[논문] H2S 제거를 위한 구리계 탈황제에 대한 연구

H2S 제거를 위한 구리계 탈황제에 대한 연구
A Study of Copper-based Sorbent for H2S Removal
서론
석탄가스화 복합발전(IGCC)과 같은 새로운 발전기술에서 고온 석탄가스의 탈황기술은 효율의 향상과 강화되는 환경규제에 대응하기 위해서 필수적이다. 최근까지의 탈황제에 대한 연구는 대부분 650℃이상에서 진행되었으나, 공정 설비의 제한성과 알카리 성분의 휘발과 같은 공정 변수를 고려할 때 적절한 탈황온도의 범위는 350-550℃라고 할 수 있다.1,2)
구리계 탈황제는 정화된 연료 가스내에서 H2S를 낮은 농도까지 제거할 수 있으며, 원소 구리로의 환원에 대하여 안정적인 장점을 가지고 있어서 현재의 중저온 탈황제의 개발에서 그 중요성이 더해지고 있다.3)
이번의 연구에서는 기존의 연구에서 지지체 성분으로 가장 우수한 성능을 보여준 SiO2를 지지체로 사용하여 지지체 성분의 함량의 변화에 따른 탈황제의 성능 및 형상의 변화에 대하여 조사하였다.
이론
석탄가스화 복합발전에서 석탄내의 대부분의 황 성분은 가스화 장치를 거치면서 H2S의 형태로 전환되며, 이러한 황 물질은 생태계에 매우 유해한 산성비의 전구체가 된다.4) 최근에는 환경 규제가 더욱 강화되어 석탄가스화 복합발전의 경우 출구에서 H2S의 농도를 수 백 ppmv이하로 규제하고 있다.
1980년대부터 1990년대 초반까지 금속 산화물을 이용한 H2S의 제거는 550℃이상의 온도에 집중되었다. 그러나, 석탄가스화 복합발전의 효율이 350℃까지는 급속히 증가하다가 350-600℃의 온도에서는 그 증가가 미미하며, 650℃이상의 온도에서는 알카리 금속이 휘발되는 문제점이 있어 350-550℃의 …
실험

1. 탈황제의 제조

CuO를 주성분으로, SiO2를 지지체 성분으로 사용하여 탈황제를 제조하였다.

2. 실험장치