화학공학 양론 설계 - 탈황 설비[화력발전소 설치시]

화학공학 양론 설계 - 탈황 설비[화력발전소 설치시]

1. 연료탈황

대부분 원유(crude oil)은 황을 함유한다. (보통 1~3%(중량)범위내). 사실상, 세계의 원유는 황 함유량이 더욱 많아지고 있는데, 이는 정유회사들이 최근 우선적으로 저유황 원유(황 0.5%)를 고갈시키고 있기 때문이다. 소비자들은 일반적으로 저유황 원유 생산물(휘발유, 석유, 난방유, 저유황유)을 더 선호한다. 그러므로, 많은 정유공장은 탈황설비를 가동시키고 있다. 간단히, 탈황설비는 수소와 촉매반응을 시켜 원유에서 유기황을 제거하는 설비이다.
여기서 R은 유기화합물을 의미한다.
1970년대 중반에는, 탈황설비로부터 생산된 H2S가 연료로써 연소될 때 SO2가 생성되었다. 그러므로, 국가적으로 총 SO2배출량은 저감되지 않았는데, 이는 황이 단지 재분산되었기
때문이다. 세계적으로 원유가 더욱 다량의 황을 포함하게 되었으며, 저유황 생산물의 소비가 증대됨에 따라 정유공장에 제거할 수 있는 황 회수설비가 당시 만들어 졌다. 대부분 황 회수설비는 ‘Claus 공정’을 사용하는데, 이 공정은 H2S의 일부를 연소해서 SO2로 만들고, 두개의 화합물은 촉매상에서 동시에 산화되어 환원되어 결합된다. 주요반응식은 다음과 같다
황 원소는 용융상태에서 분리되어 부산물로써 팔린다. 따라서, 정유과정에서 H2S나 SO2의 배출량은 상당히 감소된다. 정유공장에서 회수된 황의 양은 과거 15년 동안 두배로 증가하였다.
연소되는 석탄의 대부분은 다량의 황을 함유하고 있다. (2% 또는 그 이상) 기름이나 가스와는 달리, 석탄내 황의 상당부분 (30~70%)은 FeS2(Pyrite) 혹은 무기 황산염의 형태로 존재한다. 이러한 형태의 세정법이나 다른 물리적 정화공정(수질오염이나 고형 폐기물 문제를 야기시킬 수 있다.) 으로 비교적 쉽게 제거될 수 있다.
그러나 유기황은 물리적 정화…

2. SO2 제거기술

3. 폐기공정