KR20210153314A - 이산화황 흡수제 및 미세먼지 원인물질 제거 방법 - Google Patents

이산화황 흡수제 및 미세먼지 원인물질 제거 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시물에는 3차 디아민 화합물과 산 화합물을 포함하는 이산화황 흡수제 및 이의 제조방법과 상기 이산화황 흡수제를 이용한 탈황 방법 및 미세먼지 원인물질 제거 방법이 개시된다. 상기 흡수제는 이산화황뿐만 아니라 이산화황이 물과 결합한 형태인 아황산을 제거하는 효과를 제공한다.

Description

이산화황 흡수제 및 미세먼지 원인물질 제거 방법{A sulfur dioxide absorbent and a method for removing causative materials of particulate matter}
본 개시물에는 3차 디아민 화합물과 산 화합물을 포함하는 이산화황 흡수제 및 이의 제조방법과 상기 이산화황 흡수제를 이용한 탈황 방법 및 미세먼지 원인물질 제거 방법이 개시된다.
석탄 및 석유 등의 화석연료에는 상당한 양의 황 화합물이 포함되어 있고, 상기 황 화합물들은 연료를 태워 에너지를 만드는 과정에서 산성비의 원인이 되는 이산화황의 형태로 배출된다. 따라서 화석연료를 태우는 대부분의 발전소 혹은 산업시설에서는 이러한 대기오염의 주원인 물질의 방출을 막기 위해 탈황 (desulfurization) 처리된 배가스를 대기 중으로 방출한다. 최근에는 SO2를 분리 및 농축하여 자원으로 재사용하는 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이와 같이 분리 및 농축된 SO2는 예를 들어 황산이나 환원제, 표백제, 산패방지제 등으로 사용될 수 있다.
발전소 배가스의 탈황 방법으로 석회 (lime, CaO)나 석회암 (limestone, CaCO3)을 사용하는 방법이 알려져 있다 (하기 반응식 1 및 2 참조). 이러한 칼슘 화합물들의 사용은 저렴한 가격 등에서 유리하지만, 물에 대한 용해도가 CaO는 0.17%, CaCO3은 0.0013% 정도로 매우 낮아 상기 물질들을 매우 작은 입자로 분해한 후 물에 슬러리 형태로 만들어 이산화황과 반응시킨다. 이때, 이산화황과의 반응은 고상-액상 반응이므로 반응의 속도가 액상-액상 반응에 비하여 크지 않다. 또한, 과량의 물을 사용함으로써 생성되는 폐수 처리 문제가 발생하고, 물에 대한 용해도가 극히 낮기 때문에 전체 공정에서 관 막힘 현상도 심각한 문제라고 할 수 있다. 생성된 CaSO3는 이를 산화시켜 CaSO4 (석고)로 전환하여 사용할 수 있지만, Ca의 순도가 아주 높지 않을 경우에는 폐기물화되어 환경적인 부담이 매우 크다.
[반응식 1]
Figure pat00001
[반응식 2]
Figure pat00002
액체계 이산화황 흡수제로는 아민계 화합물이 가장 널리 사용되고 있다. 아민계 화합물이 이산화황 흡수제로 사용되는 이유는 아민이 이산화황과 화학 결합을 이루었다가 열을 가하면 결합이 깨지면서 이산화황은 탈거 및 회수되고 흡수제는 재생될 수 있기 때문이다. 그러나, 일반적인 아민 화합물들은 다음과 같은 문제점들, 예를 들어 아민과 이산화황 간의 강한 결합으로 인한 높은 흡수제 재생 온도 및 이에 따른 아민의 비가역적 분해, 흡수제 성능 저하 및 흡수제 보충 문제, 아민 자체 또는 분해 생성물에 의한 흡수 장치의 부식 문제 및 아민 흡수제의 증기압에 의해 재생되는 기체가 오염되는 문제 등이 단점으로 지적되고 있다 (하기 반응식 3 참조).
[반응식 3]
Figure pat00003
이러한 이산화황 흡수제의 비가역적 활성을 개선하기 위한 방법으로, 하기 반응식 4 및 5에서와 같이 에틸렌기로 연결된 3차 디아민 화합물의 두 아민 자리 중 하나의 아민 자리를 4차 아민으로 만드는 경우 남아 있는 3차 아민 자리를 SO2의 가역적 흡수제로 사용할 수 있다는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 흡수제를 만드는 과정이 복잡해 실제 효용성이 매우 낮은 단점이 있다. 즉, 3차 디아민 화합물을 알킬화하고, 이를 분리 및 정제하는 단계를 거쳐야 한다.
[반응식 4]
Figure pat00004
[반응식 5]
Figure pat00005
KR 10-2008-0087969 A
일 측면에서, 본 개시물은 이산화황 흡수제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 개시물은 상기 이산화황 흡수제의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 개시물은 상기 이산화황 흡수제를 이용한 탈황 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 개시물은 3차 디아민 화합물 및 무기산을 포함하는 이산화황 흡수제를 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00006
상기 화학식 1에서 R은 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 R은 메틸, 에틸 또는 프로필인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 무기산은 H2SO4, HNO3, HCl, HBr 및 HI으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 흡수제는 디아민에 대한 H+의 몰비가 2 미만인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물과 무기산은 물에 용해시킨 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물과 무기산의 혼합물은 물 전체 중량을 기준으로 5 내지 50 wt%로 포함된 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 개시물은 상기 이산화황 흡수제의 제조방법으로, 3차 디아민 화합물이 함유된 용액을 제조하는 단계; 및 상기 용액에 무기산을 첨가하는 단계를 포함하는 이산화황 흡수제의 제조방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 용액은 3차 디아민 화합물을 물에 용해시킨 것일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 개시물은 상기 이산화황 흡수제와 이산화황을 접촉시키는 것을 포함하는 탈황 방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 이산화황 흡수제는 이산화황 흡수 용액인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈황 방법은, 이산화황을 포함하는 가스를 흡수탑에 주입하는 단계; 상기 이산화황을 포함하는 가스와 이산화황 흡수 용액을 접촉시키는 단계; 상기 흡수탑에서 이산화황이 흡수된 흡수 용액을 탈거탑으로 이동시키는 단계; 및 상기 탈거탑에 열을 가하고 이산화황을 탈거 및 배출시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈황 방법은 이산화황이 탈거되고 탈거탑 하부에 모인 흡수 용액을 다시 흡수탑으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 흡수탑 내 흡수 용액은 실온 내지 60 ℃의 온도를 갖는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈거 온도는 80 내지 120 ℃인 것일 수 있다.
일 측면에서, 본 개시물에 개시된 기술은 이산화황 흡수제를 제공하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 개시물에 개시된 기술은 상기 이산화황 흡수제의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
또 다른 측면에서, 본 개시물에 개시된 기술은 상기 이산화황 흡수제를 이용한 탈황 방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 이산화황의 흡수 및 탈거 장치의 모식도를 나타낸 것이다. 상기 장치는 흡수탑과 탈거탑으로 구성되어 있고, 이산화황을 포함한 배가스 혼합물이 흡수탑에서 이산화황 흡수제와 만나 이산화황이 선택적으로 흡수된다. 이산화황을 흡수한 흡수제는 고온의 탈거탑으로 이동되고, 고온의 탈거탑에서 흡수제와 이산화황의 분리가 이루어진다.
도 2는 일 실시예에 따른 이산화황 흡수제의 NMR 분석 결과이다. (a)는 N,N'-디메틸피페라진, (b)는 디아민과 H+가 1 : 0.5의 몰비를 갖는 N,N'-디메틸피페라진/0.5H2SO4의 1H-NMR 스펙트라이다.
도 3은 일 비교예에 따른 이산화황 흡수제의 NMR 분석 결과이다. (a)는 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, (b)는 디아민과 H+가 1 : 0.5의 몰비를 갖는 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민/0.5H2SO4의 1H-NMR 스펙트라이다.
도 4는 일 비교예에 따른 이산화황 흡수제의 NMR 분석 결과이다. (a)는 DABCO, (b)는 디아민과 H+가 1 : 0.5의 몰비를 갖는 DABCO/0.5H2SO4의 1H-NMR 스펙트라이다.
도 5는 일 실시예에 따른 이산화황 흡수제의 NMR 분석 결과이다. (a)는 디아민과 H+가 1 : 0.5의 몰비를 갖는 N,N'-디메틸피페라진/0.5H2SO4 흡수제, (b)는 상기 (a)의 흡수제로 400시간 동안 이산화황 흡수 및 탈거를 진행한 후의 흡수제, (c)는 상기 (a)의 흡수제가 이산화황으로 포화된 상태의 흡수제에 대한 분석 결과이다.
도 6은 일 실시예에 따른 400시간 연속 운전 탈황 결과이다.
도 7은 일 비교예에 따른 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민/0.5H2SO4 10 wt% 흡수 용액을 이용한 55시간 연속 운전 탈황 결과이다.
도 8은 일 비교예에 따른 DABCO/0.5H2SO4 10 wt% 흡수 용액을 이용한 20시간 연속 운전 탈황 결과이다.
이하, 본 개시물을 상세히 설명한다.
본 개시물은 미세먼지의 원인이 되는 이산화황 (SO2)의 흡수제를 제공한다. 상기 흡수제는 이산화황뿐만 아니라 이산화황이 물과 결합한 형태인 아황산 (H2SO3)을 제거하는 효과를 제공한다.
일 측면에서, 본 개시물은 3차 디아민 화합물 및 무기산을 유효성분으로 포함하는 이산화황 흡수제를 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 흡수제는 이산화황의 흡수뿐만 아니라 탈거가 용이하여 가역적 흡수제로 사용 가능한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00007
상기 화학식 1에서 R은 탄소수 1 내지 8, 탄소수 1 내지 6, 탄소수 1 내지 4, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 R은 메틸, 에틸 또는 프로필인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 무기산은 강산인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 무기산은 H2SO4, HNO3, HCl, HBr 및 HI으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 흡수제는 디아민에 대한 H+의 몰비가 2 미만인 것일 수 있다. 수소 이온 함량이 너무 낮으면 이산화황 이외 이산화탄소를 흡수할 수 있고, 수소 이온 함량이 너무 높으면 이산화황 흡수 효율이 떨어질 수 있다. 이러한 측면에서, 상기 흡수제는 디아민에 대한 H+의 몰비가 0.1 이상 내지 2 미만인 것이 바람직할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물과 무기산은 물에 용해시킨 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물과 무기산의 혼합물은 물 전체 중량을 기준으로 5 내지 50 wt%로 포함된 것일 수 있다. 상기 혼합물의 함량이 너무 낮으면 흡수제의 농도가 낮아 이산화황의 제거가 충분하지 않을 수 있고, 상기 혼합물의 함량이 너무 높으면 용액의 점도가 높아 흡수제로 사용하는데 적당하지 않을 수 있다. 이러한 측면에서, 상기 3차 디아민 화합물과 무기산의 혼합물은 물 전체 중량을 기준으로 5 내지 50 wt%로 포함된 것이 바람직할 수 있다.
다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 3차 디아민 화합물과 무기산의 혼합물은 물 전체 중량을 기준으로 5 wt% 이상, 10 wt% 이상, 15 wt% 이상, 20 wt% 이상, 25 wt% 이상, 30 wt% 이상, 35 wt% 이상 또는 40 wt% 이상이고, 50 wt% 이하, 45 wt% 이하, 40 wt% 이하, 35 wt% 이하, 30 wt% 이하, 25 wt% 이하, 20 wt% 이하, 15 wt% 이하 또는 10 wt% 이하로 포함된 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 개시물은 상기 이산화황 흡수제의 제조방법으로, 3차 디아민 화합물이 함유된 용액을 제조하는 단계; 및 상기 용액에 무기산을 첨가하는 단계를 포함하는 이산화황 흡수제의 제조방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 용액은 3차 디아민 화합물을 물에 용해시킨 것일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 개시물은 상기 이산화황 흡수제와 이산화황을 접촉시키는 것을 포함하는 탈황 방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈황 방법은 미세먼지 원인물질을 제거하는 방법인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 이산화황 흡수제는 이산화황 흡수 용액인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈황 방법은, 이산화황을 포함하는 가스를 흡수탑에 주입하는 단계; 상기 이산화황을 포함하는 가스와 이산화황 흡수 용액을 접촉시키는 단계; 상기 흡수탑에서 이산화황이 흡수된 흡수 용액을 탈거탑으로 이동시키는 단계; 및 상기 탈거탑에 열을 가하고 이산화황을 탈거 및 배출시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈황 방법은 이산화황이 탈거되고 탈거탑 하부에 모인 흡수 용액을 다시 흡수탑으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 흡수탑 내 흡수 용액은, 에너지 효율 및 이산화황 흡수 효율 측면에서 실온 내지 60 ℃, 10 내지 60 ℃, 또는 15 내지 60 ℃의 온도를 갖는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탈거 온도는 80 내지 120 ℃인 것일 수 있다. 탈거 온도가 너무 낮으면 흡수제와 이산화황의 분리가 충분하지 않을 수 있고, 110 내지 120 ℃의 온도에서 이산화황의 탈거가 충분히 일어나므로 탈거탑의 온도를 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 에너지 효율 및 이산화황의 탈거 효율 측면에서 상기 탈거 온도는 80 내지 120 ℃인 것이 바람직할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 개시물을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 개시물을 예시하기 위한 것으로서, 본 개시물의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 이산화황 흡수제 제조
디메틸피페라진 (4.38 mol, 500 g)을 물 4 kg에 녹인 용액에 황산 (2.18 mol, 214 g)을 천천히 첨가하였다. 여기에 물을 추가적으로 첨가하여 총 5 kg의 흡수 용액을 제조하였다.
실시예 2. 이산화황 흡수 및 탈거 실험
상기 실시예 1에서 제조한 5 kg의 흡수 용액을 도 1에 표시되는 장치에 투입하여 이산화황의 흡수 및 탈거 실험을 실시하였다. SO2 농도는 약 1,000 ppm, 흡수탑 내 흡수 용액 온도는 약 20 내지 30 ℃, 탈거 온도는 약 115 ℃로 설정하였다 (표 1 참조).
구체적으로, N2 (80.6%), O2 (4.2%), CO2 (15%), Ar (0.2%), SO2 (1,000 ppm)이 혼합된 혼합 가스 (Solute-rich Feed Gas)를 흡수탑에 공급하여 흡수 용액에 흡수시키고, 나머지 가스 (Treated Gas)를 흡수탑 상부로 배출시켰다. 배출 가스가 배출되는 곳에 SO2 농도를 측정할 수 있는 검출기를 장착하였다. 흡수 용액은 흡수탑 (a) 상부로 공급하여 하부에서 유입된 혼합 가스와 접촉하며 하부에 모이게 된다. 흡수탑 하부에 모인 흡수 용액 (Rich Solvent)은 펌프 (c)로 가압하여 탈거탑 (b)의 상부로 공급하였다. 탈거탑에서는 하부에 부착된 재비기 (h)에서 열을 받아 흡수 용액에 흡수된 가스를 탈거 및 배출 (Solute Gas)시키며, 흡수 용액은 하부로 모이게 된다. 탈거탑 하부에 모인 흡수 용액 (Lean Solvent)은 다시 펌프 (d)로 가압하여 흡수탑으로 순환시켰다. 투입하는 혼합 가스 유량은 0.8 Nm3/h이며, 흡수 용액 유량은 5 L/h였다. 장치 운전 시 탈거탑 하부에 제공하는 열량을 변화시킴으로써 재비기 (reboiler) 온도, 즉 탈거 온도를 조절하였다.
운전시간
(hr)		 원료혼합가스
SO2 농도
(ppm)		 흡수탑내
흡수용액
온도(℃)		 탈거
온도(℃)		 배기가스
SO2 농도
(ppm)		 흡수율
(%)
59 998 21.0 115.6 28.8 97.1
62 1004 27.3 114.8 45.7 95.4
73 1031 28.9 116.0 29.8 97.1
실시예 3. 흡수제 변화에 따른 이산화황 흡수 및 탈거 실험
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 이산화황 흡수 및 탈거 실험을 실시하되, 흡수제를 하기 표 2와 같이 변화시켜 운전하였다. 배출 SO2 농도는 50시간의 운전시간 후 측정된 값이다.
디아민 산 디아민:H+ 몰비 배기가스 SO2 농도 (ppm) 흡수율(%)
N,N'-dimethyl piperizine HCl 1:0.5 40 96.0
N,N'-dimethyl piperizine HBr 1:1.5 32 96.8
N,N'-dimethyl piperizine HNO3 1:0.1 25 97.5
N,N'-dimethyl piperizine HI 1:1.9 48 95.2
한편, 디아민과 H+가 1 : 2의 몰비를 갖는 N,N'-디메틸피페라진/H2SO4 흡수제를 사용한 경우, 이산화황 흡수 효과가 없어 흡수제로 사용할 수 없었다. 따라서, 본 개시물에 따른 이산화황 흡수제는 디아민에 대한 H+의 몰비가 2 미만인 것이 바람직한 것을 확인하였다.
또한, 실시예 1의 흡수제에서 황산을 첨가하지 않은 흡수제를 사용한 경우, 탈거탑에서 흡수제를 재생하는 과정에서 3차 디아민 화합물이 휘발성으로 인해 대기 방출되는 위험이 발생할 뿐만 아니라 그로 인하여 흡수액 내 아민의 농도가 점차적으로 감소하는 결과를 초래하였다.
또한, 실시예 1의 흡수제에서 3차 디아민 화합물을 하기 화학식 2의 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민과 하기 화학식 3의 DABCO를 사용하고 디아민과 H+가 1 : 0.5의 몰비를 갖도록 각각 H2SO4을 첨가한 흡수제를 제조하여 실시예 2와 동일한 방법으로 이산화황 흡수 및 탈거 실험을 실시하였다. N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민/0.5H2SO4 흡수제는 운전시간을 55시간으로 하여 연속 운전하였고, DABCO/0.5H2SO4 흡수제는 운전시간을 20시간으로 하여 연속 운전하였다 (표 3, 도 7 및 8 참조). 표 3에서 배출 SO2 농도는 각각 55시간 및 5시간 운전시간 후 측정된 값이다. N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민/0.5H2SO4 흡수제는 이산화황 흡수 후 재생이 되지 않았고, DABCO/0.5H2SO4 흡수제는 흡수 효과 자체가 매우 낮았다.
[화학식 2]
Figure pat00008
[화학식 3]
Figure pat00009
디아민 산 디아민:H+ 몰비 배기가스 SO2 농도 (ppm) 흡수율(%)
N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine H2SO4 1:0.5 700 30
DABCO H2SO4 1:0.5 750 25
실시예 4. 운전시간과 흡수탑 온도 변화에 따른 이산화황 흡수 및 탈거 실험
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 이산화황 흡수 및 탈거 실험을 실시하되, 운전시간과 흡수탑 온도를 하기 표 4와 같이 변화시켜 운전하였다. 운전시간이 증가함에 따라 흡수탑 온도를 증가시켰다.
운전시간
(hr)		 원료혼합가스
SO2 농도
(ppm)		 흡수탑내
흡수용액
온도(℃)		 탈거
온도(℃)		 배기가스
SO2 농도
(ppm)		 흡수율
(%)
140 1013 16.8 113.4 54.2 94.6
152 1013 31.0 115.3 25.5 97.5
163 930 40.8 116.1 9.78 99.0
176 1015 50.3 115.6 34.2 96.5
184 1016 60.4 112.3 40.5 96.0
실시예 5. 운전시간과 탈거 온도 변화에 따른 이산화황 흡수 및 탈거 실험
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 이산화황 흡수 및 탈거 실험을 실시하되, 운전시간과 탈거 온도를 하기 표 5와 같이 변화시켜 운전하였다. 운전시간이 증가함에 따라 탈거 온도를 증가시켰다.
운전시간
(hr)		 원료혼합가스
SO2 농도
(ppm)		 흡수탑내
흡수용액
온도(℃)		 탈거
온도(℃)		 배기가스
SO2 농도
(ppm)		 흡수율
(%)
212 1012 25.3 80.3 52.1 94.8
235 1014 25.4 90.2 48.3 95.2
240 1013 25.6 100.6 39.4 96.1
248 1016 25.4 120.5 10.5 99.0
실시예 6. 장시간 운행에 따른 이산화황 흡수 및 탈거 실험
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 이산화황 흡수 및 탈거 실험을 실시하되, 운전시간을 400시간으로 하여 연속 운전하였다.
일정한 조건에서 연속 운전한 결과, 초기 1,000 ppm의 SO2 배출 농도가 100 ppm 이하, 50 ppm 이하로 배출되는 것을 확인하였다. 특히, 50 내지 120 시간 및 320 내지 360 시간 구역에서는 SO2 배출 농도가 10 내지 50 ppm으로 95% 이상 SO2가 제거된 형태로 배출되는 것을 확인하였다. 배출 SO2의 농도가 증가하는 영역은 운전 변수 변화 및 장치 on-off에 따라 시스템이 안정화되지 않은 상태에 해당한다 (도 5 및 6 참조).
이상, 본 개시물의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 개시물의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 개시물의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 3차 디아민 화합물 및 무기산을 포함하는 이산화황 흡수제.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 3차 디아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인, 이산화황 흡수제.
    [화학식 1]
    Figure pat00010

    상기 화학식 1에서 R은 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 R은 메틸, 에틸 또는 프로필인, 이산화황 흡수제.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 무기산은 H2SO4, HNO3, HCl, HBr 및 HI으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인, 이산화황 흡수제.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 흡수제는 디아민에 대한 H+의 몰비가 2 미만인 것인, 이산화황 흡수제.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 3차 디아민 화합물과 무기산은 물에 용해시킨 것인, 이산화황 흡수제.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 3차 디아민 화합물과 무기산의 혼합물은 물 전체 중량을 기준으로 5 내지 50 wt%로 포함된 것인, 이산화황 흡수제.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 이산화황 흡수제의 제조방법으로,
    3차 디아민 화합물이 함유된 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 용액에 무기산을 첨가하는 단계를 포함하는 이산화황 흡수제의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 용액은 3차 디아민 화합물을 물에 용해시킨 것인, 이산화황 흡수제의 제조방법.
  10. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 이산화황 흡수제와 이산화황을 접촉시키는 것을 포함하는 탈황 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 이산화황 흡수제는 이산화황 흡수 용액인 것인, 탈황 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 탈황 방법은,
    이산화황을 포함하는 가스를 흡수탑에 주입하는 단계;
    상기 이산화황을 포함하는 가스와 이산화황 흡수 용액을 접촉시키는 단계;
    상기 흡수탑에서 이산화황이 흡수된 흡수 용액을 탈거탑으로 이동시키는 단계; 및
    상기 탈거탑에 열을 가하고 이산화황을 탈거 및 배출시키는 단계를 포함하는, 탈황 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 탈황 방법은 이산화황이 탈거되고 탈거탑 하부에 모인 흡수 용액을 다시 흡수탑으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 탈황 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 흡수탑 내 흡수 용액은 실온 내지 60 ℃의 온도를 갖는 것인, 탈황 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 탈거 온도는 80 내지 120 ℃인, 탈황 방법.
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