KR20210009214A - Absorbent, composition and method for simultaneous removal of nox and sox - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한 흡수제, 조성물 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to absorbents, compositions and methods for simultaneously removing NO x and SO x .
대기 환경문제의 주요 원인인 질소산화물(NOx)은 NO2와 NO 등을 의미하며, 황산화물(SOx)는 SO2, SO3 등을 의미한다. 질소산화물은 발전소, 자동차, 중소형 사업장, 전자산업공정 등에서의 연소 과정 중 생성된다. 연소에 의한 질소산화물은 90%가 NO 형태로 배출되고 NO2가 10% 정도 배출되지만 NO는 대기 중에서 다시 NO2로 전환된다. NO2는 NO의 5-10배 정도 독성을 가지며, 고농도에서 호흡기 세포를 파괴하고 혈중 헤모글로빈과 결합하여 메타헤모글로빈을 형성하여 호흡곤란을 일으킨다. 발암성을 지녔으며 장기간 노출되는 경우 만성 중독으로 기관지염, 폐기종, 위장병, 불면증, 혈당감소 등 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 대기 중의 수증기와 결합하여 아질산이나 질산으로 변화하여 지상에 떨어지면 산성비가 된다. 대기 중의 탄화수소(CH)와 태양광선 중의 자외선에 영향을 받아 광화학반응을 일으켜 2차 오염물질인 알데히드(aldehyde), 아크롤레인(acrolein), PAN(Peroxy Acetly Nitrate) 등을 형성하며, 오존층 파괴나 온실효과를 가져오기도 한다.Nitrogen oxide (NOx), which is a major cause of atmospheric environmental problems, refers to NO 2 and NO, and sulfur oxide (SOx) refers to SO 2 and SO 3 and the like. Nitrogen oxides are produced during combustion in power plants, automobiles, small and medium-sized businesses, and electronic industrial processes. Nitrogen oxides from combustion is 90%, but is discharged to form NO and NO 2 is discharged approximately 10% NO is converted to NO 2 in the atmosphere again. NO 2 is 5-10 times more toxic than NO, destroys respiratory tract cells at high concentrations, and forms metahemoglobin by binding with hemoglobin in the blood, causing breathing difficulties. It has carcinogenic properties and can have fatal effects such as bronchitis, emphysema, gastrointestinal disease, insomnia, and blood sugar reduction due to chronic poisoning when exposed for a long time. It combines with water vapor in the atmosphere and changes to nitrous or nitric acid, which becomes acid rain when it falls to the ground. Under the influence of hydrocarbon (CH) in the atmosphere and ultraviolet rays from sunlight, photochemical reactions occur, forming secondary pollutants such as aldehyde, acrolein, and PAN (Peroxy Acetly Nitrate), and destroys the ozone layer or causes greenhouse effects It also brings.
최근에 NOx의 배출규제가 강화되고, 주요 배출시설에서의 배출농도를 저감시켜야 할 필요성이 점차 높아지고 있다. 질소산화물은 주로 연소용 공기 중의 질소와 산소가 고온상태에서 반응하여 생성되므로, 그 발생을 줄이기 위해서 저산소 연소, 저온도 연소, 연소부분 냉각, 배기기체 재순환, 2단 연소, 버너 및 연소실의 구조개선 등 여러 가지 방법이 사용되고 있다. 발생한 NOx를 제거하기 위한 처리기술로는 산화 흡수방식, 선택적 무촉매 환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR), 선택적 촉매 환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR), 건식 흡착법 및 습식 흡수법 등이 있다.In recent years, the emission regulation of NOx has been strengthened, and the need to reduce the emission concentration in major emission facilities is gradually increasing. Nitrogen oxide is mainly produced by reacting nitrogen and oxygen in the combustion air at a high temperature, so to reduce the occurrence, low oxygen combustion, low temperature combustion, combustion part cooling, exhaust gas recirculation, two-stage combustion, burner and combustion chamber structure improvement Several methods are being used, such as. Treatment technologies for removing generated NOx include oxidation absorption, Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR), Selective Catalytic Reduction (SCR), dry adsorption and wet absorption.
연소설비에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물(NOx) 제거하기 위해서 선택적 촉매환원(SCR: Selective Catalytic Reduction) 시스템이 가장 많이 이용되고 있다. 선택적 촉매환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 암모니아 가스 등의 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리하는 것이다. 선택적 족매 환원법은 아래와 같은 반응에 의해서 진행된다.The selective catalytic reduction (SCR) system is most often used to remove nitrogen oxides (NOx) from the exhaust gas discharged from combustion facilities. In the selective catalytic reduction system, a reducing agent such as exhaust gas and ammonia gas is passed through a reactor in which a catalyst is installed inside, while nitrogen oxides contained in exhaust gas and a reducing agent are reacted to reduce the reaction to nitrogen and water vapor. The selective grease reduction method proceeds by the following reaction.
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2ONO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O2NO 2 + 4NH 3 + O 2 → 3N 2 + 6H 2 O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O
선택적 촉매환원 시스템은 촉매를 사용함으로써 비교적 높은 처리효율을 나타내고 있으나, 높은 설치비, 귀금속인 촉매 교환비, 연료비 등으로 유지관리비가 많이 든다.The selective catalytic reduction system shows relatively high treatment efficiency by using a catalyst, but maintenance costs are high due to high installation cost, catalyst exchange cost, and fuel cost.
선택적 무촉매 환원법(SNCR)은 촉매를 사용하지 않고 고온의 배가스에 암모니아, 암모니아수, 요소수 등의 환원제를 직접 분사하여 NOx를 N2와 H2O로 분해하는 방법이다. SCR 방법과 비교할 때 별도의 반응기나 고가의 촉매를 사용하지 않기 때문에 공정이 비교적 단순하고 기존 설비에도 비교적 쉽게 적용이 가능하므로 투자비용이 적다. 그러나 반응온도가 900~1,000℃로 높고, NOx의 제거효율이 50~70%로 낮다는 단점이 있다. 선택적 무촉매 환원법은 아래와 같은 반응에 의해서 진행된다.The selective catalytic reduction method (SNCR) is a method of decomposing NOx into N 2 and H 2 O by directly injecting reducing agents such as ammonia, ammonia water, and urea water into high-temperature exhaust gas without using a catalyst. Compared to the SCR method, since it does not use a separate reactor or expensive catalyst, the process is relatively simple, and it is relatively easy to apply to existing facilities, so the investment cost is low. However, the reaction temperature is high, 900 ~ 1,000 ℃, there is a disadvantage that the removal efficiency of NOx is low, 50 ~ 70%. The selective catalytic reduction method proceeds by the following reaction.
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O
활성탄을 사용한 흡착법은 활성탄이 쉽게 연소하기 때문에 120~150℃에서 흡착 및 SCR 반응이 이루어지며, 아황산가스의 탈착은 산소 없이도 활성탄을 가열하는 것만으로도 쉽게 이루어진다. 상기 흡착법은 NOx와 SOx를 동시에 제거할 수 있으나, 활성탄 재생, 화재 및 폭발에 따른 문제가 있다.In the adsorption method using activated carbon, since activated carbon is easily burned, adsorption and SCR reaction are performed at 120 to 150°C, and desorption of sulfurous acid gas is easily accomplished by heating the activated carbon without oxygen. The adsorption method can remove NOx and SOx at the same time, but there are problems due to activated carbon regeneration, fire, and explosion.
복사법은 일명 전자빔(Electron beam)을 이용한 방법이다. 전자빔은 분자의 구조를 바꿈으로서 기존의 물질과 물리화학적 특성이 다른 물질로 전환시키는 성질을 가지고 있고 짧은 시간(108-101초 이내)에 반응이 진행되는 점에 특징이 있다. NOx와 SOx를 함유한 배연 가스의 전자선 복사는 질산염과 황산염의 음이온을 생성하며, 배연가스에 물과 암모니아를 첨가하여 NH4NO3과 (NH4)2SO4와 같은 고형물이 생성되면 이들을 분리하여 활용한다. 복사법은 장치가 복잡하고 대용량을 처리하기가 어렵다는 단점이 있다.The radiation method is a method using a so-called electron beam. The electron beam has the property of converting the structure of a molecule into a material that has different physicochemical properties from the existing material, and is characterized in that the reaction proceeds in a short time (within 108-101 seconds). The electron beam radiation of the flue gas containing NOx and SOx generates anions of nitrate and sulfate, and separates them when solids such as NH 4 NO 3 and (NH 4 ) 2 SO 4 are formed by adding water and ammonia to the flue gas. And use it. The copying method has the disadvantage that the device is complex and it is difficult to process a large volume.
황산화물(SOx)은 화석 연료의 연소에 의하여 주로 발생한다. 원유를 정제하는 정유공장에서도 많이 방출된다. 연료 중 황을 포함하고 있으면 연소 중 황산화물이 생성되며, 이중 이산화황과 삼산화황은 대기 중의 수분과 반응하여 아황산 및 황산을 생성한다. 황산은 대기 중의 암모니아와 반응하여 황산암모늄을 생성하며, 이는 국내 2차 미세먼지 발생의 주요 원인이다. 황산화물의 제거방법은 건식 흡수법, 습식 흡수법, 흡착 및 산화 등이 있으며, 발전소에서는 주로 CaO3 또는 Ca(OH)2의 현탁액을 배출가스와 접촉시켜 SO2를 제거하는 습식 흡수 석회법 공정을 사용하고 있다.Sulfur oxides (SOx) are mainly generated by combustion of fossil fuels. It is also released a lot from refineries that refine crude oil. If the fuel contains sulfur, sulfur oxides are generated during combustion, and sulfur dioxide and sulfur trioxide react with moisture in the atmosphere to produce sulfurous acid and sulfuric acid. Sulfuric acid reacts with ammonia in the atmosphere to produce ammonium sulfate, which is the main cause of the generation of secondary fine dust in Korea. Sulfur oxide removal methods include dry absorption, wet absorption, adsorption and oxidation, and in power plants, a wet absorption lime process in which SO 2 is removed mainly by contacting a suspension of CaO 3 or Ca(OH) 2 with exhaust gas. I am using
습식 흡습법은 NOx를 각종 수용액에 흡수시켜 제거하는 방법으로 일반적으로 NOx 뿐만 아니라 SOx도 제거시킬 수 있다는 장점이 있다. NO는 물에 대한 용해도가 낮아 NO2로 산화시켜야 효율이 좋다.The wet hygroscopic method is a method of removing NOx by absorbing it in various aqueous solutions, and generally has the advantage of being able to remove not only NOx but also SOx. NO has a low solubility in water and should be oxidized to NO 2 for good efficiency.
질소산화물과 황산화물을 동시에 제거하는 다른 기술로는 플라즈마 또는 전자빔 조사 기술과 화학 물질을 주입하는 기술, 탈질 및 탈황 공정을 병합하여 처리하는 기술 등이 있다.Other technologies for removing nitrogen oxides and sulfur oxides at the same time include plasma or electron beam irradiation technology, a technology injecting chemicals, and a technology that combines denitrification and desulfurization processes.
미국 등록특허 제 5370849호(특허문헌 1)는 질소산화물과 황산화물 동시 제거를 위한 것으로, 금속이온(Fe2+)킬레이트를 사용하여 유체로부터 NOx 및 SO2를 제거한다. 킬레이트 화합물의 리간드로 디메르캅토 화합물, 특히 2,3-디메르캅토-1-프로판설포네이트 (2,3-dimercapto-1-propanesulfonate; DMPS), 디씨오옥살레이트(dithiooxalate; OTO), 2,3-디메르캅토-1,4-부탄디올 (2,3-dimercapto-1,4-butanediol, DMBDO), 2,3-디메르랍토숙시네이트 (2,3-dimercaptosuccinate, DMSC)가 사용된다. 특허문헌 1은 효율이 높지 않아 실제 공정에 적용되기 어렵다는 문제점이 있다. 또한 특허문헌 1에서 사용된 리간드는 질소산화물의 흡착과 탈착에 따른 온도 범위에서 쉽게 변화되는바, 실제 공정에 적용하기에는 문제가 많다.US Patent No. 5370849 (Patent Document 1) is for simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides, and removes NOx and SO 2 from a fluid using a metal ion (Fe 2+ ) chelate. As a ligand of the chelate compound, dimercapto compounds, in particular 2,3-dimercapto-1-propanesulfonate (2,3-dimercapto-1-propanesulfonate; DMPS), dithiooxalate (OTO), 2, 3-dimercapto-1,4-butanediol (2,3-dimercapto-1,4-butanediol, DMBDO), 2,3-dimercaptosuccinate (2,3-dimercaptosuccinate, DMSC) are used. Patent Document 1 has a problem that it is difficult to apply to an actual process because the efficiency is not high. In addition, since the ligand used in Patent Document 1 is easily changed in the temperature range according to adsorption and desorption of nitrogen oxides, there are many problems in applying it to an actual process.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소산화물(Nox)과 황산화물(Sox)을 동시에 제거할 수 있을 뿐 아니라, 제거 효율이 높고 흡탈착 및 재생온도에서도 분해가 잘 일어나지 않는, NOx 및 SOx 동시 제거를 위한, 흡수제를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, and not only can simultaneously remove nitrogen oxides (Nox) and sulfur oxides (Sox), but also has high removal efficiency and does not easily decompose even at adsorption and desorption and regeneration temperatures, NOx and It is to provide an absorbent for simultaneous removal of SOx.
본 발명은, 본 발명에 의한 흡수제를 포함하는 NOx 및 SOx 동시 제거를 위한, 흡수제 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to provide an absorbent composition for simultaneous removal of NOx and SOx containing the absorbent according to the present invention.
본 발명은, 본 발명에 의한 흡수제 조성물을 이용하는, NOx 및 SOx 동시 제거를 위한 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a method for simultaneous removal of NOx and SOx using the absorbent composition according to the present invention.
본 발명은, 단일 스크러버 내에서 NOx 및 SOx를 동시에 제거할 뿐만 아니라, 흡착제 재생과 NOx 및 SOx를 유효 자원화로 전환할 수 있는, 본 발명에 의한 흡수제 조성물을 이용하는, NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템을 제공하는 것이다. The present invention not only simultaneously removes NOx and SOx in a single scrubber, but also regenerates the adsorbent and converts NOx and SOx into effective resources, using the absorbent composition according to the present invention, for removing NOx and SOx and recycling resources. , To provide a processing system.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따라, 금속이온과 싸이올기를 포함하는 리간드를 포함하는 하기 화학식 1의 킬레이트 화합물; 을 포함하는, NOx 및 SOx 동시 제거를 위한, 흡수제에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, a chelate compound of Formula 1 including a ligand including a metal ion and a thiol group; It relates to an absorbent for simultaneous removal of NOx and SOx, including.
[화학식 1][Formula 1]
(여기서, Me는 2가 내지 4가 금속이온을 나타내며, R1 내지 Rn은, 상기 Me와 배위 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 리간드로서, R1 내지 Rn으로 표시되는 리간드는 Me와의 결합에 따라서 총 1개 내지 10개가 될 수 있으며, R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 SH, S 또는 이 둘이고, 나머지 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 -NH2, -OH 및 H2O 중의 적어도 하나로 배위 결합한다.)(Wherein, Me represents a divalent to tetravalent metal ion, and R 1 to R n are ligands that form a chelate compound by coordinating with Me, and the ligands represented by R 1 to R n are Therefore, there may be a total of 1 to 10, and at least one of R 1 to R n is SH, S, or two of the moieties bonded to Me, and at least one of the remaining moieties bonded to Me is -NH 2 , -OH and H 2 O are coordinated with at least one of.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 킬레이트 화합물은, 하기의 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the chelate compound may include at least one of the following compounds.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 R1 내지 Rn는, 각각, 리간드 내에 -SH, -S 또는 이 둘을 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the R 1 to R n may each further include -SH, -S or both in the ligand.
본 발명의 일 실시예에 따라,상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는, 아민기(-NH2), 하이드록시기(-OH) 또는 이 둘을 갖는 화합물에서 화학반응을 통해, -SH, -S 또는 이 둘로 치환된 화합물을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, at least one of the R 1 to R n is through a chemical reaction in an amine group (-NH 2 ), a hydroxy group (-OH) or a compound having both, -SH, It may include -S or a compound substituted with both.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아민기(-NH2)의 -H가 -SH로 치환되거나 또는 상기 아민기(-NH2)가 -SH로 치환되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the amine groups of the -H (-NH 2) is substituted by -SH, or wherein the amine group (-NH 2) that may be substituted by -SH.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 하이드록시기(-OH)가 -SH로 치환되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the hydroxy group (-OH) may be substituted with -SH.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 -SH로 치환된 키토산 (thiolated chitosan) 리간드인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, at least one of the R 1 to R n is It may be a chitosan (thiolated chitosan) ligand substituted with -SH.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 킬레이트 화합물은, 하기의 화학식 2의 킬레이트 화합물인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the chelate compound may be a chelate compound represented by Formula 2 below.
[화학식 2] [Formula 2]
(여기서, R1 및 R2는, 각각, -NH2, -OH 및 H2O에서 선택되고, R3 및 R4는, 각각 산소 (-O-) 및 황 (-S-)에서 선택된다.)(Where, R 1 and R 2 are each selected from -NH 2 , -OH and H 2 O, and R 3 and R 4 are each selected from oxygen (-O-) and sulfur (-S-) .)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 Me은, Fe, Ge, Al, Co, Cr, Ga, Mn, Ni, Cu, Zn, Ti, Sn, Os, V, Ti, Sn, Mg, In, Cd, Zr, Yb, Er, Ca 및 La로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속이온을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the Me is, Fe, Ge, Al, Co, Cr, Ga, Mn, Ni, Cu, Zn, Ti, Sn, Os, V, Ti, Sn, Mg, In, Cd , Zr, Yb, Er, Ca, and may include at least one metal ion selected from the group consisting of La.
본 발명의 일 실시예에 따라, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제1 흡수제; 및 칼슘, 나트륨 및 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 제2 흡수제; 를 포함하는, NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한, 흡수제 조성물에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, a first absorbent comprising a compound represented by the following formula (1); And a second absorbent containing at least one of calcium, sodium and magnesium; It relates to an absorbent composition for simultaneously removing NOx and SOx comprising a.
[화학식 1][Formula 1]
(여기서, Me는 2가 내지 4가 금속이온을 나타내며,(Here, Me represents a divalent to tetravalent metal ion,
R1 내지 Rn은, 상기 Me와 배위 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 리간드로서, R1 내지 Rn으로 표시되는 리간드는 M과의 결합에 따라서 총 1개 내지 10개가 될 수 있으며,R 1 to R n are ligands that form a chelate compound by coordinating with Me, and the ligands represented by R 1 to R n may be a total of 1 to 10 depending on binding to M,
R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 SH, S 또는 이 둘이고, 나머지 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 -NH2, -OH 및 H2O 중 적어도 하나로 배위 결합한다.)At least one of R 1 to R n is a part that binds to Me is SH, S, or two, and at least one of the rest is coordinated with at least one of -NH 2 , -OH and H 2 O Combine.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 흡수제의 농도는, 0.001M 내지 1M인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the concentration of the absorbent containing the compound represented by Formula 1 may be 0.001M to 1M.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은, SOx를 제거하기 위하여 칼슘 이온, 나트륨 이온 및 마그네슘 이온 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may further include at least one of calcium ions, sodium ions, and magnesium ions to remove SOx.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡수제 조성물은, pH 4 이상 또는 pH 7이상이고, 상기 흡수제 조성물은, pH 4 이상 또는 pH 7 이상을 유지하기 위해 염기 및 항산화제를 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the absorbent composition may have a pH of 4 or more or a pH of 7 or more, and the absorbent composition may further include a base and an antioxidant to maintain a pH of 4 or more or 7 or more. .
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡수제 조성물은, 산화 분위기에서 NOx와 SOx를 동시 제거하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the absorbent composition may be one that simultaneously removes NOx and SOx in an oxidizing atmosphere.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 흡수제 조성물 내에 NOx와 SOx를 포함하는 가스를 주입하여 NOx와 SOx를 흡수하는 단계; 및 상기 NOx와 Sox를 흡수하는 단계를 거친 가스를 배출하는 단계; 를 포함하는, NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한, 방법에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, the steps of absorbing NOx and SOx by injecting a gas containing NOx and SOx into the absorbent composition of the present invention; And discharging the gas that has undergone the step of absorbing the NOx and Sox. It relates to a method for simultaneously removing NOx and SOx, including.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 NOx와 SOx를 흡수하는 단계에서 상기 흡수제 조성물의 온도는 100 ℃ 미만인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the step of absorbing NOx and SOx, the temperature of the absorbent composition may be less than 100°C.
본 발명의 일 실시예에 따라, NOx 및 SOx를 포함하는 배기가스를 공급하는 배기가스 공급라인; 단일 스크러버에서 제10항의 흡수제 조성물을 이용하여 상기 배기가스의 NOx-SOx를 흡수하고 나머지 가스를 배출하는 처리가스 배출라인; 상기 단일 스크러버에서 NOx-SOx를 흡수한 흡수용액을 재생 장치로 공급하는 NOx-SOx 흡수용액 공급라인; NOx-SOx를 흡수한 흡수용액을 전기화학적으로 재생하여 흡수 용액을 재생하는 재생 장치; 및 상기 재생 장치로부터 분리된 NOx-SOx를 농축하고 비료 또는 산업 자원화할 수 있는 반응 장치; 를 포함하는, NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, an exhaust gas supply line for supplying exhaust gas including NOx and SOx; A processing gas discharge line for absorbing NOx-SOx of the exhaust gas and discharging the remaining gas using the absorbent composition of
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 재생장치는 양이온 또는 음이온 전도성막; 및 상기 이온 전도성막의 양면에 코팅되는 두 개의 전극을 포함하고, 상기 전극은 전기적으로 연결되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the regeneration device includes a cation or anion conductive film; And two electrodes coated on both surfaces of the ion conductive film, and the electrodes may be electrically connected.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 재생장치는 가열부 및 회수부;를 포함하고, 상기 흡수탑과 연계하여 연속 공정이 이루어지는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the regeneration device may include a heating unit and a recovery unit, and a continuous process may be performed in connection with the absorption tower.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 재생장치는, 촉매 반응부 및 회수부;를 포함하고, 상기 흡수탑과 연계하여 연속 공정이 이루어지는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the regeneration device may include a catalytic reaction unit and a recovery unit, and a continuous process may be performed in connection with the absorption tower.
본 발명은, 종래의 전이금속을 포함하는 킬레이트 화합물에 대비하여 제거 효율이 높고 흡탈착 시 온도 변화에도 킬레이트 화합물의 분해가 일어나지 않고, 산소 분위기에서도 쉽게 산화되지 않아 재생을 통해서 장기간 사용이 가능한 흡수제를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, NOx와 SOx를 동시에 제거가 가능하고, 특히 NOx의 흡착 속도가 빠르고 흡착능이 커 제거 효율이 높고, 기존의 흡수제에 비하여 더 적은 양으로 많은 질소산화물을 제거할 수 있다. The present invention provides an absorbent that has high removal efficiency compared to the conventional chelate compound containing a transition metal, and does not decompose the chelate compound even at temperature changes during adsorption and desorption, and is not easily oxidized even in an oxygen atmosphere, so that it can be used for a long time through regeneration. Can provide. In addition, in the present invention, it is possible to simultaneously remove NOx and SOx. In particular, the adsorption rate of NOx is fast and the adsorption capacity is high, so the removal efficiency is high, and a large amount of nitrogen oxides can be removed in a smaller amount compared to the conventional absorbent.
본 발명은, NOx와 SOx의 제거 효율, 흡착제의 재생 및 흡착된 NOx와 SOx의 자원화가능하고, 연속 공정에 의한 공정 효율이 향상된, NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템을 제공할 수 있다. The present invention is capable of removing NOx and SOx, regenerating an adsorbent, and converting adsorbed NOx and SOx into resources, and improving process efficiency by a continuous process, and can provide a treatment system for removing and recycling NOx and SOx. .
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 흡수제 조성물을 이용하는, NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템에 의한, 단일 스크러버 내에서 NOx-SOx 의 동시 제거 및 NOx-SOx의 산업 자원화하는 공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예의 실험 방법에 따른 NO의 흡수 결과를 나타낸 것이다. 1 is, in accordance with an embodiment of the present invention, the simultaneous removal of NOx-SOx and NOx-SOx in a single scrubber by a treatment system for NOx and SOx removal and resource conversion, using the absorbent composition according to the present invention. It shows an example of the process of industrial resource conversion.
2 shows the absorption result of NO according to the experimental method of the embodiment of the present invention, according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.
이하, 본 발명의 NOx와 SOx 동시 제거를 위한 흡수제 및 이의 활용에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the absorbent for simultaneous removal of NOx and SOx of the present invention and its utilization will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명은, NOx와 SOx 동시 제거를 위한 흡수제에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡수제는, 금속이온과 싸이올기를 포함하는 리간드를 포함하는 하기 화학식 1의 킬레이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기 흡수제는, NOx와 SOx 동시 제거가 가능하고, 산소 분위기에서도 금속이온이 산화가 안 되어 흡착 성능을 유지할 뿐만 아니라, 재생 공정에 의해서 장기간 사용이 가능하다. The present invention relates to an absorbent for simultaneous removal of NOx and SOx, and according to an embodiment of the present invention, the absorbent comprises a chelate compound of the following formula 1 including a ligand including a metal ion and a thiol group. I can. The absorbent can simultaneously remove NOx and SOx, maintain adsorption performance because metal ions are not oxidized even in an oxygen atmosphere, and can be used for a long time through a regeneration process.
상기 킬레이트 화합물은, 질소산화물(NOx)을 액상에서 흡착할 수 있고, -SH 및/또는 -S를 포함하고 있는 리간드가 금속이온과 배위결합으로 형성하는 킬레이트 화합물일 수 있다. The chelating compound may be a chelating compound capable of adsorbing nitrogen oxide (NOx) in a liquid phase and forming a ligand containing -SH and/or -S through a coordination bond with a metal ion.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서 상기 Me는, 2가 내지 4가 금속이온을 나타내며, 상기 Me은, Fe, Ge, Al, Co, Cr, Ga, Mn, Ni, Cu, Zn, Ti, Sn, Os, V, Ti, Sn, Mg, In, Cd, Zr, Yb, Er, Ca 및 La로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속이온을 포함할 수 있고, 바람직하게는 2가의 전이금속이온을 포함할 수 있다. In Formula 1, Me represents divalent to tetravalent metal ions, and Me represents Fe, Ge, Al, Co, Cr, Ga, Mn, Ni, Cu, Zn, Ti, Sn, Os, V, It may contain at least one metal ion selected from the group consisting of Ti, Sn, Mg, In, Cd, Zr, Yb, Er, Ca, and La, and preferably, a divalent transition metal ion. .
상기 R1 내지 Rn은, 상기 Me와 배위 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 리간드로서, R1 내지 Rn으로 표시되는 리간드는 Me와의 결합에 따라서 총 1개 내지 10개가 될 수 있다.The R 1 to R n are ligands that form a chelate compound by coordinating with Me, and the ligands represented by R 1 to R n may be a total of 1 to 10 depending on the binding to Me.
상기 화학식 1로 표시되는 킬레이트 화합물의 예로는, 다음과 같다. Examples of the chelate compound represented by Formula 1 are as follows.
상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는, 상기 Me와 결합하는 부분이 SH, S 또는 이 둘이고, 나머지 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 -NH2, -OH 및 H2O 중 적어도 하나로 배위 결합할 수 있다. At least one of the R 1 to R n , the portion that binds to Me is SH, S, or two, and at least one of the other portions of the portion that binds to Me is at least one of -NH 2 , -OH and H 2 O Coordination can be combined into one.
또한, 상기 R1 내지 Rn는, 각각 독립적으로 상기 Me과 결합하는 부분이 1개 이상의 SH 및/또는 1개의 이상의 S와 1개 이상의 -NH2, -OH, H2O로 배위 결합이 형성될 수 있다.In addition, the R 1 to R n are each independently The portion bonded to Me may be formed of a coordination bond with one or more SH and/or one or more S and one or more -NH 2 , -OH, H 2 O.
상기 R1 내지 Rn는, 각각, 리간드 내에 -SH, -S 또는 이 둘을 작용기로 더 포함할 수 있으며, 즉, 상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는, 아민기(-NH2), 하이드록시기(-OH) 또는 이 둘을 갖는 화합물에서 화학반응을 통해, -SH, -S 또는 이 둘로 치환된 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 치환에 의해서 NOx의 흡수성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 R1 내지 Rn은, 각각 독립적으로 상기 Me와 결합하는 부분이 -SH 및/또는 -S이며, 각각의 R1 내지 Rn은 독립적으로 작용기 내에 -SH 및/또는 -S를 더 가질 수 있다.The R 1 to R n may each further include -SH, -S or both as functional groups in the ligand, that is, at least one of R 1 to R n is an amine group (-NH 2 ), Through a chemical reaction in a compound having a hydroxy group (-OH) or both, -SH, -S, or a compound substituted with both may be included. By such substitution, the absorption performance of NOx can be improved. For example, the R 1 to R n , each independently the moiety bonded to Me is -SH and/or -S, and each R 1 to R n is independently -SH and/or -S in the functional group You can have more.
즉, 상기 아민기(-NH2)의 -H가 -SH로 치환되거나 또는 상기 아민기(-NH2)가 -SH로 치환될 수 있다. That is, the amine group (-NH 2) -H is optionally substituted with -SH, or a group or the amine group (-NH 2) may be substituted by -SH.
상기 하이드록시기(-OH)가 -SH로 치환된 것일 수 있다. The hydroxy group (-OH) may be substituted with -SH.
상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 -SH로 치환된 키토산 (thiolated chitosan) 리간드이며, 하기의 화학식 2로 표시되는 킬레이트 화합물일 수 있다. At least one of R 1 to R n is It is a chitosan (thiolated chitosan) ligand substituted with -SH, and may be a chelate compound represented by Formula 2 below.
[화학식 2] [Formula 2]
상기 화학식 2에서 R1 및 R2는, 각각, -NH2, -OH 및 H2O에서 선택되고, R3 및 R4는 산소 (-O-) 및 황 (-S-)에서 선택되고, 바람직하게는 R1 및 R2는 H2O이고, R3 및 R4 는 산소 (-O-)이다. In Formula 2, R 1 and R 2 are each selected from -NH 2 , -OH and H 2 O, and R 3 and R 4 are selected from oxygen (-O-) and sulfur (-S-), Preferably R 1 and R 2 are H 2 O, and R 3 and R 4 are It is oxygen (-O-).
본 발명은, NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한, 흡수제 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 흡수제 조성물은, 본 발명에 의한 화학식 1의 킬레이트 화합물을 포함하는 제1 흡수제; 및 칼슘, 나트륨 및 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 제2 흡수제;를 포함할 수 있다. 상기 흡수제 조성물은, NOx와 SOx를 동시에 제거하는 것으로, 상기 화학식 1의 킬레이트 화합물은 NOx를 제거하고, 칼슘, 나트륨 및 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 제2 흡수제는 SOx를 제거한다. The present invention relates to an absorbent composition for simultaneously removing NOx and SOx, and according to an embodiment of the present invention, the absorbent composition comprises: a first absorbent comprising a chelate compound of Formula 1 according to the present invention; And a second absorbent containing at least one of calcium, sodium, and magnesium. The absorbent composition is to simultaneously remove NOx and SOx, the chelating compound of Formula 1 removes NOx, and the second absorbent containing at least one of calcium, sodium and magnesium removes SOx.
상기 제2 흡수제는, 탄산염, 황산염, 수산화물 염의 형태, 산화물 등일 수 있다. 예를 들어, 탄산나트륨, 산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화나트륨, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등일 수 있다. The second absorbent may be in the form of a carbonate, sulfate, or hydroxide salt, or an oxide. For example, it may be sodium carbonate, calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), sodium hydroxide, magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ), and the like.
상기 화학식 1의 킬레이트 화합물을 포함하는 제1 흡수제의 농도는, 0.001M 내지 1M; 0.01M 내지 1M; 또는 0.1M 내지 0.5M이며, 상기 농도 범위 내에 포함되면 고효율로 질소화합물을 제거하는데 유리하며, 예를 들어, 90 % 이상의 고효율로 질소화합물을 제거할 수 있다. The concentration of the first absorbent containing the chelate compound of Formula 1 is 0.001M to 1M; 0.01M to 1M; Alternatively, it is 0.1M to 0.5M, and if it is contained within the above concentration range, it is advantageous to remove nitrogen compounds with high efficiency, and for example, nitrogen compounds can be removed with high efficiency of 90% or more.
상기 제2 흡수제의 함량은, 1 wt% 내지 15 wt%이고, 상기 농도 범위 내에 포함되면 고효율로 황산화물을 제거하는데 유리하며, 예를 들어, 95% 이상의 고효율로 황산화물을 제거할 수 있다.The content of the second absorbent is 1 wt% to 15 wt%, and if contained within the concentration range, it is advantageous to remove sulfur oxides with high efficiency, and for example, sulfur oxides can be removed with high efficiency of 95% or more.
상기 화학식 1의 킬레이트 화합물을 포함하는 제1 흡수제 대 제2 흡수제의 혼합비(농도비)는 1:0.01 내지 1:1(wt/wt)일 수 있다. The mixing ratio (concentration ratio) of the first absorbent to the second absorbent including the chelating compound of Formula 1 may be 1:0.01 to 1:1 (wt/wt).
상기 흡수제 조성물은, SOx를 제거 또는 제거 효율을 향상시키기 위하여 칼슘 이온, 나트륨 이온, 및 마그네슘 이온 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. The absorbent composition may further include at least one of calcium ions, sodium ions, and magnesium ions to remove SOx or improve removal efficiency.
상기 흡수제 조성물은, pH 4 이상 또는 pH 7이상이고, 바람직하게는 pH 7 내지 10 미만일 수 있다, 상기 흡수제 조성물의 pH 범위 내에 포함되면 상기 제1 흡수제와 제2 흡수제는 서로 간섭현상이 없어 NOx와 SOx를 동시 제거할 수 있다. The absorbent composition may have a pH of 4 or more or a pH of 7 or more, and preferably, a pH of 7 to less than 10. When included within the pH range of the absorbent composition, the first absorbent and the second absorbent do not interfere with each other, and thus NOx and SOx can be removed at the same time.
상기 흡수제 조성물은, pH 4 이상 또는 pH 7 이상을 유지하기 위해 염기 및 항산화제를 더 포함할 수 있으며, 상기 항산화제는, NAC(Benzotriazole, N-acetyl-cysteine), DF(Calixarene, Deferoxamine), 갈산(Gallic acid), 글루콘산(Gluconic acid), 글루탐산(Glutimic acid), 말산(Malic acid), 옥살산(Oxalic acid), IDA(Iminodiacetic acid), 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol) 및 2-o-알파-D- 글루코피라노실-L-아스코르브산(2-o-alpha-D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 항산화제는, 산소(산화) 분위기에서 더 높은 항산화력을 제공하기 위해서 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. The absorbent composition may further include a base and an antioxidant to maintain a pH of 4 or more or a pH of 7 or more, and the antioxidant is NAC (Benzotriazole, N-acetyl-cysteine), DF (Calixarene, Deferoxamine), Gallic acid, Gluconic acid, Glutimic acid, Malic acid, Oxalic acid, Iminodiacetic acid (IDA), 2,6-di-tert-butyl-4-methyl Phenol (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol) and 2-o-alpha-D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid (2-o-alpha-D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid) It may include at least one selected from the group consisting of. The antioxidant may be included in an amount of 0.01% to 10% by weight in order to provide a higher antioxidant power in an oxygen (oxidation) atmosphere.
상기 흡수제 조성물은, 산화(산소) 분위기에서 킬레이트 화합물 내의 금속이온이 산화가 안 되어 NOx와 SOx의 동시 제거 및 흡착 성능을 유지할 수 있다.In the absorbent composition, since metal ions in the chelate compound are not oxidized in an oxidizing (oxygen) atmosphere, simultaneous removal of NOx and SOx and adsorption performance can be maintained.
상기 흡수제 조성물은, 물, 유기용매 또는 이 둘을 포함하고, 상기 유기용매는, 탄소수 1 내지 3의 알코올일 수 있다. The absorbent composition may include water, an organic solvent, or both, and the organic solvent may be an alcohol having 1 to 3 carbon atoms.
본 발명은, NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 흡수제 또는 흡수제 조성물을 이용하여 NOx와 SOx를 동시 제거할 수 있다. The present invention relates to a method for simultaneously removing NOx and SOx, and according to an embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously remove NOx and SOx by using the absorbent or the absorbent composition according to the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한 방법은, 흡수제 조성물 내에 NOx와 SOx를 포함하는 가스를 주입하여 NOx와 SOx를 흡수하는 단계; 및 NOx와 Sox를 흡수하는 단계를 거친 가스를 배출하는 단계;를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method for simultaneously removing NOx and SOx comprises: absorbing NOx and SOx by injecting a gas including NOx and SOx into an absorbent composition; And discharging the gas that has undergone the step of absorbing NOx and Sox.
상기 NOx와 SOx를 흡수하는 단계는, 액상의 흡수제 조성물 내에 가스를 주입하고, 상기 흡수제 조성물의 온도는 100 ℃ 미만; 98 ℃ 이하; 85 ℃ 이하; 또는 30 ℃ 내지 70 ℃일 수 있다. The step of absorbing NOx and SOx may include injecting a gas into the liquid absorbent composition, and the temperature of the absorbent composition is less than 100°C; 98°C or less; 85°C or less; Or it may be 30 ℃ to 70 ℃.
본 발명은, NOx와 SOx의 산업 자원화 방법에 관한 것으로, 흡수제 조성물 내에 NOx와 SOx를 포함하는 가스를 주입하여 NOx와 SOx를 흡수하는 단계; NOx와 SOx를 흡수한 흡수제 조성물을 재생하고, NOx와 SOx을 탈착시키는 단계; 및 탈착된 NOx와 SOx을 자원화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 흡수제 조성물을 재생하고, NOx와 SOx을 탈착시키는 단계는, 상기 흡수제 조성물을 진공, 전기화학, 열화학, 또는 촉매 전환 재생(예를 들어, 촉매 전환 재생에 의해서 질소산화물 전환)에 의해 흡수제 조성물을 재생하고, NOx와 SOx를 탈착 및 분리할 수 있다. The present invention relates to a method for converting NOx and SOx into industrial resources, comprising: injecting a gas containing NOx and SOx into an absorbent composition to absorb NOx and SOx; Regenerating the absorbent composition absorbing NOx and SOx, and desorbing NOx and SOx; And it may include the step of converting the desorbed NOx and SOx to resources. Regenerating the absorbent composition and desorbing NOx and SOx, the absorbent composition is prepared by vacuum, electrochemical, thermochemical, or catalytic conversion regeneration (e.g., nitrogen oxide conversion by catalytic conversion regeneration). Regeneration, NOx and SOx can be desorbed and separated.
상기 탈착된 NOx와 SOx을 자원화하는 단계는, 재생 공정에 따라 다양한 화합물 및 상(phase) 형태로 탈착된 NOx와 SOx를 회수 및 농축하고, 비료 또는 산업 자원화할 수 있다. In the step of converting the desorbed NOx and SOx to resources, the desorbed NOx and SOx may be recovered and concentrated in the form of various compounds and phases according to the regeneration process, and may be converted into fertilizers or industrial resources.
본 발명은, NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 처리 시스템은, 본 발명에 의한 흡수제 또는 흡수제 조성물을 이용하여 배기 가스 내의 NOx 및 SOx를 동시 흡착 및 제거하고, 상기 흡수제 또는 흡수제 조성물의 재생과 NOx 및 SOx을 자원화하는 공정을 연속 또는 동시에 처리할 수 있다The present invention relates to a treatment system for removing and recycling NOx and SOx, and according to an embodiment of the present invention, the treatment system comprises NOx and SOx in exhaust gas using the absorbent or absorbent composition according to the present invention. Simultaneous adsorption and removal of the absorbent, the regeneration of the absorbent or the absorbent composition and the process of converting NOx and SOx to resources can be continuously or simultaneously treated
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 NOx 및 SOx 제거를 위한, 처리 시스템은, NOx 및 SOx를 포함하는 배기가스를 공급하는 배기가스 공급라인; 단일 스크러버에서 본 발명에 의한 흡수제 조성물을 이용하여 상기 배기가스의 NOx-SOx를 흡수하고 나머지 가스를 배출하는 처리가스 배출라인; 단일 스크러버에서 NOx-SOx를 흡수한 흡수용액을 재생 장치로 공급하는 NOx-SOx 흡수용액 공급라인; NOx-SOx를 흡수한 흡수용액을 전기화학적으로 재생하여 흡수 용액을 재생하는 재생 장치; 및 재생 장치로부터 분리된 NOx-SOx를 농축하고 비료 또는 산업 자원화할 수 있는 반응 장치;를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a treatment system for removing the NOx and SOx includes: an exhaust gas supply line for supplying exhaust gas including NOx and SOx; A treatment gas discharge line for absorbing NOx-SOx of the exhaust gas and discharging the remaining gas by using the absorbent composition according to the present invention in a single scrubber; NOx-SOx absorption solution supply line for supplying the absorption solution absorbing NOx-SOx in a single scrubber to a regeneration device; A regeneration device for regenerating the absorbent solution by electrochemically regenerating the absorbent solution absorbing NOx-SOx; And a reaction device capable of concentrating the NOx-SOx separated from the regeneration device and converting it into fertilizer or industrial resources.
도 1을 참조하면, 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 흡수제 조성물을 이용하는, NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템에 의한, 단일 스크러버 내에서 NOx-SOx의 동시 제거 및 NOx-SOx의 산업 자원화하는 공정을 예시적으로 나타낸 것이다. 도 1에서 상기 단일 스크러버는 스프레이형 또는 흡수탑형일 수 있다.Referring to Figure 1, Figure 1, according to an embodiment of the present invention, using the absorbent composition according to the present invention, for NOx and SOx removal and resource recovery, by a treatment system, in a single scrubber of NOx-SOx It shows an exemplary process of simultaneous removal and industrial resource conversion of NOx-SOx. In FIG. 1, the single scrubber may be a spray type or an absorption tower type.
상기 재생장치는, 진공, 전기화학, 열화학, 또는 촉매 전환 재생이 이루어지고, 상기 재생장치는, 양이온 또는 음이온 전도성막; 상기 이온 전도성막의 양면에 코팅되는 두 개의 전극을 포함하고, 상기 전극은 전기적으로 연결될 수 있다. The regeneration device includes vacuum, electrochemical, thermochemical, or catalytic conversion and regeneration, and the regeneration device includes: a cation or anion conductive membrane; It includes two electrodes coated on both surfaces of the ion conductive film, and the electrodes may be electrically connected.
또는, 상기 재생장치는 가열부 및 회수부; 를 포함하고, 상기 흡수탑과 연계하여 연속 공정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 열화학적 재생장치는 가열부와 회수부를 포함하고 있으며, 촉매화학적 재생 장치는 촉매 반응부와 회수부를 포함하는 것으로 NO를 흡수한 흡수액 재생 및 회수 기능을 수행할 수 있다. Alternatively, the regeneration device may include a heating unit and a recovery unit; Including, the continuous process may be performed in connection with the absorption tower. For example, the thermochemical regeneration apparatus includes a heating unit and a recovery unit, and the catalytic chemical regeneration apparatus includes a catalytic reaction unit and a recovery unit, and may perform a function of regenerating and recovering an absorbent liquid absorbing NO.
또는, 상기 재생장치는 상기 재생장치는, 촉매 반응부 및 회수부;를 포함하고, 상기 흡수탑과 연계하여 연속 공정이 이루어질 수 있다. Alternatively, the regeneration device may include a catalytic reaction unit and a recovery unit, and a continuous process may be performed in connection with the absorption tower.
상기 반응 장치는, NOx-SOx를 회수 및 농축하여 비료, N-S 계열 화합물로 전환시킬 수 있다. The reaction apparatus can recover and concentrate NOx-SOx to convert it into fertilizers and N-S-based compounds.
실시예 Example
(1) -SH로 치환된 키토산 (thiolated chitosan, 약어 TCS) 합성법(1) -SH-substituted chitosan (thiolated chitosan, abbreviation TCS) synthesis method
키토산(Chitosan)을 thiol (-SH)기가 포함된 -SH로 치환된 키토산 (thiolated chitosan, 약어 TCS)으로 전환하였으며, 합성법은 하기의 스킴 (1)에 따라 진행하였다. Chitosan was converted to chitosan (thiolated chitosan, abbreviation TCS) substituted with -SH containing a thiol (-SH) group, and the synthesis was performed according to the following scheme (1).
[스킴 1] [Scheme 1]
키토산 1000mg 을 2% 의 아세트산 50mL 에 녹이고, 2mL 의 DIW에 1000mg EDC (1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide Hydrochloride)를 녹였다. 상기 제조된 용액을 혼합하였다. 다음으로, 혼합물에 TGA(Thioglycilic acid, 1239mg)를 투입하여 혼합하고, 1M의 HCl 4mL를 추가하였다. 25 ℃, 암실에서 10시간동안 더 혼합하고, 3일동안 동결건조하여 하얀 분말 TCS를 회수하였다.1000 mg of chitosan was dissolved in 50 mL of 2% acetic acid, and 1000 mg EDC (1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide Hydrochloride) was dissolved in 2 mL of DIW. The prepared solution was mixed. Next, TGA (Thioglycilic acid, 1239 mg) was added to the mixture to be mixed, and 4 mL of 1M HCl was added. The mixture was further mixed at 25° C. for 10 hours in a dark room, and freeze-dried for 3 days to recover white powder TCS.
(2) -SH로 치환된 키토산(thiolated chitosan, 약어 TCS) 리간드를 활용한 Fe 킬레이트 화합물(이하, TCS-Fe2)의 제조(2) Preparation of a Fe chelate compound (hereinafter, TCS-Fe2) using a -SH-substituted chitosan (thiolated chitosan, abbreviation TCS) ligand
하기의 스킴 2에 따라 TCS-Fe2를 합성하였다. TCS 분말 0.1g을 50mL DIW에 녹이고, FeSO4-7H2O 0.14g을 추가하고 혼합한 이후 Fe와 -SH로 치환된 키토산의 배위결합 결과물을 획득하였다. TCS-Fe2 was synthesized according to Scheme 2 below. 0.1 g of TCS powder was dissolved in 50 mL DIW, 0.14 g of FeSO 4 -7H 2 O was added and mixed to obtain a result of coordination of chitosan substituted with Fe and -SH.
[스킴 2] [Scheme 2]
성능 평가 Performance evaluation
(1) NO 흡수량 평가 (1) NO absorption amount evaluation
도 2에 나타낸 바와 같이, 동일한 Fe2+기반 10mM의 다양한 흡수제를 합성하여 NO흡수량을 비교한 결과 TCS/FeSO4(연한주황색)이 EDTA, DMPS, DMSA와 비슷한 수준의 흡수량을 보였다. 또한, 변성여부를 확인하기 위해 하루동안 stirring후 NO 흡수량을 측정해 본 결과 (진한 주황색) 조금은 흡수량이 낮아졌으나 여전히 우수한 흡수성능을 갖는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 2, as a result of comparing the NO absorption by synthesizing various absorbents of the same Fe 2+ based 10 mM, TCS/FeSO 4 (light orange) showed an absorption amount similar to that of EDTA, DMPS, and DMSA. In addition, as a result of measuring the amount of NO absorption after stirring for a day to check whether it is denatured (dark orange), it can be confirmed that the absorption amount is slightly lowered, but still has excellent absorption performance.
(2) 반응평형상수(2) Response equilibrium constant
일정 농도의 킬레이트 화합물 용액을 반응기에 배치(Batch) 형태로 주입한 후, 일정 유량의 질소와 NO 혼합가스를 반응기에 연속적으로 주입한다. 실험 조건은 표 1에 나타내었다. 반응평형상수는 온도에만 의존하며, 압력, 농도, 유량 등 다른 실험 조건과 관계없이 동일한 값을 나타내게 된다.After the chelating compound solution of a certain concentration is injected into the reactor in a batch form, a mixed gas of nitrogen and NO at a constant flow rate is continuously injected into the reactor. The experimental conditions are shown in Table 1. The reaction equilibrium constant depends only on temperature and shows the same value regardless of other experimental conditions such as pressure, concentration, and flow rate.
버블 반응기 내에서 NO 성분은 수용액상에 용해되어 킬레이트 화합물과 반응하게 되고, 용해 또는 반응하지 못한 NO는 반응기를 빠져나와 분석기를 이용하여 그 농도를 측정하였다. 평형에 도달했을 때 총 흡수된 NO의 양을 측정하기 위해, 주입된 NO 조성과 반응 후의 분석기에서 측정된 NO 조성이 같아질 때까지 실험을 진행하였다. 반응평형상수를 구하기 위한 식 (2)의 각각의 농도는 다음과 같이 계산된다.In the bubble reactor, the NO component was dissolved in an aqueous solution to react with the chelating compound, and the dissolved or unreacted NO exited the reactor and the concentration was measured using an analyzer. In order to measure the total amount of NO absorbed when equilibrium was reached, the experiment was conducted until the injected NO composition and the NO composition measured by the analyzer after the reaction became the same. Each concentration in Equation (2) to obtain the reaction equilibrium constant is calculated as follows.
여기에서 P, H는 각각 반응기의 압력과 NO의 헨리상수를 나타내며, 단위는 각각 [atm]과 [atmㅇL/mol]이다. 헨리상수는 문헌에서 보고된 물에 대한 NO의 값을 사용하였다. yf와 yNO는 각각 NO 성분의 주입 조성과 실험 시간 t에서의 반응기 출구 농도를 의미한다. FG와 VL은 주입 가스 유량과 용액 부피를 나타내며, [M(II)-L]0는 주입된 킬레이트 화합물의 초기 농도를 타나낸다. 다양한 킬레이트 화합물에 대한 실험을 수행하였으며, 측정된 반응평형상수 값을 표 2에 나타내었다. Here, P and H represent the pressure of the reactor and the Henry's constant of NO, respectively, and the units are [atm] and [atmㅇL/mol], respectively. The Henry constant used the value of NO for water reported in the literature. y f and y NO denote the injection composition of the NO component and the reactor outlet concentration at the experimental time t, respectively. F G and V L represent the injection gas flow rate and the solution volume, and [M(II)-L] 0 represents the initial concentration of the injected chelate compound. Experiments were performed on various chelate compounds, and the measured reaction equilibrium constant values are shown in Table 2.
*thiolated chitosan (TCS)*thiolated chitosan (TCS)
Fe-EDTA는 NO 흡수 제거를 위해 문헌에서 가장 많이 사용되는 킬레이트 화합물로서 새로운 물질 개발을 위한 기준 역할을 하며, Fe-(TCS)2 킬레이트 화합물은 Fe-EDTA 보다 훨씬 큰 반응평형상수 값을 보였다. 상기 제시한 -SH로 치환된 키토산 (thiolated chitosan)의 구조에서, 두 개의 -SH 결합을 포함하고 있는 것을 알 수 있다. Fe-(TCS)2 킬레이트 화합물은 Fe2+ 금속에 네 개의 리간드가 배위결합하는 형태를 하고 있으며, 총 2개의 -SH 결합이 Fe2+ 금속과 킬레이트를 이루게 된다. 실험 결과를 통해 두 개의 -SH 결합을 포함하고 있는 디티올(Dithiol) 형태의 리간드가 NO의 흡수능을 높이는 것을 알 수 있다.Fe-EDTA is a chelate compound most frequently used in the literature for removal of NO absorption, and serves as a standard for the development of a new material, and Fe-(TCS) 2 chelate compound showed a much greater reaction equilibrium value than Fe-EDTA. In the above-described structure of -SH substituted chitosan (thiolated chitosan), it can be seen that it contains two -SH bonds. The Fe-(TCS) 2 chelate compound is in the form of a coordination bond of four ligands to the Fe 2+ metal, and a total of two -SH bonds form a chelate with the Fe 2+ metal. From the experimental results, it can be seen that a ligand in the form of Dithiol containing two -SH bonds increases the absorption capacity of NO.
(3) SO2와 NO의 연속 제거 성능 (3) Continuous removal performance of SO 2 and NO
실제 흡수탑에서의 거동을 확인하기 위해 지름 1인치와 50㎝ 높이를 갖는 패킹 컬럼을 이용하여 SO2와 NO의 연속 제거 실험을 각각 수행하였다. 상온, 상압의 조건에서 서로 반대방향(Countercurrent)으로 가스와 용액을 연속적으로 주입하여 잘 접촉하도록 하였으며, 분석기를 이용하여 불순물이 제거된 후의 가스 조성의 변화를 시간에 따라 측정하였다.In order to confirm the behavior in the actual absorption tower, a continuous removal experiment of SO 2 and NO was performed using a packing column having a diameter of 1 inch and a height of 50 cm. Gas and solution were continuously injected in opposite directions (Countercurrent) under conditions of room temperature and pressure to ensure good contact, and the change in gas composition after impurities were removed was measured with time using an analyzer.
일정 농도의 Ca(OH)2 용액을 이용하여 SO2를 제거하였으며, 용액과 가스의 실험 조건은 하기의 표 3에 나타내었다.SO 2 was removed using a constant concentration of Ca(OH) 2 solution, and the experimental conditions of the solution and gas are shown in Table 3 below.
컬럼 내 가스의 체류 시간은 약 19초로 추정된다. 시간에 따른 SO2 조성 결과를 도 4에 나타내었으며, 정상상태(Steady-state)에 대비하여 99.1%의 제거 효율을 보였다.The residence time of the gas in the column is estimated to be about 19 seconds. The results of the SO 2 composition over time are shown in FIG. 4, and the removal efficiency of 99.1% was shown compared to the steady-state.
기초 실험을 통해 Fe-(TCS)2의 높은 반응평형상수를 확인한 후, 패킹 컬럼을 이용한 실제 흡수 거동을 확인하고자 NO 연속 제거 실험을 수행하였다. 기초 실험과 다르게 산소가 포함된 조건에서 실험을 하였으며, 용액의 유량을 변화시키며 시간에 따른 NO 조성을 측정하였다. 실험 조건은 표 4에 나타내었다. After confirming the high reaction equilibrium constant of Fe-(TCS) 2 through a basic experiment, a continuous NO removal experiment was performed to confirm the actual absorption behavior using a packing column. Unlike the basic experiment, the experiment was conducted under oxygen-containing conditions, and the NO composition over time was measured while changing the flow rate of the solution. The experimental conditions are shown in Table 4.
SO2 연속 제거 실험과 마찬가지로 컬럼 내 가스의 체류 시간은 약 19초로 추정된다. 최종적으로 용액 유량이 0.08 L/min일 때, 정상상태(Steady-state)에서 89.3%의 제거 효율을 보였다. 실험 결과로부터 Fe-(TCS)2 용액의 높은 NO 흡수능과 함께 산소에 대한 항산화력도 확인할 수 있었다.Similar to the SO 2 continuous removal experiment, the residence time of the gas in the column is estimated to be about 19 seconds. Finally, when the solution flow rate was 0.08 L/min, the removal efficiency of 89.3% was shown in the steady-state. From the experimental results, it was confirmed that the Fe-(TCS) 2 solution had high NO absorption ability and antioxidant power to oxygen.
본 실시예의 결과에서, -SH 또는 -S를 가진 리간드와 전이 금속이온(2가)의 킬레이트 화합물과 Ca(OH)2 의 혼합 용액은 질소산화물의 주성분인 NO와 황산화물의 주성분인 SO2를 동시에 흡수 제거할 수 있고, 상기 혼합용액에 항산화제의 첨가 시 산소 분위기에서 더 높은 항산화력을 기대할 수 있다. In the results of this example, the mixed solution of a ligand having -SH or -S and a chelate compound of transition metal ion (divalent) and Ca(OH) 2 contains NO as the main component of nitrogen oxide and SO 2 as the main component of sulfur oxide. It can be absorbed and removed at the same time, and when an antioxidant is added to the mixed solution, higher antioxidant power can be expected in an oxygen atmosphere.
즉, 기존에 알려진 질소산화물 액상 킬레이트로 Fe-EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid, 에틸렌다이아민테트라아세트산)의 단점은, Fe 2가가 산소 분위기에서 쉽게 산화되고, 황산화물 존재 시 N-S 부산물을 만들어 재생이 어렵고, 산화과정 중 생성된 OH 라디칼에 의해 ED3A, NTA, IDA등으로 쉽게 분해가 되지만, 본 발명에 의한 화학식 1의 킬레이트 화합물은, Fe-EDTA와 비교하여 산화(산소)분위기에서도 철 2가가 3가로의 산화속도를 늦출 수 있으며, 질소산화물의 흡수 속도, 흡수량을 높일 수 있다. 또한, 킬레이트 화합물은 산소 분위기에서도 쉽게 산화되지 않아 재생을 통해서 장시간 사용이 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 의한 화학식 1의 킬레이트 화합물은, 기존에 알려진 킬레이트 화합물, 즉, 특허문헌 1에 기재된 킬레이트 화합물과 대비하여, NOx의 흡착 속도가 빠르고 흡착능이 커 제거 효율이 높고 특허문헌 1보다 더 적은 양으로 많은 질소산화물을 제거할 수 있다. In other words, the disadvantage of Fe-EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid) as a previously known nitrogen oxide liquid chelate is that Fe divalent is easily oxidized in an oxygen atmosphere, and in the presence of sulfur oxide, it is difficult to regenerate by making NS by-products. It is easily decomposed into ED3A, NTA, IDA, etc. by OH radicals generated during the process, but the chelate compound of Formula 1 according to the present invention is oxidized to iron divalent trivalent even in an oxidizing (oxygen) atmosphere compared to Fe-EDTA. It can slow down the rate and increase the absorption rate and amount of nitrogen oxides. In addition, the chelate compound is not easily oxidized even in an oxygen atmosphere, so it can be used for a long time through regeneration. For example, the chelate compound of Formula 1 according to the present invention has a high removal efficiency due to a high adsorption rate of NOx and a high adsorption capacity compared to the previously known chelate compound, that is, the chelate compound described in Patent Document 1 A lot of nitrogen oxides can be removed in a smaller amount.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (20)
을 포함하는,
Nox 및 Sox 동시 제거를 위한, 흡수제:
[화학식 1]
(여기서,
Me는 2가 내지 4가 금속이온을 나타내며,
R1 내지 Rn은, 상기 Me와 배위 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 리간드로서, R1 내지 Rn으로 표시되는 리간드는 Me와의 결합에 따라서 총 1개 내지 10개가 될 수 있으며,
R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 SH, S 또는 이 둘이고, 나머지 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 -NH2, -OH 및 H2O 중 적어도 하나로 배위 결합한다.)
A chelate compound of the following formula 1 including a ligand including a metal ion and a thiol group;
Containing,
For simultaneous removal of Nox and Sox, absorbent:
[Formula 1]
(here,
Me represents a divalent to tetravalent metal ion,
R 1 to R n are ligands that form a chelate compound by coordinating with Me, and the ligands represented by R 1 to R n may be a total of 1 to 10 depending on binding to Me,
At least one of R 1 to R n is a part that binds to Me is SH, S, or two, and at least one of the rest is coordinated with at least one of -NH 2 , -OH and H 2 O Combine.)
상기 킬레이트 화합물은, 하기의 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 흡수제:
The chelating compound is an absorbent comprising at least one of the following compounds:
상기 R1 내지 Rn는, 각각, 리간드 내에 -SH, -S 또는 이 둘을 더 포함하는 것인,
흡수제.
The method of claim 1,
The R 1 to R n , respectively, will further include -SH, -S or both in the ligand,
Absorbent.
상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는, 아민기(-NH2), 하이드록시기(-OH) 또는 이 둘을 갖는 화합물에서 화학반응을 통해, -SH, -S 또는 이 둘로 치환된 화합물을 포함하는 것인,
흡수제.
The method of claim 1,
At least one of R 1 to R n is an amine group (-NH 2 ), a hydroxy group (-OH), or a compound substituted with -SH, -S or both through a chemical reaction in a compound having both Containing,
Absorbent.
상기 아민기(-NH2)의 -H가 -SH로 치환되거나 또는 상기 아민기(-NH2)가 -SH로 치환되는 것인,
흡수제.
The method of claim 4,
-H would have the amine group (-NH 2) or substituted with -SH, or wherein the amine group (-NH 2) is substituted by -SH,
Absorbent.
상기 하이드록시기(-OH)가 -SH로 치환되는 것인,
흡수제.
The method of claim 4,
The hydroxy group (-OH) is substituted with -SH,
Absorbent.
상기 R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 -SH로 치환된 키토산 (thiolated chitosan) 리간드인 것인,
흡수제.
The method of claim 1,
At least one of R 1 to R n is It is a chitosan (thiolated chitosan) ligand substituted with -SH,
Absorbent.
상기 킬레이트 화합물은, 하기의 화학식 2의 킬레이트 화합물인 것인, 흡수제:
[화학식 2]
(여기서, R1 및 R2는, 각각, -NH2, -OH 및 H2O에서 선택되고, R3 및 R4는, 각각 산소 (-O-) 및 황 (-S-)에서 선택된다.)
The method of claim 1,
The chelating compound is a chelate compound of Formula 2 below:
[Formula 2]
(Where, R 1 and R 2 are each selected from -NH 2 , -OH and H 2 O, and R 3 and R 4 are each selected from oxygen (-O-) and sulfur (-S-) .)
상기 Me은, Fe, Ge, Al, Co, Cr, Ga, Mn, Ni, Cu, Zn, Ti, Sn, Os, V, Ti, Sn, Mg, In, Cd, Zr, Yb, Er, Ca 및 La로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속이온을 포함하는 것인,
흡수제.
The method of claim 1,
The Me is, Fe, Ge, Al, Co, Cr, Ga, Mn, Ni, Cu, Zn, Ti, Sn, Os, V, Ti, Sn, Mg, In, Cd, Zr, Yb, Er, Ca and It contains at least one metal ion selected from the group consisting of La,
Absorbent.
칼슘, 나트륨 및 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 제2 흡수제;
를 포함하는,
NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한, 흡수제 조성물:
[화학식 1]
(여기서, Me는 2가 내지 4가 금속이온을 나타내며,
R1 내지 Rn은, 상기 Me와 배위 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 리간드로서, R1 내지 Rn으로 표시되는 리간드는 M과의 결합에 따라서 총 1개 내지 10개가 될 수 있으며,
R1 내지 Rn 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 SH, S 또는 이 둘이고, 나머지 중 적어도 하나는 상기 Me와 결합하는 부분이 -NH2, -OH 및 H2O 중 적어도 하나로 배위 결합한다.)
A first absorbent comprising a compound represented by the following formula (1); And
A second absorbent comprising at least one of calcium, sodium and magnesium;
Containing,
Absorbent composition for simultaneously removing NOx and SOx:
[Formula 1]
(Here, Me represents a divalent to tetravalent metal ion,
R 1 to R n are ligands that form a chelate compound by coordinating with Me, and the ligands represented by R 1 to R n may be a total of 1 to 10 depending on binding to M,
At least one of R 1 to R n is a part that binds to Me is SH, S, or two, and at least one of the rest is coordinated with at least one of -NH 2 , -OH and H 2 O Combine.)
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 흡수제의 농도는, 0.001M 내지 1M인 것인,
흡수제 조성물.
The method of claim 10,
The concentration of the absorbent containing the compound represented by Formula 1 is 0.001M to 1M,
Absorbent composition.
상기 조성물은, SOx를 제거하기 위하여 칼슘 이온, 나트륨 이온 및 마그네슘 이온 중 적어도 하나를 더 포함하는 것인,
흡수제 조성물.
The method of claim 10,
The composition further comprises at least one of calcium ions, sodium ions, and magnesium ions to remove SOx,
Absorbent composition.
상기 흡수제 조성물은, pH 4 이상 또는 pH 7이상이고,
상기 흡수제 조성물은, pH 4 이상 또는 pH 7 이상을 유지하기 위해 염기 및 항산화제를 더 포함하는 것인,
흡수제 조성물.
The method of claim 10,
The absorbent composition is pH 4 or more or pH 7 or more,
The absorbent composition further comprises a base and an antioxidant to maintain a pH of 4 or more or a pH of 7 or more,
Absorbent composition.
상기 흡수제 조성물은, 산화 분위기에서 NOx와 SOx를 동시 제거하는 것인,
흡수제 조성물.
The method of claim 10,
The absorbent composition is to simultaneously remove NOx and SOx in an oxidizing atmosphere,
Absorbent composition.
상기 NOx와 Sox를 흡수하는 단계를 거친 가스를 배출하는 단계;
를 포함하는,
NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한, 방법.
Injecting a gas containing NOx and SOx into the absorbent composition of claim 10 to absorb NOx and SOx; And
Discharging the gas that has undergone the step of absorbing the NOx and Sox;
Containing,
A method for simultaneously removing NOx and SOx.
상기 NOx와 SOx를 흡수하는 단계에서 상기 흡수제 조성물의 온도는 100 ℃ 미만인 것인,
NOx와 SOx를 동시에 제거하기 위한, 방법.
The method of claim 15,
In the step of absorbing the NOx and SOx, the temperature of the absorbent composition is less than 100 °C,
A method for simultaneously removing NOx and SOx.
단일 스크러버에서 제10항의 흡수제 조성물을 이용하여 상기 배기가스의 NOx-SOx를 흡수하고 나머지 가스를 배출하는 처리가스 배출라인;
상기 단일 스크러버에서 NOx-SOx를 흡수한 흡수용액을 재생 장치로 공급하는 NOx-SOx 흡수용액 공급라인;
NOx-SOx를 흡수한 흡수용액을 전기화학적으로 재생하여 흡수 용액을 재생하는 재생 장치; 및
상기 재생 장치로부터 분리된 NOx-SOx를 농축하고 비료 또는 산업 자원화할 수 있는 반응 장치;
를 포함하는,
NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템.
An exhaust gas supply line for supplying exhaust gas including NOx and SOx;
A processing gas discharge line for absorbing NOx-SOx of the exhaust gas and discharging the remaining gas using the absorbent composition of claim 10 in a single scrubber;
A NOx-SOx absorption solution supply line for supplying an absorption solution absorbing NOx-SOx in the single scrubber to a regeneration device;
A regeneration device for regenerating the absorbent solution by electrochemically regenerating the absorbent solution absorbing NOx-SOx; And
A reaction device capable of concentrating the NOx-SOx separated from the regeneration device and converting it into fertilizer or industrial resources;
Containing,
Treatment system for NOx and SOx removal and resource conversion.
상기 재생장치는 양이온 또는 음이온 전도성막; 및
상기 이온 전도성막의 양면에 코팅되는 두 개의 전극
을 포함하고,
상기 전극은 전기적으로 연결되는 것인,
NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템.
The method of claim 17,
The regeneration device includes a cation or anion conductive film; And
Two electrodes coated on both sides of the ion conductive film
Including,
The electrode is electrically connected,
Treatment system for NOx and SOx removal and resource conversion.
상기 재생장치는 가열부 및 회수부;를 포함하고,
상기 흡수탑과 연계하여 연속 공정이 이루어지는 것인,
NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템.
The method of claim 17,
The regeneration device includes a heating unit and a recovery unit,
In connection with the absorption tower, a continuous process is made,
Treatment system for NOx and SOx removal and resource conversion.
상기 재생장치는, 촉매 반응부 및 회수부;를 포함하고,
상기 흡수탑과 연계하여 연속 공정이 이루어지는 것인,
NOx 및 SOx 제거 및 자원화를 위한, 처리 시스템. The method of claim 17,
The regeneration device includes a catalytic reaction unit and a recovery unit,
In connection with the absorption tower, a continuous process is made,
Treatment system for NOx and SOx removal and resource conversion.
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