KR20240076237A - Functionalized biochar with sulfur for adsorbing gaseous mercury and Manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 황으로 바이오차의 표면을 기능화시켜 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법은 반응기 내부에 원료인 바이오차와 원소황을 충진하는 원료충진단계(S100);와 원료가 충진된 반응기 내부를 불활성가스로 퍼징하는 퍼징단계(S200);와 퍼징처리된 반응기 내 공기유입을 막고 가열처리하여 원료를 활성화하는 활성화단계(S300);를 포함한다.The present invention relates to a sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury and a method for manufacturing the same. More specifically, the sulfur-functionalized biochar and a method for manufacturing the same improve the adsorption capacity of gaseous mercury by functionalizing the surface of the biochar with sulfur. It's about.
The method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury according to the present invention includes a raw material filling step (S100) of filling the inside of the reactor with biochar and elemental sulfur as raw materials; and filling the inside of the reactor filled with the raw materials with an inert gas. It includes a purging step (S200) of purging; and an activation step (S300) of preventing air inflow into the purged reactor and activating the raw materials by heat treatment.
Description
본 발명은 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 황으로 바이오차의 표면을 기능화시켜 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury and a method for manufacturing the same. More specifically, the sulfur-functionalized biochar and a method for manufacturing the same improve the adsorption capacity of gaseous mercury by functionalizing the surface of the biochar with sulfur. It's about.
화석연료발전소에서는 다양한 종류의 고휘발성 중금속들이 배출되고 있으며, 전세계적으로 수은의 배출량 중 약 60~70%가 석탄 화력발전소 등의 연소설비에서 배출되고 있는 것으로 평가되고 있다.Various types of highly volatile heavy metals are emitted from fossil fuel power plants, and it is estimated that approximately 60-70% of mercury emissions worldwide are emitted from combustion facilities such as coal-fired power plants.
수은은 주로 원소수은(Hg0)형태로 대기 중에 배출되고 있으며, 대기 중에 배출된 수은은 자연계의 순환과정과 먹이사슬을 거쳐 인체 내에 축적되어 중추신경계통 이상, 신장 이상 및 언어 장애 등 치명적인 질병을 유발하는 유해물질로 작용하기 때문에 제거가 요구된다.Mercury is mainly emitted into the atmosphere in the form of elemental mercury (Hg 0 ), and mercury discharged into the atmosphere accumulates in the human body through the natural circulation process and food chain, causing fatal diseases such as central nervous system abnormalities, kidney abnormalities, and speech disorders. Removal is required because it acts as a harmful substance that causes
종래 대기 중의 원소수은을 제거하기 위하여 Particulate matter control device나 Sulfur dioxide control device, nitric oxide control device와 같은 기존의 대기오염물질제어기기 사용되고 있으나, 원소수은이 갖는 높은 휘발성과 화학적 불활성, 물에 용해되지 않는 특성으로 인하여 효과적이지 못하다.Conventionally, existing air pollutant control devices such as particulate matter control device, sulfur dioxide control device, and nitric oxide control device have been used to remove elemental mercury in the air, but elemental mercury has high volatility, chemical inertness, and does not dissolve in water. It is not effective due to its characteristics.
다른방법으로는 활성탄과 같은 고형 흡착제를 이용하는 흡착법, 염화물, 황화물 등의 산화제를 액상 또는 고상으로 배기가스에 주입하여 제거하는 산화제를 이용한 방법이 알려져 있다.Other known methods include an adsorption method using a solid adsorbent such as activated carbon, and a method using an oxidizing agent to remove oxidizing agents such as chlorides and sulfides by injecting them into the exhaust gas in a liquid or solid state.
활성탄과 같은 고형 흡착제를 이용하는 흡착법과 관련한 특허문헌으로는, 국내등록특허 제 10-0599185호에서는 가스상 수은 제거용 황 첨착활성탄 제조방법과 제조장치및 이로부터 만들어지는 황첨착활성탄을 제시하고 있고, 국내등록특허 제 10-0622797호에서는 연소배가스의 미량 유해대기오염물질 제거를 위한 흡착제및 그의 제조방법을 제시하고 있으며, 산화제를 이용한 수은제거방법과 관련한 특허문헌으로 국내등록특허 제10-1229680호에서는 배기 가스 처리 시스템 및 배기 가스 중의 수은 제거 방법을 제시하고 있다.As a patent document related to the adsorption method using a solid adsorbent such as activated carbon, Domestic Patent No. 10-0599185 proposes a method and production device for sulfur-impregnated activated carbon for removing gaseous mercury, and sulfur-impregnated activated carbon made therefrom. Registered Patent No. 10-0622797 proposes an adsorbent and its manufacturing method for removing trace amounts of harmful air pollutants from combustion exhaust gases, and Domestic Registered Patent No. 10-1229680, which is a patent document related to a mercury removal method using an oxidizing agent, provides A gas treatment system and method for removing mercury from exhaust gas are presented.
상기 수은 제거방법은 고가의 촉매 및 활성탄을 사용하기 때문에 경제적이지 못하며 투입 비용 대비 수은 제거 효율이 낮고, 산화제를 이용하는 경우 산화제 공급을 위한 추가 설비가 필요하고 산화제로 인해 후단 공정의 부식이 초래되어 유지보수가 어려운 한계가 있었다.The mercury removal method is not economical because it uses expensive catalysts and activated carbon, and the mercury removal efficiency is low compared to the input cost. When an oxidizing agent is used, additional equipment is required to supply the oxidizing agent, and the oxidizing agent causes corrosion in the downstream process. There were limitations that made repairs difficult.
한편, 바이오차(biochar)는 산림과 농축산업 등에서 발생한 바이오매스의 열분해(pyrolysis)를 통해 만들어진 물질로, 전통적으로 토양중의 영양염류 유출의 감소, 탄소증가, 토양개량, 토양 경작성의 증가 등과 같은 이익 뿐만 아니라 탄소 격리, N2O 방출저감, 메탄가스 방출저감, 악취저감과 같은 효과도 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 최근에는 수중 및 토양 등에 포함된 중금속의 흡착제거에 대한 연구결과가 보고되고 있다.Meanwhile, biochar is a material made through pyrolysis of biomass generated in forests and livestock industries, and has traditionally been used to reduce nutrient runoff in the soil, increase carbon, improve soil, and increase soil cultivability. In addition to benefits, it is known to have effects such as carbon sequestration, reduction of N 2 O emissions, reduction of methane gas emissions, and reduction of odor. Recently, research results on the adsorption and removal of heavy metals contained in water and soil have been reported.
본 발명자는 고가의 활성탄을 대체하여 바이오차를 이용하여 수은 흡착제를 제조하고자 하였으며, 수은 흡착능을 향상시키기 위하여 황으로 표면개질을 하고자 하였으며, 반응 중 황의 손실을 최소화하고, 공정효율을 극대화하기 위한 황기능화 바이오차의 제조방법을 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.The present inventor attempted to manufacture a mercury adsorbent using biochar as a replacement for expensive activated carbon, and attempted to modify the surface with sulfur to improve mercury adsorption capacity, minimize sulfur loss during reaction, and maximize process efficiency. The present invention was developed by developing a method for producing functionalized biochar.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 황으로 바이오차의 표면을 기능화시킴에 있어 반응물로부터 탈거된 기체상의 황의 재흡착을 유도하여 황의 손실을 최소화시키고 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to functionalize the surface of biochar with sulfur, thereby minimizing sulfur loss by inducing re-adsorption of gaseous sulfur removed from the reactant and improving the adsorption capacity of gaseous mercury. To provide biochar and its manufacturing method.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법은 반응기 내부에 원료인 바이오차와 원소황을 충진하는 원료충진단계(S100);와 원료가 충진된 반응기 내부를 불활성가스로 퍼징하는 퍼징단계(S200);와 퍼징처리된 반응기 내 공기유입을 막고 가열처리하여 원료를 활성화하는 활성화단계(S300);를 포함한다.In order to solve the above problems, the method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury of the present invention includes a raw material filling step (S100) of filling biochar and elemental sulfur as raw materials into the reactor; and a reactor filled with raw materials. It includes a purging step (S200) of purging the interior with an inert gas; and an activation step (S300) of preventing air inflow into the purged reactor and activating the raw materials by heat treatment.
상기 원료충진단계(S100)에서는 원소황을 1 내지 10 중량%로 충진하는 것을 특징으로 한다.In the raw material filling step (S100), elemental sulfur is filled in an amount of 1 to 10% by weight.
상기 활성화단계(S300)에서는 활성화 반응 중 반응물로부터 탈착된 기체상의 황이 재흡착되면서 바이오차를 황기능화시키는 것을 특징으로 한다.The activation step (S300) is characterized in that the gaseous sulfur desorbed from the reactants during the activation reaction is re-adsorbed to functionalize the biochar with sulfur.
상기 활성화단계(S300)에서는 상온에서 5 내지 15 ℃/분의 승온속도로 250 내지 400℃까지 승온하고 3 내지 6시간 유지하는 것을 특징으로 한다.In the activation step (S300), the temperature is increased from room temperature to 250 to 400°C at a rate of 5 to 15°C/min and maintained for 3 to 6 hours.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차는 상기 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury of the present invention is characterized in that it is manufactured by the method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 의하면, 황으로 바이오차의 표면을 기능화시킴에 있어 반응물로부터 탈거된 기체상의 황의 재흡착을 유도하여 황의 손실을 최소화시키고 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 효과가 있다. As described above, according to the sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury and its manufacturing method according to the present invention, in functionalizing the surface of biochar with sulfur, re-adsorption of gaseous sulfur removed from the reactant is induced. It has the effect of minimizing the loss of sulfur and improving the adsorption capacity of gaseous mercury.
도 1은 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 제조방법을 보여주는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 제조방법에 사용되는 반응기의 구성을 보여주는 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 제조방법에 사용되는 반응기 실물 사진.
도 4는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 수은 흡착 성능 테스트를 위한 실험실 규모의 시스템 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 수은흡착곡선.Figure 1 is a flow chart showing a method for producing sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a reactor used in the method for producing sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention.
Figure 3 is an actual photograph of the reactor used in the method for producing sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of a laboratory-scale system for testing the mercury adsorption performance of sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention.
Figure 5 is a mercury adsorption curve of sulfur-functionalized biochar with improved gaseous mercury adsorption capacity according to the present invention.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Specific features and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Prior to this, if it is determined that a detailed description of the functions and configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 제조방법을 보여주는 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 제조방법에 사용되는 반응기의 구성을 보여주는 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 제조방법에 사용되는 반응기 실물 사진이고, 도 4는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 수은 흡착 성능 테스트를 위한 실험실 규모의 시스템 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차의 수은흡착곡선이다.Figure 1 is a flow chart showing a method for producing sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity for gaseous mercury according to the present invention, and Figure 2 is a flow chart showing the method for producing sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity for gaseous mercury according to the present invention. It is a schematic diagram showing the configuration of the reactor, and Figure 3 is an actual photograph of the reactor used in the manufacturing method of sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention, and Figure 4 is a photo showing the improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention. This is a schematic diagram of a laboratory-scale system for testing the mercury adsorption performance of the sulfur-functionalized biochar, and Figure 5 is a mercury adsorption curve of the sulfur-functionalized biochar with improved gaseous mercury adsorption capacity according to the present invention.
본 발명은 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 황으로 바이오차의 표면을 기능화시켜 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury and a method for manufacturing the same. More specifically, the sulfur-functionalized biochar and a method for manufacturing the same improve the adsorption capacity of gaseous mercury by functionalizing the surface of the biochar with sulfur. It's about.
도 1은 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착능을 향상시킨 황기능화 바이오차 의 제조방법을 보여주는 순서도이다.Figure 1 is a flowchart showing a method for producing sulfur-functionalized biochar with improved adsorption capacity of gaseous mercury according to the present invention.
본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법은 응기 내부에 원료인 바이오차와 원소황을 충진하는 원료충진단계(S100)와 원료가 충진된 반응기 내부를 불활성가스로 퍼징하는 퍼징단계(S200)와 퍼징처리된 반응기 내 공기유입을 막고 가열처리하여 원료를 활성화하는 활성화단계(S300)를 포함한다.The method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury according to the present invention includes a raw material filling step (S100) of filling the inside of the reactor with biochar and elemental sulfur as raw materials, and purging the inside of the reactor filled with the raw materials with an inert gas. It includes a purging step (S200) and an activation step (S300) of preventing air inflow into the purged reactor and activating the raw materials by heat treatment.
원료충진단계(S100)에서는 반응기 내부에 원료인 바이오차와 원소황을 충진한다.In the raw material filling step (S100), biochar and elemental sulfur, which are raw materials, are filled inside the reactor.
도 2는 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법에 사용되는 반응기의 일실시예를 보여준다.Figure 2 shows an example of a reactor used in the method of producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury according to the present invention.
상기 반응기(1)는 회분식(Batch) 반응기를 사용하며, 반응기의 재질은 내열성 및 내화학성이 강한 스테인레스 스틸 재질을 사용할 수 있다.The reactor 1 uses a batch reactor, and the material of the reactor can be stainless steel, which has strong heat resistance and chemical resistance.
상세하게는, 상기 반응기(1)는 중공 기둥 형태의 하우징(10)과 상기 하우징에 열을 공급하기 위한 가열수단(20)과 상기 하우징 내 형성되는 원료수용부(11)와 상기 하우징의 양단에 형성되어 공기의 유입을 조절하기 위한 온-오프 밸브(12)를 포함한다.In detail, the reactor (1) includes a housing (10) in the form of a hollow column, a heating means (20) for supplying heat to the housing, a raw material receiving portion (11) formed in the housing, and both ends of the housing. It is formed and includes an on-off valve 12 to control the inflow of air.
또한, 상기 반응기의 일측에는 불활성가스 및 유체를 공급하기 위한 가스 주입부(30)가 형성되며, 상기 가스 주입부를 통과하는 불활성 가스 및 유체는 반응기의 온-오프 밸브의 개폐에 의해 유입이 조절된다.In addition, a gas injection unit 30 for supplying inert gas and fluid is formed on one side of the reactor, and the inflow of the inert gas and fluid passing through the gas injection unit is controlled by opening and closing the on-off valve of the reactor. .
상기 하우징(10)은 원기둥 또는 다각 기둥 중 어느 하나의 형상으로 구비될 수 있으며, 바람직하게는, 열전달 및 유체의 흐름이 균일하도록 원기둥을 갖는 것을 사용할 수 있다.The housing 10 may be provided in the shape of either a cylinder or a polygonal column. Preferably, a cylinder may be used to ensure uniform heat transfer and fluid flow.
상기 원료수용부(11)는 원료를 수용 및 고정하는 원료수용공간으로, 상기 원료수용부는 양단에 구비된 석영울(quartz wool)에 의해 구획되어 형성된다.The raw material receiving portion 11 is a raw material receiving space that accommodates and fixes the raw material, and the raw material receiving portion is formed by being partitioned by quartz wool provided at both ends.
상기 원소황은 순도 98% 이상, 바람직하게는, 99% 이상을 갖는 고체상의 알파-황(alpha-S)으로 바이오차와 결합하여 수은 흡착능을 향상시키게 된다. 이때, 상기 원소황의 평균입도는 1 내지 500 ㎛를 갖는 것을 사용할 수 있다.The elemental sulfur is solid alpha-sulfur (alpha-S) having a purity of 98% or more, preferably 99% or more, and combines with biochar to improve mercury adsorption capacity. At this time, the elemental sulfur may have an average particle size of 1 to 500 ㎛.
상기 원료충진단계(S100)에서는 황 기능화 바이오차 전체 중량 100% 중 원소황을 1 내지 10 중량%로 충진하며, 바람직하게는, 원소황을 3 내지 7중량%로 충진하며, 더욱 바람직하게는, 4 내지 6중량%로 충진한다. In the raw material filling step (S100), elemental sulfur is charged at 1 to 10% by weight based on 100% of the total weight of the sulfur-functionalized biochar, preferably, elemental sulfur is charged at 3 to 7% by weight, and more preferably, Filled with 4 to 6% by weight.
상기 원소황이 1중량% 미만으로 첨가되면 수은 흡착 특성을 향상을 기대하기 어렵고, 원소황이 10중량%를 초과하여 첨가되면 첨가량 대비 수은 흡착량의 증가가 미미하고 바이오차의 비표면적이 작아지기 때문에 상기 중량 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.If the elemental sulfur is added in less than 1% by weight, it is difficult to expect improvement in the mercury adsorption characteristics, and if the elemental sulfur is added in excess of 10% by weight, the increase in mercury adsorption compared to the amount added is small and the specific surface area of the biochar becomes small. It is desirable not to exceed the weight range.
상기 원료충진단계(S100)에서는 반응기 내에 원료를 충진함에 앞서 바이오차와 원소황을 계량하여 혼합수단을 이용하여 균일하게 혼합한 후 반응기의 원료수용부에 투입할 수 있다.In the raw material filling step (S100), prior to filling the raw materials in the reactor, biochar and elemental sulfur can be measured, mixed uniformly using a mixing means, and then introduced into the raw material receiving part of the reactor.
상기 바이오차는 바이오매스(Biomass)를 제한적 산소조건 하에서 400 내지 700℃에서 탄화시켜 생성된 고형물로, 상기 바이오차는 탄소(C)를 주성분으로 한다.The biochar is a solid produced by carbonizing biomass at 400 to 700° C. under limited oxygen conditions, and the biochar contains carbon (C) as its main component.
상기 바이오매스는 왕겨, 곡물줄기, 우드칩, 버섯폐배지, 과일 및 채소 유래 폐기물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 구체적으로는, 곡물줄기로는 볏짚, 고춧대, 콩대 및 들깻대 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 과일 및 채소 유래 폐기물로는 배 전정지, 사과 전정지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The biomass may include at least one of rice husk, grain stalks, wood chips, mushroom waste medium, and fruit- and vegetable-derived waste. Specifically, the grain stalks include at least any one of rice straw, red pepper stalks, bean stalks, and perilla stalks. It may include one, and the waste derived from fruits and vegetables may include at least one of pear trimmings and apple trimmings.
상기 바이오차의 평균입경은 1 내지 800 ㎛, 평균기공크기는 1 내지 50nm, 공극률은 40 내지 70%, 양이온 교환용량(Cation Exchange Capacity, CEC)은 30 내지 100 cmol/kg, pH는 8 내지 11를 갖는 것을 사용할 수 있다.The biochar has an average particle diameter of 1 to 800 ㎛, an average pore size of 1 to 50 nm, a porosity of 40 to 70%, a cation exchange capacity (CEC) of 30 to 100 cmol/kg, and a pH of 8 to 11. You can use something that has .
퍼징단계(S200)에서는 원료가 충진된 반응기 내부를 불활성가스로 퍼징하여 후공정인 활성화단계에서 반응에 불필요한 기능기의 생성을 방지한다.In the purging step (S200), the inside of the reactor filled with raw materials is purged with an inert gas to prevent the generation of functional groups unnecessary for the reaction in the activation step, which is a post-process.
바이오차의 표면에는 carbonyl, phenol, carboxyl, quinone group 등 여러 종류의 표면 기능기(surface functional groups)가 존재하는데 이러한 표면기능기들의 존재는 원소 수은의 흡착에 유리한 황화 기능기 외 황을 함유하는 타 기능기들도 동시에 생성되어 결국에는 수은 흡착능에 영향을 미치게 된다.There are various types of surface functional groups such as carbonyl, phenol, carboxyl, and quinone groups on the surface of biochar. The presence of these surface functional groups is not only a sulfide functional group that is advantageous for the adsorption of elemental mercury, but also a sulfide functional group that is advantageous for the adsorption of elemental mercury. Functional groups are also created at the same time, which ultimately affects the mercury adsorption capacity.
이에, 원소 황을 바이오차 표면에 기능화하기 전에 불활성 가스 하에서 퍼징함으로써 수은의 흡착에 유리한 황화 기능기 외 타 기능기들이 생성되는 것을 억제할 수 있다.Accordingly, by purging under an inert gas before functionalizing the surface of biochar with elemental sulfur, it is possible to suppress the generation of functional groups other than the sulphide functional group, which is advantageous for the adsorption of mercury.
표면개질된 활성탄에 불활성 가스를 지속적으로 흘려 안정화시키고 이를 원소 황과 충분히 혼합하여 고온에서 반응시키면 표면에 존재하는 기능기들을 선택적으로 -S 기능기 형태로 표면 기능화할 수 있다.By continuously flowing an inert gas to stabilize the surface-modified activated carbon and sufficiently mixing it with elemental sulfur to react at high temperature, the functional groups present on the surface can be selectively functionalized in the form of -S functional groups.
반응기 내부 및 원료에는 물리적으로 흡착하고 있는 불순물 및 가스 성분이 잔여하고 있을 수 있으며, 반응기 내부를 불활성 가스로 퍼징함으로써 반응에 불필요한 가스 성분 및 불순물을 제거함으로써 후공정인 활성화단계에서 반응효율을 향상시킬 수 있게 된다.There may be residual physically adsorbed impurities and gas components inside the reactor and raw materials, and by purging the inside of the reactor with an inert gas to remove gas components and impurities unnecessary for the reaction, reaction efficiency can be improved in the activation step, which is a post-process. It becomes possible.
상기 불활성가스는 화학적으로 불활성이거나 반응성이 낮은 가스로, 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.The inert gas is a chemically inert or low-reactivity gas, and may be one or more selected from the group consisting of nitrogen (N 2 ), argon (Ar), helium (He), and neon (Ne).
상기 퍼징단계(S200)에서는 불활성가스를 30분 내지 240분, 바람직하게는, 45 내지 90분간 공급할 수 있다.In the purging step (S200), inert gas may be supplied for 30 to 240 minutes, preferably 45 to 90 minutes.
활성화단계(S300)에서는 퍼징처리된 반응기 내 공기유입을 막고 가열처리하여 원료를 활성화한다.In the activation step (S300), the inflow of air into the purged reactor is prevented and the raw materials are activated by heat treatment.
상기 활성화단계(S300)에서는 퍼징처리 후에는 반응기 양단에 구비된 밸브를 오프(OFF)하여 양단을 막아 외부의 불순물 및 가스가 유입되는 것을 차단하여 반응시 원치 않는 기능기가 생성되는 것을 방지한다.In the activation step (S300), after purging, the valves provided at both ends of the reactor are turned off and both ends are blocked to block the inflow of external impurities and gases, thereby preventing the generation of unwanted functional groups during the reaction.
상기 활성화단계(S300)에서는 상온(20~25℃)에서 5 내지 15 ℃/분의 승온속도로 250 내지 400℃까지 승온하고 3 내지 6시간 유지하게 되며, 상기 공정을 거침으로써 바이오차 표면에서 황기능화가 일어나 수은의 흡착능이 향상된다.In the activation step (S300), the temperature is raised from room temperature (20 to 25°C) to 250 to 400°C at a rate of 5 to 15°C/min and maintained for 3 to 6 hours. Through this process, sulfur is removed from the surface of biochar. Functionalization occurs and the adsorption capacity of mercury improves.
한편, 상기 활성화단계(S300)에서 바이오차와 원소황은 반응하여 황기능화 바이오차를 형성하고, 동시에 고온의 공정 하에서 황기능화 바이오차로부터 기체상의 황 화합물(SO2, H2S)이 탈거되는 현상이 발생될 수 있다.Meanwhile, in the activation step (S300), biochar and elemental sulfur react to form sulfur-functionalized biochar, and at the same time, gaseous sulfur compounds (SO 2 , H 2 S) are removed from the sulfur-functionalized biochar under a high temperature process. This may occur.
본 발명에 따른 활성화단계(S300)에서는 반응기를 회분식으로 형성하기 때문에 반응물인 황기능화 바이오차로부터 탈거된 기체상의 황 화합물이 반응기 내에 존재하면서 황기능화 바이오차로 재흡착을 반복하기 때문에 보다 효율적으로 황기능화 바이오차를 형성할 수 있다. In the activation step (S300) according to the present invention, since the reactor is formed in a batch manner, the gaseous sulfur compounds removed from the sulfur-functionalized biochar, which is a reactant, are present in the reactor and are repeatedly re-adsorbed into the sulfur-functionalized biochar, making sulfur functionalization more efficient. Biochar can be formed.
활성화단계(S300)의 다른 실시예로 반응물인 황기능화 바이오차로부터 탈거된 기체상의 황 화합물의 재흡착을 유도하기 위하여 일시적으로 열공급을 중단하는 휴지기를 가질 수 있다. 열공급을 중단함으로써 기체상의 황 황합물이 반응물로 재흡착을 더욱 유도할 수 있다.As another example of the activation step (S300), there may be a rest period in which heat supply is temporarily stopped to induce re-adsorption of gaseous sulfur compounds removed from the sulfur-functionalized biochar, which is a reactant. By stopping the heat supply, gaseous sulfur compounds can be further induced to re-adsorb to the reactants.
상기 휴지기는 전체 활성화 공정시간 중 50 내지 80% 구간에서 1 내지 3회 수행될 수 있으며, 열공급을 중단하되, 최대온도 기준 80% 이하로 떨어지지 않는 범위 내에서 휴지기를 수행할 수 있다. 상기 휴지기 수행구간 및 온도범위 내에서 반응물 형성 및 기체상의 황 화합물의 재흡착 유도능이 우수하다.The rest period may be performed 1 to 3 times in a section of 50 to 80% of the total activation process time, and the heat supply may be stopped, but the rest period may be performed within a range that does not fall below 80% of the maximum temperature. Within the resting period and temperature range, the ability to form reactants and induce re-adsorption of gaseous sulfur compounds is excellent.
구체적으로, 활성화단계가 총 5시간 수행된다면 휴지기는 가열 후 2.5 내지 4시간이 되는 시점에 1 내지 3회 가질 수 있으며, 최대설정온도가 300℃라면 반응기 내부의 온도가 240℃ 이하로 떨어지지 않는 범위 내에서 휴지기를 수행하고, 5 내지 15 ℃/분의 승온속도로 다시 최대설정온도인 300℃까지 가열한다.Specifically, if the activation step is performed for a total of 5 hours, the rest period can be held 1 to 3 times at 2.5 to 4 hours after heating, and if the maximum set temperature is 300 ℃, the temperature inside the reactor does not fall below 240 ℃. A resting period is performed within the temperature range, and the temperature is heated again to the maximum set temperature of 300°C at a temperature increase rate of 5 to 15°C/min.
본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법은 퍼징단계(S200) 후 활성화단계(S300)를 수행하기에 앞서 산소를 공급하여 바이오차에 표면기능기를 형성하는 산소 로딩단계(S250)를 더 포함할 수 있다. The method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury according to the present invention includes an oxygen loading step of forming surface functional groups on biochar by supplying oxygen after the purging step (S200) and before performing the activation step (S300). (S250) may be further included.
상기 산소 로딩단계(S250)에서는 산소를 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시켜 후공정인 활성화단계(S300)에서 황 기능기의 도입을 향상시킬 수 있다.In the oxygen loading step (S250), oxygen is supplied to increase the specific surface area of biochar, thereby improving the introduction of sulfur functional groups in the subsequent activation step (S300).
상기 산소 로딩단계(S250)에서는 황 기능화 바이오차 전체 중량 100% 중 1 내지 10 중량%가 되도록 산소를 공급할 수 있으며, 바람직하게는, 3 내지 7 중량%를 갖도록 공급할 수 있다.In the oxygen loading step (S250), oxygen can be supplied at 1 to 10% by weight, preferably at 3 to 7% by weight, based on 100% of the total weight of the sulfur-functionalized biochar.
반응기가 회분식으로 형성되기 때문에 반응기 부피 및 산소의 농도를 고려하여 산소를 공급하고 밸브를 오프(Off)하면 바이오차에 로딩되는 산소의 함량을 제어할 수 있다.Since the reactor is formed in a batch manner, the content of oxygen loaded into the biochar can be controlled by supplying oxygen and turning off the valve, considering the reactor volume and oxygen concentration.
이하, 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차를 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차를 상술된 가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법으로 제조된다. Hereinafter, the sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury according to the present invention will be described. The sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury according to the present invention is manufactured by the method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury described above.
가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차는 황으로 바이오차의 표면을 개질함으로써 수은에 대한 흡착성능을 향상시키며, 활성화공정시 반응물로부터 탈거된 황의 재흡착을 유도하여 황 손실을 최소화하여 약 65 내지 83%의 수율을 얻을 수 있어 종래 황기능화 방법 대비 효율적인 효과가 있다.Sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury improves the adsorption performance for mercury by modifying the surface of the biochar with sulfur, and minimizes sulfur loss by inducing re-adsorption of sulfur removed from the reactant during the activation process to about 65 to 60%. A yield of 83% can be obtained, which is more efficient than the conventional sulfur functionalization method.
이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail below with reference to a preferred embodiment. However, the following examples are intended to specifically illustrate the present invention and are not limited thereto.
1. 원료의 준비1. Preparation of raw materials
바이오차(biochar)로 왕겨를 준비하였다. 준비한 왕겨를 증류수로 3회 세척한 후 물기를 제거하고, 건조오븐을 이용하여 60℃에서 72시간 건조하였다. 건조된 왕겨를 전기로에 넣어 제한적 산소조건 하에서 탄화시켰다. 왕겨를 20℃에서부터 분당 10℃로 최대온도 400~500℃까지 승온시키고, 최대온도에서 2시간 동안 탄화시켜 바이오차를 제조하였다. 이후 데시게이터(desiccator)에 36시간 보관한 후 방랭하였다. 이후 파쇄 후 체거름하여 평균입도 550 ㎛의 바이오차 입자를 수득하여 실험에 사용하였다. Rice husk was prepared with biochar. The prepared rice husk was washed three times with distilled water, the moisture was removed, and it was dried at 60°C for 72 hours using a drying oven. The dried rice husk was placed in an electric furnace and carbonized under limited oxygen conditions. Biochar was produced by heating the rice husk from 20°C to a maximum temperature of 400-500°C at 10°C per minute and carbonizing it for 2 hours at the maximum temperature. Afterwards, it was stored in a desiccator for 36 hours and left to cool. Afterwards, it was crushed and sieved to obtain biochar particles with an average particle size of 550 ㎛, which were used in the experiment.
원소황은 Aldrich사의 순도 99.998%의 제품을 사용하였다. Elemental sulfur was used from Aldrich with a purity of 99.998%.
2. 반응장치2. Reaction device
반응장치는 도 3과 같이 구성하였다. 가스상 황 화합물(SO2, H2S)의 손실을 방지하고 재흡착을 유도하기 위하여 회분식(batch) 반응기를 사용하였다. 반응기의 재질은 고온에서도 변형이 일어나지 않으며 내화학성이 강한 stainless steal 재질을 사용하였고, 균일한 열전달을 위해 원기둥형 반응기를 준비하였다.The reaction device was configured as shown in Figure 3. A batch reactor was used to prevent loss of gaseous sulfur compounds (SO 2 , H 2 S) and induce re-adsorption. The material of the reactor was stainless steel, which does not deform even at high temperatures and has strong chemical resistance, and a cylindrical reactor was prepared for uniform heat transfer.
대기 중 공기 유입으로 인해 원치 않은 기능기가 생성될 수 있으므로 반응기 양쪽에 valve를 설치하여 가스 흐름을 차단할 수 있도록 하였다. 이때, LOK type의 fitting을 통해 체결이 용이하고 높은 압력을 버틸 수 있도록 하였다. 일측에는 Gas inlet을 구비하여 질소 퍼징 및 산소공급시 가스를 공급할 수 있도록 하였다. Since unwanted functional groups may be generated due to the inflow of atmospheric air, valves were installed on both sides of the reactor to block the gas flow. At this time, the LOK type fitting was used to make it easy to fasten and withstand high pressure. A gas inlet is provided on one side to supply gas during nitrogen purging and oxygen supply.
3. 실험방법3. Experimental method
원소황(미첨가, 1wt%, 3wt%, 5wt%)과 바이오차를 혼합한 후 반응기에 충진하였다. Elemental sulfur (not added, 1 wt%, 3 wt%, 5 wt%) and biochar were mixed and then charged into the reactor.
불필요한 기능기의 생성을 방지하기 위하여 N2 gas로 1시간 동안 퍼징처리하였다. 퍼징 후 대기 중으로 원치 않은 가스성분의 유입을 막기 위하여 반응기 양쪽에 위치한 밸브를 사용하여 가스흐름을 차단하였다.To prevent the formation of unnecessary functional groups, it was purged with N 2 gas for 1 hour. After purging, the gas flow was blocked using valves located on both sides of the reactor to prevent the inflow of unwanted gas components into the atmosphere.
바이오차와 원소황을 혼합한 혼합물을 상온 20℃에서부터 분당 10℃로 300℃까지 승온하여 5시간 동안 표면개질하였다.The mixture of biochar and elemental sulfur was surface modified for 5 hours by raising the temperature from 20°C at room temperature to 300°C at 10°C per minute.
바이오차와 원소황을 혼합한 혼합물의 산소로딩여부에 따른 수은흡착량, 성분분석 및 비표면적을 확인하기 위하여 6wt%의 산소를 공급하였다. 이후 산소를 로딩하지 않은 샘플과 동일한 조건 하에서 활성화를 실시하였다. 6 wt% of oxygen was supplied to check the amount of mercury adsorption, component analysis, and specific surface area according to the oxygen loading of the mixture of biochar and elemental sulfur. Afterwards, activation was performed under the same conditions as the sample without oxygen loading.
또한, 활성화 공정시 휴지기 존재 유무에 따른 기체상의 황 화합물의 재흡착 특성을 확인하기 위하여 가열 후 3시간이 지난 시점에 열공급을 잠시 중단하고, 반응기 내부 온도가 260℃가 된 시점에 10 ℃/분의 승온속도로 300℃까지 가열하였다. 이때, 원소황 함량(5wt%)의 샘플을 이용하여 산소공급 유무(미공급, 6wt%)하에서 수은흡착량 및 황 함량을 확인하였다. In addition, in order to check the re-adsorption characteristics of gaseous sulfur compounds depending on the presence or absence of a rest period during the activation process, the heat supply was briefly stopped 3 hours after heating, and when the internal temperature of the reactor reached 260°C, the temperature was increased at 10°C/min. It was heated to 300°C at a temperature increase rate of . At this time, the amount of mercury adsorption and sulfur content were confirmed with and without oxygen supply (not supplied, 6 wt%) using a sample with elemental sulfur content (5 wt%).
4. 수은 흡착 성능 테스트를 위한 시스템 설계 및 테스트결과4. System design and test results for mercury adsorption performance testing
도 4와 같이 수은 흡착 성능 테스트를 위한 실험실 규모의 시스템을 구축하고, 황기능화 바이오차의 수은흡착량, 성분분석 및 비표면적을 확인하였다. As shown in Figure 4, a laboratory-scale system was constructed to test mercury adsorption performance, and the mercury adsorption amount, component analysis, and specific surface area of the sulfur-functionalized biochar were confirmed.
수은흡착량을 측정하기 위한 실험조건은 하기와 같다. The experimental conditions for measuring the amount of mercury adsorption are as follows.
*총유량: 100 ㎤/min*Total flow rate: 100 ㎤/min
*수은공급량: 362 ug/ ㎥*Mercury supply: 362 ug/㎥
*흡착온도: 80℃*Adsorption temperature: 80℃
*수은 종: Hg0 *Mercury species: Hg 0
*C/C0이 80% 도달 후 실험 종료*Experiment ends after C/C 0 reaches 80%
하기의 표 1은 생성된 황기능화 바이오차의 성분분석 및 비표면적 측정 결과를 보여준다. Table 1 below shows the results of component analysis and specific surface area measurement of the produced sulfur-functionalized biochar.
O2-wt%Oxygen loading
O2 -wt%
(S-wt%)Elemental sulfur content
(S-wt%)
SBET(m2/g)specific surface area
S BET ( m2 /g)
황기능화 바이오차의 황 함량이 증가함에 따라 비표면적이 감소하는 경향을 보였으나, 동일한 황 함량 조건하에서 산소로딩그룹의 경우 미처리그룹 대비 약 34% 비표면적이 증가함을 보여주었다. 이를 통해 산소처리는 황기능화 바이오차의 비표면적을 향상시키고, 궁극적으로는, 수은의 흡착량을 제어할 수 있음을 기대할 수 있었다.As the sulfur content of sulfur-functionalized biochar increased, the specific surface area tended to decrease, but under the same sulfur content conditions, the specific surface area of the oxygen loading group increased by about 34% compared to the untreated group. Through this, it was expected that oxygen treatment could improve the specific surface area of sulfur-functionalized biochar and ultimately control the amount of mercury adsorption.
또한, 성분 분석결과에서 원소황 미첨가 그룹(0wt%)에서 측정된 0.072wt%의 황은 바이오차에 존재하는 미량의 황으로부터 기인된 것이며, 원소황 5wt% 첨가 그룹에서 측정된 황의 함량은 4.152wt%로 확인되었는데 해당 결과값은 바이오차 자체에 존재하는 미량의 황(0.072wt%)을 고려하더라도 4% 이상을 보여주며, 이는 원소황의 손실이 1wt% 이하에 불과한 것으로 원소황의 손실을 최소화하면서 바이오차에 황기능기 도입이 가능함을 보여주었다. In addition, in the composition analysis results, 0.072 wt% of sulfur measured in the group without elemental sulfur (0 wt%) was due to a trace amount of sulfur present in biochar, and the sulfur content measured in the group with 5 wt% elemental sulfur was 4.152 wt. It was confirmed as %, and the result shows more than 4% even considering the trace amount of sulfur (0.072wt%) present in the biochar itself. This means that the loss of elemental sulfur is only less than 1wt%, which means that the loss of elemental sulfur is minimized while biochar is used. It has been shown that it is possible to introduce sulfur-based technology into tea.
이는 황기능화가 이루어지고 있는 바이오차로부터 탈거된 황이 회분식 반응기 내에서 바이오차로 재흡착을 반복하기 때문에 황 손실을 최소화할 수 있음에 기인한 것으로 판단하였다.This was believed to be due to the fact that sulfur loss can be minimized because the sulfur removed from the biochar undergoing sulfur functionalization is repeatedly re-adsorbed into the biochar in the batch reactor.
하기의 표 2는 생성된 황기능화 바이오차의 수은흡착량(C/C0)가 80%될 때 까지의 흡착량)을 보여준다. 도 5는 생성된 황기능화 바이오차의 수은흡착곡선을 보여준다. Table 2 below shows the mercury adsorption amount (C/C 0 ) of the produced sulfur-functionalized biochar until it reaches 80%. Figure 5 shows the mercury adsorption curve of the produced sulfur-functionalized biochar.
(S-wt%)Elemental sulfur content
(S-wt%)
(ug/g)Concentration
(ug/g)
그 결과, 원소황의 함량의 증가에 따라 수은흡착량이 증가함을 보여주었으며, 산소 로딩 그룹보다 미처리 그룹에서 높은 수은흡착량을 보여주었다. The results showed that the amount of mercury adsorption increased as the content of elemental sulfur increased, and the amount of mercury adsorption was higher in the untreated group than in the oxygen loading group.
산소 로딩 그룹에서의 수은 흡착량 감소는 산소로 인해 수은 흡착에 불리한 기능기(phenol, carboxyl 등)가 바이오차 표면에 생성됐음에 기인한 것으로 판단하였다. 이처럼 산소의 로딩은 수은흡착량을 다소 감소시킬 수 있으나 앞서 표 1에서 보여주는 바와 같이, 비표면적 및 황 기능기의 도입 특성을 증가시킬 수 있기 때문에 적절한 함량의 산소의 로딩이 요구될 것으로 판단하였다.The decrease in mercury adsorption in the oxygen loading group was determined to be due to the formation of functional groups (phenol, carboxyl, etc.) on the surface of biochar that are unfavorable to mercury adsorption due to oxygen. In this way, oxygen loading may slightly reduce the amount of mercury adsorption, but as shown in Table 1, it was judged that an appropriate amount of oxygen loading would be required because it could increase the specific surface area and the introduction characteristics of sulfur functional groups.
또한, 활성화 공정시 휴지기 존재 유무에 따른 기체상의 황 화합물의 재흡착 특성은 하기의 표 3과 같다. In addition, the re-adsorption characteristics of gaseous sulfur compounds depending on the presence or absence of a rest period during the activation process are shown in Table 3 below.
O2-wt%Oxygen loading
O2 -wt%
(ug/g)Concentration
(ug/g)
그 결과, 활성화 단계에서 휴지기가 있는 그룹의 황 성분이 더 많이 검출되었고, 수은 흡착량 또한 더 우수함을 확인할 수 있었다. 이는 휴지기가 기체상의 황 화합물의 재흡착을 더욱 유도할 수 있음에 기인한 것으로 판단하였다.As a result, it was confirmed that more sulfur content was detected in the dormant group in the activation stage, and the amount of mercury adsorption was also superior. This was judged to be due to the fact that the resting period can further induce re-adsorption of gaseous sulfur compounds.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.As described above, the present invention has been described with a focus on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, but within the scope of those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains without departing from the technical spirit and scope described in the claims of the present invention. The present invention can be implemented with various modifications or modifications. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the appended claims to include examples of many such modifications.
1: 반응기
10 : 하우징
20 : 가열수단
11 : 원료수용부
12 : 온-오프 밸브
30 : 가스 주입부1: reactor
10: housing
20: Heating means
11: Raw material receiving part
12: on-off valve
30: gas injection part
Claims (5)
원료가 충진된 반응기 내부를 불활성가스로 퍼징하는 퍼징단계(S200);와
퍼징처리된 반응기 내 공기유입을 막고 가열처리하여 원료를 활성화하는 활성화단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는
가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법.
A raw material filling step (S100) in which biochar and elemental sulfur, which are raw materials, are filled inside the reactor;
A purging step (S200) of purging the inside of the reactor filled with raw materials with an inert gas;
An activation step (S300) of preventing air inflow into the purged reactor and activating the raw materials by heat treatment.
Method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury.
상기 원료충진단계(S100)에서는
원소황을 1 내지 10 중량%로 충진하는 것을 특징으로 하는
가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법.
According to clause 1,
In the raw material filling step (S100),
Characterized by filling 1 to 10% by weight of elemental sulfur
Method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury.
상기 활성화단계(S300)에서는
활성화 반응 중 반응물로부터 탈착된 기체상의 황이 재흡착되면서 바이오차를 황기능화시키는 것을 특징으로 하는
가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법.
According to clause 1,
In the activation step (S300),
Characterized in that the gaseous sulfur desorbed from the reactants during the activation reaction is re-adsorbed to functionalize the biochar with sulfur.
Method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury.
상기 활성화단계(S300)에서는
상온에서 5 내지 15 ℃/분의 승온속도로 250 내지 400℃까지 승온하고 3 내지 6시간 유지하는 것을 특징으로 하는
가스상 수은의 흡착제거를 위한 황기능화 바이오차의 제조방법.
According to clause 1,
In the activation step (S300),
Characterized by raising the temperature from room temperature to 250 to 400 ° C. at a temperature increase rate of 5 to 15 ° C./min and maintaining it for 3 to 6 hours.
Method for producing sulfur-functionalized biochar for adsorption and removal of gaseous mercury.
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2022
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