PFC 배출 저감을 위한 파일롯 규모 촉매 공정 연구

A Study on Catalytic Process in Pilot Plant for Abatement of PFC Emission

본 연구의 목적은 30 L의 촉매가 장착된 파일롯 규모의 반응 시스템에서 상업용 촉매(Co/$ZrO_2-Al_2O_3$)의 PFC 분해 성능을 검증하는 것이다. 공간 속도(GHSV) 1,800 $h^{-1}$의 조건에서 $SF_6$의 농도를 증가시키면 $T_{95}$가 증가하였는데 $SF_6$의 농도가 1,000~10,000 ppm일 때 $T_{95}$가 580~$610^{\circ}C$ 범위로 나타났으며, 열 소각을 했을 때의 $T_{95}$인 $1600^{\circ}C$보다 매우 낮은 온도임을 알 수 있다. $650^{\circ}C$의 반응 온도 하에서 72시간 동안에 99% 이상의 $SF_6$의 전환율이 유지되어 촉매의 안정성이 확보되었다. 또한 $SF_6$ 전환율을 99% 이상 유지하기 위해서는 GHSV를 $2,000h^{-1}$ 이하인 조건에서 운전해야 함을 알 수 있었다. $CF_4$의 분해 반응의 경우 $T_{95}$ 온도가 $710^{\circ}C$이었으며, $SF_6$의 $T_{95}$ 온도보다 높은 온도가 필요함을 알 수 있었다.

The objective of the present study was to evaluate catalytic performance of a commercial catalyst (Co/$ZrO_2-Al_2O_3$) for the decomposition of perfluorinated chemicals in a pilot scale reactor containing 30 L of catalysts. At a reaction condition of GHSV $1,800h^{-1}$, $T_{95}$ of $SF_6$ was increased from 580 to $610^{\circ}C$ with increasing of $SF_6$ concentration from 1,000 to 10,000 ppm. $T_{95}$ of $SF_6$ in catalytic decomposition was much smaller than that of thermal decomposition ($1,600^{\circ}C$). The 99% conversion of $SF_6$ was maintained for 72 hours a reaction temperature of $650^{\circ}C$. In order to maintain the $SF_6$ conversion more than 99%, it is necessary to operate at a reaction condition of GHSV less than $2,000h^{-1}$. An operating temperature of $710^{\circ}C$ was required to achieve >95% destruction of the $CF_4$, which was much higher than that of catalytic decomposition of $SF_6$.