화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 1998년 봄 (04/24 ~ 04/25, KOEX)
권호 4권 1호, p.841
발표분야 유동층
제목 교반 유동층 과립기를 사용한 황화수소 흡수제 개발
초록 석탄가스 속에는 대략 수천 ppmv의 H2S가 포함되어 있으며 IGCC의 경우에는 가스터빈의 부식을 막기 위하여 150 ppmv미만으로 낮추어야 한다. 따라서 고온고압 상태에서 황화수소만을 선택적으로 흡수하는 재생성이 좋고 물리적 특성이 우수한 흡수제의 개발은 매우 중요하다. 과립 공정은 입자 조절(powder handling)에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 이는 제약, 식품, 광석 또는 화학 산업의 입자 제조 공정에서 많이 사용되는데, 여러 가지 기술들 중에서 유동층 과립은 입자처리를 줄이고 먼지에 의한 오염, 공정 시간과 공간의 절약과 같은 많은 이점들이 있다. 특히 유동층의 하부에 교반 날(agitator blade)을 설치한 교반 유동층 과립기는 많은 분야에서 응용되어 왔다. 이 공정의 주요 이점은 교반기의 회전에 의해서 입자의 크기, 모양 그리고 밀도가 조절될 수 있다는 것이다.
본 연구에서는 교반 유동층 과립기를 제작하고 이를 사용하여 고온 건식 유동층 반응기에서 황화수소 제거를 위한 흡수제를 만들었다. 만들어진 흡수제는 입자 크기 분석기와 Sieve Shaker를 사용한 입자 크기 분석, 내마모성 측정, BET, XRD, SEM/EDXS, Hg Porosimetry, 광학 현미경 등을 사용하여 물리적 특성을 측정하였으며, TGA를 사용한 흡수제의 황화 반응-재생 실험으로 화학적 특성을 파악하였다. 또한 유동층에서 유동화가 극단적으로 힘들다고 알려진 미립 원 시료(ZnO, TiO2, bentonite)들을 교반기를 사용하여 유동화 시키고 과립화 시킬 수 있었다. 교반 유동층 과립기로 만들어진 흡수제의 TGA 실험에서 대부분의 시료가 황화과정에서 ZnO로 전환하는 것을 알 수 있었다. Zinc titanate 흡수제를 내마모성 측정 장치를 사용하여 측정한 결과 Air Jet Index가 13.7~17.4로 흡수제의 약점으로 알려진 내마모성이 다른 방법에 의해 만들어진 흡수제에 비해 상당히 우수하였다.
저자 박재현, 김재헌, 조성호, 이창근, 진경태, 손재익
소속 한국에너지기술(연)
키워드 교반유동층; 과립; 황화수소; 흡수제; agitation fluidized bed; granulation; hydrogen sulfide; sorbent
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