For example, as described above, before the exhaust gas flows into the
한편, 혼합단계(S100)에서는, 처리단계(S300)에서 배기가스에 포함된 일부의 질소산화물이 환원제와 흡착촉매제의 촉매에 의해서 제거될 수 있는 양만큼만, 환원제나 환원제 전구체가 배기가스에 혼합되도록 할 수 있다.On the other hand, in the mixing step (S100), in the treatment step (S300), only a portion of the nitrogen oxides contained in the exhaust gas can be removed by the catalyst of the reducing agent and the adsorption catalyst, so that the reducing agent or reducing agent precursor is mixed in the exhaust gas can do.
이러한 경우, 배기가스에 포함된 질소산화물 중 일부는 처리단계(S300)에서 환원제와 흡착촉매제의 촉매에 의해서 제거되고, 나머지 질소산화물 중 적어도 일부는 처리단계(S300)에서 흡착촉매제의 흡착제에 의해서 제거될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 배기가스에 포함된 질소산화물 중 일부는 환원제와 흡착촉매제의 촉매에 의한 질소산화물의 질소로의 환원에 의해서 배기가스로부터 제거될 수 있다. 그리고, 배기가스에 포함된 나머지 질소산화물 중 적어도 일부는, 흡착제에 배기가스에 포함된 황산화물이 화학반응에 의해 흡착되어 탈황부산물이 되고 탈황부산물이 배기가스에 포함된 질소산화물과 반응하여 탈질부산물이 됨으로써, 배기가스로부터 제거될 수 있다.In this case, some of the nitrogen oxides contained in the exhaust gas are removed by the catalyst of the reducing agent and the adsorption catalyst in the processing step (S300), and at least some of the remaining nitrogen oxides are removed by the adsorbent of the adsorption catalyst in the processing step (S300). Can be. That is, as described above, some of the nitrogen oxides contained in the exhaust gas may be removed from the exhaust gas by the reduction of nitrogen oxides to nitrogen by the catalyst of the reducing agent and the adsorption catalyst. In addition, at least a part of the remaining nitrogen oxides contained in the exhaust gas, the sulfur oxides contained in the exhaust gas are adsorbed by a chemical reaction to the adsorbent to become desulfurization byproducts, and the desulfurization byproduct reacts with the nitrogen oxides contained in the exhaust gas to denitrify byproducts. By this, it can be removed from the exhaust gas.
이에 의해서, 비교적 적은 양의 환원제나 환원제 전구체를 사용할 수 있기 때문에, 배기가스에 혼합되는 환원제나 환원제 전구체의 양과 환원제 공급유닛(400)의 크기, 예컨대 환원제 저장탱크(410) 등의 크기를 작게 할 수 있다..Accordingly, since a relatively small amount of the reducing agent or the reducing agent precursor can be used, the amount of the reducing agent or reducing agent precursor mixed in the exhaust gas and the size of the reducing
유입단계(S200)에서는 전술한 바와 같이 혼합단계(S100)에서 환원제나 환원제 전구체가 혼합된 배기가스가 반응기(200)에 유입될 수 있다. 예컨대, 배기관(PE)에 연결된 배기가스 유입구(210)를 통해, 환원제나 환원제 전구체가 혼합된 배기가스가 반응기(200) 내부에 유입될 수 있다.In the inflow step (S200), the exhaust gas in which the reducing agent or the reducing agent precursor is mixed may be introduced into the
처리단계(S300)에서는 반응기(200) 내부에서 환원제와 흡착촉매제에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거할 수 있다. 예컨대, 배기가스에 혼합된 암모니아(NH3) 등의 환원제가 반응기(200) 내부에 구비된 흡착촉매부재(300)에 부착된 흡착촉매제의 촉매의 도움을 받아 배기가스에 포함된 질소산화물을 질소로 환원하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스로부터 제거할 수 있다.In the treatment step (S300), nitrogen oxides contained in the exhaust gas may be removed by a reducing agent and an adsorbing catalyst inside the
또한, 처리단계(S300)에서는 반응기(200) 내부의 흡착촉매제에 의해, 배기가스에 포함된 황산화물을 흡착하고 배기가스에 포함된 질소산화물을 순차적으로 제거할 수 있다. 예컨대, 반응기(200) 내부에 구비된 흡착촉매부재(300)에 부착된 흡착촉매제의 흡착제에 배기가스에 포함된 황산화물이 화학반응에 의해서 흡착되어 탈황부산물로 됨으로써 배기가스로부터 황산화물이 제거될 수 있다. 그리고, 탈황부산물이 배기가스에 포함된 질소산화물과 반응하여 탈질부산물이 됨으로써 배기가스로부터 질소산화물이 제거될 수 있다.In addition, in the treatment step (S300), the sulfur oxides contained in the exhaust gas may be adsorbed and the nitrogen oxides contained in the exhaust gas may be sequentially removed by the adsorption catalyst inside the
재생단계(S400)에서는 반응기(200) 내부에 재생제를 공급하여 흡착촉매제, 즉 흡착촉매제의 흡착제를 재생시킬 수 있다. 예컨대, 재생단계(S400)에서는 수산화나트륨(NaOH) 등의 알칼리 수용액을 재생제 공급유닛(500)에 의해서 반응기(200) 내부에 공급할 수 있다.In the regeneration step (S400), an adsorbent may be regenerated by supplying a regenerant inside the
그리고, 재생단계(S400)는 전구체 생성단계(S410)와, 열분해단계(S420)를 포함할 수 있다.Then, the regeneration step (S400) may include a precursor generation step (S410) and a pyrolysis step (S420).
전구체 생성단계(S410)에서는 반응기(200) 내부에 공급된 재생제와, 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물 및, 전술한 처리단계(S300)에서 만들어진 탈황부산물, 탈질부산물이 화학반응하여, 예컨대 수산화철(Fe(OH)3) 등의 흡착제 전구체를 만들 수 있다.In the precursor generation step (S410), the regenerant supplied to the
열분해단계(S420)에서는 전구체 생성단계(S410)에서 만들어진 수산화철(Fe(OH)3) 등의 흡착제 전구체가 배기가스의 열로 열분해 되어, 예컨대, 산화철(Fe2O3) 등의 흡착제로 재생될 수 있다. 이를 위해서, 반응기(200) 내부의 배기가스의 온도는 흡착제 전구체의 열분해가 가능하도록 200℃ 이상일 수 있다. 이 경우, 흡착제 전구체의 열분해와, 환원제와 촉매에 의한 질소산화물의 질소로의 환원이 가능하도록 반응기(200) 내부의 배기가스의 온도는 200℃ 이상 500℃ 미만일 수 있다.In the thermal decomposition step (S420), the adsorbent precursor such as iron hydroxide (Fe (OH) 3 ) produced in the precursor generation step (S410) is thermally decomposed with the heat of the exhaust gas, and can be regenerated with an adsorbent such as iron oxide (Fe 2 O 3 ). have. To this end, the temperature of the exhaust gas inside the
이상에서와 같이 본 발명에 따른 배기가스 처리장치를 사용하면, 하나의 배기가스 처리장치로 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 동시에 제거할 수 있다.As described above, when the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is used, sulfur oxide and nitrogen oxide can be simultaneously removed from the exhaust gas by one exhaust gas treatment apparatus.
상기와 같이 설명된 배기가스 처리장치는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The exhaust gas treatment device described above is not limited to the configuration of the above-described embodiment, the embodiments may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made. have.
100 : 배기가스 처리장치 200 : 반응기
210 : 배기가스 유입구 220 : 배기가스 배출구
230 : 처리부산물 배출구 300 : 흡착촉매부재
400 : 환원제 공급유닛 410 : 환원제 저장탱크
420 : 환원제 공급관 500 : 재생제 공급유닛
510 : 재생제 저장탱크 520 : 재생제 공급관
530 : 재생제 분사노즐 ED : 배기가스 배출장치
ME : 메인엔진 GE : 발전용 엔진
PE : 배기관 PD : 배기가스 배출관
TC : 터보챠저 VL : 개폐밸브
PL : 드레인관 TB : 처리부산물 수집탱크
VP : 기화기100: exhaust gas treatment device 200: reactor
210: exhaust gas inlet 220: exhaust gas outlet
230: treatment by-product outlet 300: adsorption catalyst member
400: reducing agent supply unit 410: reducing agent storage tank
420: reducing agent supply pipe 500: regenerant supply unit
510: Regenerator storage tank 520: Regenerator supply pipe
530: Regenerator injection nozzle ED: Exhaust gas emission device
ME: Main engine GE: Power generation engine
PE: exhaust pipe PD: exhaust pipe
TC: Turbocharger VL: Open / close valve
PL: Drain pipe TB: Treatment by-product collection tank
VP: Vaporizer
Claims (9)
황산화물 흡착제로서 산화철(Fe2O3), 산화구리(CuO) 및 산화세륨(CeO2)으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 화합물, 및
질소산화물의 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction, SCR) 반응을 위한 촉매로서 바나듐(V), 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 화합물
을 포함하는, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
In the adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides,
As a sulfur oxide adsorbent, at least one compound selected from the group consisting of iron oxide (Fe 2 O 3 ), copper oxide (CuO) and cerium oxide (CeO 2 ), and
One or more compounds selected from the group consisting of vanadium (V), tungsten (W) and titanium oxide (TiO 2 ) as a catalyst for the selective catalytic reduction (SCR) reaction of nitrogen oxides
Containing, adsorbent catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
흡착제와 촉매는 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합된 것인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
According to claim 1,
The adsorbent and the catalyst are mixed at a ratio of 1: 0.1 to 1:10, and an adsorbent for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
상기 흡착제는 산화철(Fe2O3) 흡착제인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
According to claim 1,
The adsorbent is an iron oxide (Fe 2 O 3 ) adsorbent, an adsorbent for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
상기 촉매는 바나듐(V) 텅스텐(W) 및 산화티타늄(TiO2)을 모두 포함하는 것인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
According to claim 1,
The catalyst is vanadium (V) containing tungsten (W) and titanium oxide (TiO 2 ), the adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
촉매 전체 중량을 기준으로,
바나듐(V) 0.1 내지 5 중량%,
텅스텐(W) 0.1 내지 10 중량%, 및
산화티타늄(TiO2) 85 내지 99.8 중량%
를 포함하는, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
The method of claim 4,
Based on the total weight of the catalyst,
Vanadium (V) 0.1 to 5% by weight,
Tungsten (W) 0.1 to 10% by weight, and
Titanium oxide (TiO 2 ) 85 to 99.8 wt%
Containing, adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
상기 산화철(Fe2O3) 흡착제는 하기 화학반응식1에 의해 황산화물을 흡착하여 탈황부산물을 생성하는 것인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
[화학반응식1]
2Fe2O3 + 4SO2 + O2 = 4FeSO4
According to claim 3,
The iron oxide (Fe 2 O 3 ) adsorbent is a catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides, which adsorbs sulfur oxides by the following Chemical Reaction Formula 1 to produce desulfurization by-products.
[Chemical Reaction Formula 1]
2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2 = 4FeSO 4
상기 탈황부산물은 하기 화학반응식2에 의해 질소산화물과 반응하여 질소산화물을 제거하는 것인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
[화학반응식2]
FeSO4 + NO = Fe(NO)SO4
The method of claim 6,
The desulfurization by-product is to remove nitrogen oxides by reacting with nitrogen oxides by the following chemical reaction formula 2, an adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
[Chemical Reaction Formula 2]
FeSO 4 + NO = Fe (NO) SO 4
환원제로서 암모니아(NH3)를 사용하고, 하기 화학반응식3에 의해 질소산화물이 환원되는 것인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
[화학반응식3]
4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O
According to claim 1,
Adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides, using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent, and reducing nitrogen oxides by the following chemical reaction formula 3.
[Chemical Reaction Formula 3]
4NO + 4NH 3 + O 2 = 4N 2 + 6H 2 O
상기 흡착촉매제는 200 내지 500℃에서 황산화물 및 질소산화물을 제거하는 것인, 황산화물 및 질소산화물 동시제거용 흡착촉매제.
According to claim 1,
The adsorption catalyst is to remove sulfur oxides and nitrogen oxides at 200 to 500 ℃, adsorption catalyst for simultaneous removal of sulfur oxides and nitrogen oxides.
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