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질소산화물의 제어
1. 암모니아 접촉환원법의 경우, 산소의 존재하여서 1몰의 NO에 1몰의 NH3가 반응한다.(O)
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2. 암모니아 접촉환원법에서 높은 탈질율이 필요한 경우, 이론치의 1.1~1.2배의 NH3를 첨가한다.(O)
탈질율은 촉매, 온도, 공간속도 및 암모니아 첨가량 등에 따라 다르지만 비금속계를 쓰는 경우 온도 300~400℃, 공간속도 3000~10000h-1, 암모니아 첨가량(1~1.2(NH3/NO몰비)에서 90%정도의 초기 탈질율을 얻을 수 있다.
3. 공간속도(처리가스량/촉매용적)를 크게 하면 탈질율이 높아진다.(×)
공간속도가 커질수록 탈질울은 저하한다.
4. NO의 N2와 O2로의 분해반응속도는 고온이라 해도 늦으므로 실용적인 탈질방법이 안된다.(×)
접촉분해법에서
연소에 쓰이는 공기중의 N2와 O2는 연소로 내의 고온영역에서 다음과 같이 반응하여 NO를 생성한다.
N2+O2 → NO
NO의 생성반응은 고온일수록 유리하며 온도가 낮아지면 NO는 분해하는 방향으로 진행한다. 배가스중의 NO가 300pp, O2가 1%인경우, 화학평형으로 계산하면 가스온도가 1300℃이하로 낮아지면 NO는 N2와O2로 분해하는 방향으로 진행한다. 그러나 분해속도가 매우 느리기 때문에 실제로 연소장치 안에서는 분해반응이 일어나지 않는다. 따라서 현실적으로 실용될 단계는 아니다.
5. H2및 CH4에 의한 NO의 환원반응은 O2가 공존하여도 우선적으로 진행한다. (O)
비선택 접촉환원법 에서 CH4를 첨가하는 경우 NO, NO2의 반응은
CH4 + 4NO2 → 4NO + CO + 2H2O 1)
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 2)
CH4 + 4NO → 2N2 + CO2 + 2H2O 3)
반응속도는 1), 2), 3)의 순서로 NO2 를 NO로 환원하는 반응이 가장 빠르며 이어서 메탄의 산화반응, 식 3)…
반응속도는 1), 2), 3)의 순…