KR930000278B1 - Process for the production of metal-oxide aerosols for fuel emission control - Google Patents

Process for the production of metal-oxide aerosols for fuel emission control Download PDF

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옥타비오 고메즈 세버스
로드리게 도밍고
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인테베프, 에스. 에이.
롤프 베커 비.
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

연료의 연소 배출 물질 제어용 금속 산화물 에어로졸의 제조방법Method for preparing metal oxide aerosol for control of combustion emission of fuel

제1도는 금속 산화물 에어로졸을 제조하고 이 금속 산화물 에어로졸을 사용하여 가스상 기류로부터 배출물질을 제거하기 위한 본 발명의 방법의 개략도이고,1 is a schematic diagram of the method of the present invention for preparing a metal oxide aerosol and using this metal oxide aerosol to remove emissions from the gaseous air stream,

제2도는 수착매 금속으로서 칼슘을 사용하고 배출 물질로서 황을 사용한 본 발명의 방법의 배출 물질 흡수능을 예시하는 그래프이고,2 is a graph illustrating the ability to absorb emissions from the process of the present invention using calcium as the sorbent metal and sulfur as the emission material,

제3도는 수착매 금속으로서 마그네슘을 사용하고 배출 물질로서 황을 사용한 본 발명의 방법의 배출 물질 흡수능을 예시하는 그래프이다.3 is a graph illustrating the ability to absorb emissions from the process of the present invention using magnesium as the sorbent metal and sulfur as the emission material.

본 출원은 1988년 10월 28일자 출원된 출원번호 제263,896호의 CIP출원이며, 이 제263,896호 출원은 1987년 9월 11일자 출원된 출원번호 제096,643호의 분할 출원이고, 이 제096,643호 출원은 1989년 1월 3일자로 미합중국 특허 제4,795,478호로 등록되었다. 이 특허는 또한 1987년 2월 17일자 출원된 출원번호 제014,871호의 CIP 출원이며, 이 제014,871호 출원은 1989년 5월 30일자로 미합중국 특허 제4,83 4,775호로 등록되었다. 이 특허는 또한 1986년 6월 17일자 출원된 출원번호 제875, 450호의 CIP출원이며, 이제875,450호 출원은 1989년 1월 31일자로 미합중국 특허 제4,801,304호로 등록되었다. 본 출원은 또한 1989년 4월 24일자로 출원된 출원번호 제342,148호의 CIP출원이며, 이 제342,148호 출원은 1987년 12월 16일자 출원된 출원번호 제133,323호의 CIP 출원이고, 이 제133,323호 출원은 1989년 4월 25일자로 미합중국 특허 제4,824,439호로 등록되었다. 이 특허는 다시 1987년 2월 17일자 출원된 출원번호 제014,871호의 CIP출원이며, 이 제014,871호 출원은 1989년 5월 30일자로 미합중국 특허 제4,834,775호로 등록되었다.This application is a CIP application of Application No. 263,896, filed Oct. 28, 1988, which is a divisional application of Application No. 096,643, filed Sept. 11, 1987, filed 096,643. As of January 3, 2011, US Patent No. 4,795,478 was registered. This patent is also a CIP application of application number 014,871, filed February 17, 1987, which was registered as US Patent 4,83 4,775 on May 30, 1989. This patent is also a CIP application of Application No. 875, 450, filed June 17, 1986, which is now registered as US Patent No. 4,801,304 on January 31, 1989. This application is also a CIP application of Application No. 342,148, filed April 24, 1989, which is a CIP application of Application No. 133,323, filed December 16, 1987, and filed No. 133,323. Was registered as US Patent No. 4,824,439 on April 25, 1989. This patent is again a CIP application of Application No. 014,871, filed February 17, 1987, which was registered as US Patent No. 4,834,775 on May 30, 1989.

본 발명은 금속 산화물 에어로졸의 제조방법 및 제조된 금속 산화물 에어로졸을 배출 물질의 수착매로서 사용하는 방법에 관한 것이다. 잘 알려진 바와 같이, 다수의 화학 반응으로부터 발생되는 SO2, SO3, NO, NO2, H2S 및 HCl과 같은 산가스 배출 물질은 주요한 대기 오염 물질이다. 종전에는 이러한 가스상 기류중의 산가스 배출 물질을 환경학적으로 허용되는 농도로 감소시키는 데에는 많은 비용이 소요되는 것으로 알려져 있다.The present invention relates to a method for producing a metal oxide aerosol and a method of using the prepared metal oxide aerosol as a sorbent of the discharge material. As is well known, acid gas emissions such as SO 2 , SO 3 , NO, NO 2 , H 2 S and HCl resulting from many chemical reactions are the main air pollutants. Previously, it has been known that it is costly to reduce acid gas emissions in these gaseous streams to environmentally acceptable concentrations.

예를들면, 상업적인 규모의 발전소에서 배출되는 SO2를 조절하는데 사용되는 상업적인 방법 중의 하나는 로내에 석회석을 주입하는 방법이다. 이러한 상업적인 방법에 의하면 석회석을 로내에 주입하여, 이곳에서 황산화물과 반응하여 고체 황산 칼슘을 형성한다. 이어서, 고체 황산칼슘 입자를 통상적인 입자성 물질 조절 장치에 의하여 연도 가스로부터 분리시킨다. 로내의 SO2를 포획하기 위한 석회석 주입 방법의 중요한 단점은 칼슘 이용률이 낮다는 점이다. 로내에 석회석 주입법에 의하여 연소 생성물로부터 제거된 황의 양은 50% 수준인 반면에, 칼슘 이용률은 단지 15-25% 수준이었다. 결과적으로, 연료에 함유된 황의 단위 질량당 극히 다량의 석회석을 주입하여 한다. 이것은 매우 비경제적인 것으로 판명되었다.For example, one of the commercial methods used to control SO 2 emissions from commercial scale power plants is to inject limestone into the furnace. According to this commercial method, limestone is injected into the furnace, where it reacts with sulfur oxides to form solid calcium sulfate. The solid calcium sulfate particles are then separated from the flue gas by conventional particulate matter control equipment. An important disadvantage of the limestone injection method for capturing SO 2 in the furnace is the low calcium utilization. The amount of sulfur removed from the combustion products by limestone injection in the furnace was 50%, while the calcium utilization was only 15-25%. As a result, very large amounts of limestone are injected per unit mass of sulfur contained in the fuel. This proved to be very uneconomic.

자연히, 산업적인 규모의 연소 기류로부터 경제적인 방식으로 배출 물질을 제거하는 메카니즘을 제공하는 것이 매우 요망되게 되었다. 따라서, 본 발명의 중요한 목적은 배출 물질의 수착매 에어로졸 물질의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 가스상 기류로부터 산가스 배출 물질을 제거하는데 매우 효과적인 배출 물질 수착매 산화물 에어로졸의 제조방법을 제공하는 것이다.Naturally, it has become very desirable to provide a mechanism to remove emissions from an economical way from industrial scale combustion air streams. It is therefore an important object of the present invention to provide a process for the preparation of sorbent aerosol materials of discharged materials. It is another object of the present invention to provide a process for the preparation of exhaust material sorbent oxide aerosols which is very effective in removing acid gas emissions from gaseous air streams.

본 발명의 또다른 목적 및 잇점들은 아래에서 설명한다.Still other objects and advantages of the present invention are described below.

상기한 목적 및 잇점은 본 발명에 의해 용이하게 달성된다. 본 발명은 금속 산화물 에어로졸을 대응하는 금속으로부터 제조하는 방법 및 제조된 이 금속 산화물 에어로졸을 배출 물질의 수착매로서 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 산화제가 없는 환경하에서 바람직하기로는 온도 T1의 제1대역에서 증기화 온도 조건하에 불활성 가스의 가스상 기류 내에서 목적하는 수착매의 금속을 증기화시키고, 이어서 증기화된 금속의 가스상 기류를 제1대역으로부터 제2대역으로 통과시키고, 여기에서 금속 증기 기류를 산화제와 접촉시킴으로써 금속 증기를 산화시켜서 가스상 운반 기류내에 고상 금속 산화물 입자로 구성되는 에어로졸을 형성하는 것을 특징으로 한다. 공정상의 각종 변수들을 조절함으로써, 금속 산화물 입자의 크기를 조절하여 최적화된 금속 산화물 에어로졸을 제조할 수 있다. 이어서, 금속 산화물 에어로졸을 산 가스배출 물질을 함유하는 가스상 기류에 공급하고, 금속 산화물 에어로졸과 포획하고자 하는 배출 물질 간의 반응에 적합한 온도에서 접촉시킴으로써 배출 물질의 고상 금속 화합물을 형성한다.The above objects and advantages are easily achieved by the present invention. The present invention relates to a process for the production of metal oxide aerosols from the corresponding metals and to the use of the prepared metal oxide aerosols as sorbents of the discharge material. The process of the invention vaporizes the metal of the desired sorbent in a gaseous stream of inert gas, preferably in a gaseous stream of inert gas, under an oxidizing environment, preferably in a first zone of temperature T 1 and then vaporized metal. It is characterized by passing a gaseous gas stream of from the first zone to the second zone, where the metal vapor stream is brought into contact with an oxidant to oxidize the metal vapor to form an aerosol composed of solid metal oxide particles in the gaseous carrier stream. By controlling various variables in the process, the size of the metal oxide particles can be adjusted to produce optimized metal oxide aerosols. The metal oxide aerosol is then supplied to a gaseous air stream containing an acid gaseous material and contacted at a temperature suitable for the reaction between the metal oxide aerosol and the emission material to be captured to form a solid metal compound of the emission material.

본 발명은 금속 산화물 에어로졸의 제조방법 및 제조된 금속 산화물 에어로졸을 배출 물질 수착매로서 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 각종 화학 반응의 부산물인 SO2, SO3, NO, NO2, H2S 및 HCl과 같은 산 가스 배출 물질을 화학 반응의 폐가스로부터 제거하는데 특히 유용하다.The present invention relates to a method for producing a metal oxide aerosol and a method of using the prepared metal oxide aerosol as a discharge material sorbent. The process of the present invention is particularly useful for removing acid gas effluents such as byproducts of various chemical reactions SO 2 , SO 3 , NO, NO 2 , H 2 S and HCl from the waste gases of chemical reactions.

이하, 제1도 및 여기에 개략적으로 도시된 것들을 참조하여 본 발명의 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and those schematically shown herein.

본 발명의 방법은 금속 산화물 에어로졸을 형성하고, 이어서 포획하고자 하는 배출 물질을 고상 금속 화합물로 형성하는 것을 특징으로 한다. 연소 가스 기류내의 배출 물질로서 황을 예로 들어 본 발명을 설명하겠지만, 본 발명의 방법은 다수의 화학 반응의 부산물인 상기한 모든 산 가스 배출 물질을 포획하는데 유용하다.The method of the present invention is characterized in that a metal oxide aerosol is formed, and then the discharge material to be captured is formed of a solid metal compound. Although the present invention will be described taking sulfur as the exhaust material in the combustion gas stream, the method of the present invention is useful for capturing all of the acid gas exhaust materials described above, which are by-products of many chemical reactions.

제1도를 참조하면, 금속 산화물 에어로졸은 산화제가 없는 환경인 증기화 대역내에서 증기화 온도 조건하에 목적하는 수착매의 금속을 증기화시키고, 이어서, 생성된 금속 증기를 산화 대역으로 통과시킴으로써,이곳에서 금속 증기와 산화제를 접촉시켜 금속 산화물 에어로졸을 제조한다.Referring to FIG. 1, the metal oxide aerosol vaporizes the metal of the desired sorbent under vaporization temperature conditions in a vaporization zone, an environment free of oxidants, and then passes the resulting metal vapor through the oxidation zone, Here metal oxide aerosols are prepared by contacting metal vapors with oxidants.

본 발명의 방법에 의하면, 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 수착매 금속은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알카리 토금속과 같거나 더 큰 원자가를 갖는 금속 및 그들의 혼합물로 구성되는 군 중에서 선택된 금속이다. 특히, 적합한 금속은 마그네슘 및 칼슘이며, 칼슘이 더욱 바람직하다. 본 발명의 방법에서는 가스상 기류중에 증기화 대역에서 목적하는 금속 수착매를 증기화시키는 것이 바람직하다. 가스상 기류는 불활성 기류인 것이 요구되며 아르곤, 헬륨, 질소 및 메탄 등의 가스중 어느 것을 사용해도 좋다. 바람직한 가스는 아르곤 및 질소이다. 불활성 가스는, 증기화 단계에서 금속 수착매의 완전한 증기화를 보장하기 위하여 실질적으로 산화제가 없는 환경에서 일어나야만 하기 때문에 요구된다. 불활성 가스 기류를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 불활성 가스기류는 생성되는 금속 산화물의 입자 크기에 정(+)의 효과를 갖는 가스상 기류중의 금속 증기량, 즉 금속증기 하중을 증가시키기 때문이다. 가스상 기류의 유속은 금속 산화물 에어로졸의 적합한 입자크기 (0.1μm보다 작음)에 대해 요구되는 에어로졸 특성이 얻어지도록 조절되어야만 한다. 요구되는 불활성 가스의 유속은 5-250g/Nm3, 바람직하게는 50-150g/Nm3의 금속 증기 하중이 얻어지도록 조절되어야만 한다.According to the process of the invention, the sorbent metal suitable for use in the process of the invention is a metal selected from the group consisting of metals having a valence equal to or greater than alkali metals, alkaline earth metals, alkaline earth metals and mixtures thereof. In particular, suitable metals are magnesium and calcium, with calcium being more preferred. In the process of the invention, it is preferred to vaporize the desired metal sorbent in the vaporization zone in the gaseous air stream. The gaseous airflow is required to be an inert airflow, and any of gases such as argon, helium, nitrogen, and methane may be used. Preferred gases are argon and nitrogen. Inert gas is required because it must occur in a substantially oxidant free environment to ensure complete vaporization of the metal sorbent in the vaporization step. It is preferable to use an inert gas stream because the inert gas stream increases the amount of metal vapor in the gaseous air stream, i.e., the metal vapor load, which has a positive effect on the particle size of the resulting metal oxide. The flow rate of the gaseous airflow must be adjusted to obtain the aerosol properties required for the proper particle size (less than 0.1 μm) of the metal oxide aerosol. The flow rate of the inert gas required must be adjusted to obtain a metal vapor load of 5-250 g / Nm 3 , preferably 50-150 g / Nm 3 .

불활성 가스의 유속은 다른 많은 요인 중에서 금속 증기화 온도(T1), 증기화되는 금속의 종류, 에어로졸 형성 공정에 사용되는 냉각속도, 요구되는 에어로졸의 일차 입도와 같은 몇몇 인자에 의존된다. 본 발명의 방법에 사용되는 불활성 가스의 유속은 배출 물질 흡수 단계에서 높은 금속이용률을 얻는데 이상적으로 적합한 평균 직경 약 0.05μm의 에어로졸 일차입도를 계속해서 얻을 수 있는 적합한 금속 증기 하중을 제공하도록 선택되는 것이 바람직하다.The flow rate of the inert gas depends on several factors such as the metal vaporization temperature (T 1 ), the type of metal to be vaporized, the cooling rate used in the aerosol-forming process, and the primary particle size of the required aerosol. The flow rate of the inert gas used in the process of the present invention is chosen to provide a suitable metal vapor load that can consistently obtain an aerosol primary particle diameter of about 0.05 μm, ideally suited for obtaining high metal utilization in the exhaust material absorption stage. desirable.

본 발명에 의하면, 로의 제1대역에서 수행되는 가스상 기류 중에서의 금속의 증기화는 조절된 온도 조건 T1및 압력 P1하에서 수행되는 것이 필요하다. 온도 T1은 완전한 금속 증기화를 얻기 위하여 필요한 온도,즉 금속치 융점이며, 증기화되는 금속 수착매에 의존하여 변화된다. 또한 완전한 금속 증기화를 얻기 위해서는 증기화 대역에 실질적으로 산화제가 없어야 한다. 더우기, 증기화에 사용되는 온도는 사용되는 금속 수착매의 융점보다 상당히 더 높은 것이 바람직하다. 이러한 조건은, T1온도의 증가는 상기 지적한 바와같이 금속 산화물 입자 크기에 정의 효과를 갖는 산화 대역에 공급되는 기류중의 증기 하중을 증가시키기 때문에 바람직하다. 증기화 온도는 경제적인 면을 고려하여 2000℃ 이하이어야 한다. 본 발명에 의하면 증기화 온도는 대기압하에서 칼슘의 경우에는 약 650°-1200℃, 바람직하게는 약 1000°-1300℃이고, 마그네슘의 경우에는 450°-1150℃, 바람직하게는 750°-950℃이다.According to the invention, the vaporization of the metal in the gaseous air stream carried out in the first zone of the furnace needs to be carried out under controlled temperature conditions T 1 and pressure P 1 . The temperature T 1 is the temperature required to obtain complete metal vaporization, ie the melting point of the metal, and varies depending on the metal sorbent to be vaporized. In addition, to achieve full metal vaporization, the vaporization zone must be substantially free of oxidizing agents. Moreover, the temperature used for vaporization is preferably significantly higher than the melting point of the metal sorbent used. This condition is preferred because an increase in the T 1 temperature increases the vapor load in the air stream supplied to the oxidation zone, which has a positive effect on the metal oxide particle size, as indicated above. The vaporization temperature should be below 2000 ° C for economic reasons. According to the present invention, the vaporization temperature is about 650 ° -1200 ° C, preferably about 1000 ° -1300 ° C for calcium, and 450 ° -1150 ° C for magnesium, preferably 750 ° -950 ° C under atmospheric pressure. to be.

일단 증기화 대역에서 금속 증기가 생성되면, 불활성가스 기류와 함께 또는 불활성 가스 기류없이 가스상 기류중의 금속 증기를 로의 제1대역으로부터 제2대역으로 통과시킨다.Once the metal vapor is produced in the vaporization zone, the metal vapor in the gaseous stream is passed from the first zone to the second zone of the furnace with or without an inert gas stream.

이어서, 가스상 기류중의 금속 증기를 로의 제2대역에서 산소, 공기, CO2등의 산화제와 접촉시킴으로써 금속증기를 산화시켜, 운반가스의 가스상 기류중의 금속 산화물 입자들로 이루어진 본 발명의 에어로졸을 형성한다. 본 발명에 의하면, 제2대역에서의 에어로졸 기류의 형성은 요구되는 입자 크기를 얻을 수 있도록 조절되어야만 한다. 입자크기가 서브미크론 단위인 금속 산화물 입자가 효과적인 수착매 이용률 및 그에 따라 양호한 배출 물질의 포획을 얻을 수 있어 바람직한 것으로 밝혀졌다. 0.1미크론 미만의 평균 입자 크기가 바람직하며, 0.05미크론 미만의 입자 크기가 이상적이다.Subsequently, the metal vapor in the gaseous gas stream is contacted with an oxidizing agent such as oxygen, air, or CO 2 in the second zone of the furnace to oxidize the metal vapor, thereby forming an aerosol of the present invention composed of metal oxide particles in the gaseous air stream of the carrier gas. Form. According to the invention, the formation of the aerosol air stream in the second zone must be adjusted to obtain the required particle size. It has been found that metal oxide particles having a particle size of submicron units are preferred because of their effective sorbent utilization and thus good capture of the discharge material. Average particle sizes of less than 0.1 micron are preferred, and particle sizes of less than 0.05 microns are ideal.

상기한 바와 같이, 제2의 대역으로부터 공급된 에어로졸 기류는 조절된 온도 조건하에 제3의 대역에서 배출 물질을 운반하는 가스 기류와 접촉한다. 금속 산화물 에어로졸이 배출 물질을 운반하는 가스 기류와 접촉하는 온도는 배출 물질의 고상 금속 화합물을 형성할 수 있도록 금속 산화물 에어로졸과 포획하고자 하는 배출 물질간의 반응에 적합한 온도범위 내이어야 한다. 예를들면, 황을 포획하고자 하는 경우에 배출 물질의 흡수 공정은 다음의 조건, 즉 산화칼슘 에어로졸인 경우 650℃ 내지 1250℃, 바람직하기로는 약 950℃내지 1200℃이고, 마그네슘인 경우 350℃ 내지 850℃, 바람직하기로는 약 700℃ 내지 800℃의 온도 조건하에서 수행된다. 이러한 온도 범위는 칼슘 및 마그네슘 산화물의 황화에 대한 실질적이고(또는) 열역학적인 한계치를 나타낸다.As noted above, the aerosol airflow supplied from the second zone is in contact with the gas stream carrying the exhaust material in the third zone under controlled temperature conditions. The temperature at which the metal oxide aerosol is in contact with the gas stream carrying the exhaust material must be within a temperature range suitable for the reaction between the metal oxide aerosol and the emission material to be captured so as to form a solid metal compound of the emission material. For example, in the case where sulfur is to be captured, the process of absorbing the discharged material is carried out under the following conditions: 650 ° C to 1250 ° C, preferably about 950 ° C to 1200 ° C for calcium oxide aerosol, and 350 ° C to 1200 ° C for magnesium It is carried out under temperature conditions of 850 ° C, preferably about 700 ° C to 800 ° C. This temperature range represents a substantial and / or thermodynamic limit for the sulfidation of calcium and magnesium oxides.

본 발명의 방법에 의하면, 수착매의 이용률은 약 2000ppm의 SO2를 함유하는 가스 기류에 있어서 CaO에어로졸 및 MgO 에어로졸에 대해 각각 약 90% 및 50%이상이다.According to the method of the present invention, the utilization rate of the sorbent is about 90% and 50% or more for CaO aerosol and MgO aerosol, respectively, in a gas stream containing about 2000 ppm SO 2 .

이하의 실시예는 본 발명의 방법의 특징을 예시하지만, 어떠한 방법으로든지 제한하고자 하는 것은 아니다.The following examples illustrate the features of the method of the present invention but are not intended to be limiting in any way.

[실시예 1]Example 1

제1도 및 2도를 참조하여, 칼슘 금속 3.5g을 증기화 대역에 공급하였다. 아르곤 가스를 16.5ml/초의 가스 유속으로 25℃의 온도 및 1기압하에서 상기 증기화 대역에 공급하였다. 증기화 대역을 1000℃로 가열하였다. 이러한 조건하에서 에어로졸은 약 5mg/분의 속도로 일정하게 생성되는 것으로 측정되었다. 이 에어로졸 기류를 산화 대역에서 950℃로 가열된 건조 공기 기류 54리터/분과 접촉시켜 CaO의 금속 산화물 에어로졸을 생성하였다. 이 에어로졸을 측정량의 SO2를 포함하는 가스상 기류중에 분사하고, 배출 물질 흡수대역에서 에어로졸 기류와 접촉시켰다. 공기중에 250ppm, 500ppm, 7 50ppm, 2000ppm 및 3500ppm(용적기준)의 5가지 SO2농도를 사용하여 별도로 5회 시험하였다. 정전기식 침전기의 샘플링 프로브를 흡수 대역의 말단에 위치시켜 에어로졸 샘플을 포획하였다. 에어로졸 샘플을 취해서 황 흡수에 사용된 칼슘량을 측정하였다. 결과는 제2도에 나타냈다. 이 실험중에 사용된 잔류시간(약 0.5초)은 산업용 보일러내에서 연도가스를 1200℃에서 950℃로 강하시키는데 소비된 짧은 시간내에서 양호하다는 데 주목할 필요가 있다. 따라서, 나타난 결과는 요구되는 공업적인 시간 계획안에서 양호하였다. 제2도로부터 알수 있는 바와 같이, 칼슘 이용률은 1500ppm 이상의 SO2농도에서 80% 이상이며, 이는 로내에 석회석 주입 방법으로부터 얻은 칼슘 이용률보다 훨씬 더 우수한 것이다. 상기한 것 이외에, 배출 물질 흡수가 일어나는 온도, 즉 칼슘인 경우 950℃ 및 마그네슘인 경우 800℃는 로내에 석회석을 주입하는 방법에 사용된 온도보다 훨씬 낮은 온도이며, 이는 본 발명의 방법을 훨씬 더 매력적인 방법이 되게 한다. 마지막으로, 산화칼슘의 평균 입경을 측정하였으며, 그 값은 0.015μm였다.Referring to FIGS. 1 and 2, 3.5 g of calcium metal was fed to the vaporization zone. Argon gas was fed to the vaporization zone at a temperature of 25 ° C. and 1 atmosphere at a gas flow rate of 16.5 ml / sec. The vaporization zone was heated to 1000 ° C. Under these conditions, the aerosol was determined to be produced constantly at a rate of about 5 mg / min. This aerosol stream was contacted with 54 liters / min of dry air stream heated to 950 ° C. in the oxidation zone to produce a metal oxide aerosol of CaO. This aerosol was injected into a gaseous air stream containing a measurand of SO 2 and contacted with the aerosol air stream at the emission absorption zone. Five separate tests were performed using five SO 2 concentrations of 250 ppm, 500 ppm, 7 50 ppm, 2000 ppm and 3500 ppm (by volume) in air. The sampling probe of the electrostatic precipitator was placed at the end of the absorption zone to capture the aerosol sample. An aerosol sample was taken to determine the amount of calcium used for sulfur uptake. The results are shown in FIG. It is to be noted that the residence time used during this experiment (about 0.5 seconds) is good within the short time spent reducing the flue gas from 1200 ° C to 950 ° C in industrial boilers. Thus, the results shown were good in the required industrial time schedule. As can be seen from Figure 2, the calcium utilization is at least 80% at SO 2 concentrations above 1500 ppm, which is much better than the calcium utilization obtained from the limestone injection method in the furnace. In addition to the above, the temperature at which the exhaust material absorption takes place, 950 ° C for calcium and 800 ° C for magnesium, is much lower than the temperature used for the method of injecting limestone into the furnace, which makes the method of the present invention even more Make it an attractive way. Finally, the average particle diameter of calcium oxide was measured, and the value was 0.015 μm.

[실시예 2]Example 2

실시예 2의 공정은 칼슘 대신 마그네슘을 사용한 것을 제외하고는 실시예 I과 유사한 방법으로 행하였다. 산화 마그네슘 에어로졸을 형성하고, 이어서 상기 실시예 I에서 설명한 5가지 농도의 SO2를 함유하는 공기 기류에 공급하였다. 마그네슘을 증기화시키기 위해서 제1대역의 온도를 850℃로 조절하였다. 결과는 제3도에 나타냈다. 산화 마그네슘 입자를 함유하는 에어로졸은 낮은 SO2농도에서 산화칼슘 입자를 함유하는 에어로졸 만큼 효과적이지 못하였지만, 산화마그네슘 에어로졸은 여전히 기존의 로내에 석회석을 주입하는 방법보다 효과적이었다. 본 발명에 따른 에어로졸에서 얻은 산화마그네슘 입자의 입도는 0.020μm였다.The process of Example 2 was carried out in a similar manner to Example I, except that magnesium was used instead of calcium. Magnesium oxide aerosol was formed and then fed to an air stream containing SO 2 at the five concentrations described in Example I above. The temperature of the first zone was adjusted to 850 ° C. to vaporize magnesium. The results are shown in FIG. Aerosols containing magnesium oxide particles were not as effective as aerosols containing calcium oxide particles at low SO 2 concentrations, but magnesium oxide aerosols were still more effective than conventional limestone injection methods. The particle size of the magnesium oxide particles obtained in the aerosol according to the present invention was 0.020 μm.

본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화되거나 또는 다른 방법으로 실시할 수 있다. 따라서, 상기 본 발명의 실시 태양은 모든 면에서 예시적인 것이지 제한하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위로 한정되며, 동등한 의미 및 범위내에서 이루어지는 모든 변화는 본 발명에 속하게 된다.The present invention can be embodied in other forms or carried out in other ways without departing from the spirit or essential features of the invention. Accordingly, the embodiments of the present invention are intended to be illustrative in all respects and not to limit, and the scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes made within the equivalent meaning and scope belong to the present invention. do.

Claims (10)

(a) 금속을 온도 T1보다 높거나 같은 온도의 제1대역에서 증기화 온도 조건하에 증기화시키는 공정, (b) 가스상 기규중의 상기 금속증기를 상기 제1대역에서 제2대역으로 통과시키는 공정 및 (c) 상기금속증기를 상기 제2대역에서 산화제와 접촉시킴으로써 상기 금속증기를 산확시켜 상기 가스상 기류중의 고상 금속 산화물 입자들로 이루어진 에어로졸을 형성하는 공정으로 이루어진, 대응하는 금속으로부터 금속산화물 에어로졸을 제조하는 방법.(a) vaporizing the metal under a vaporization temperature condition in a first zone at or above a temperature T 1 ; (b) passing the metal vapor in a gaseous phase from the first zone to a second zone; And (c) spreading the metal vapor by contacting the metal vapor with an oxidant in the second zone to form an aerosol consisting of solid metal oxide particles in the gaseous air stream. How to prepare. 제1항에 있어서, 상기 금속의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 토금속 보다 더 크거나 같은 원자가를 갖는 금속 및 이들의 혼합물로 구성되는 군 중에서 선택되는 것이 특징인 방법.The method of claim 1, wherein the metal is selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, metals having a valence greater than or equal to alkaline earth metals, and mixtures thereof. 제2항에 있어서, 상기 금속이 마그네슘 및 칼슘으로 구성되는 군중에서 선택되는 것이 특징인 방법.3. The method of claim 2, wherein said metal is selected from the group consisting of magnesium and calcium. 제1항에 있어서, 상기 금속을 증기화시키는 동안 불활성 가스 기류를 상기 제1대역에 공급하는 것이 특징인 방법.2. The method of claim 1, wherein an inert gas stream is supplied to the first zone while vaporizing the metal. 제4항에 있어서, 상기 가스 기류에 가해지는 금속 증기량이 5g/Nm3내지 250 g/Nm3인 것이 특징인 방법.The method of claim 4, wherein the amount of metal vapor applied to the gas stream is between 5 g / Nm 3 and 250 g / Nm 3 . 제1항에 있어서, 온도 T1이 증기화되는 금속의 융점인 것이 특징인 방법.The method of claim 1 wherein the temperature T 1 is the melting point of the metal to be vaporized. 제1항에 있어서, 금속이 마그네슘이고, 증기화 온도가 대기압하에서 450°-11 50℃인 것이 특징인 방법.The method of claim 1 wherein the metal is magnesium and the vaporization temperature is 450 ° -11 50 ° C. under atmospheric pressure. 제1항에 있어서, 금속이 칼슘이고, 증기화 온도가 대기압하에서 650°-1300℃인 것이 특징인 방법.The method of claim 1 wherein the metal is calcium and the vaporization temperature is 650 ° -1300 ° C. under atmospheric pressure. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸이 0.001-1.0μm의 입도를 갖는 금속 산화물로 특징지어지는 것이 특징인 방법.The method of claim 1 wherein the aerosol is characterized by a metal oxide having a particle size of 0.001-1.0 μm. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸을 조절된 온도 조건하에서 배출 물질을 함유하는 가스상 기류와 접촉시킴으로써 상기 금속 산화물 입자를 배출 물질과 반응시키는 공정을 추가로 포함하는 것이 특징인 방법.The method of claim 1, further comprising the step of reacting the metal oxide particles with the exhaust material by contacting the aerosol with a gaseous air stream containing the exhaust material under controlled temperature conditions.
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