A Study of Regeneration Reaction for Desulfurization Sorbents using Natural Manganese Ore

Natural manganese ore was selected as main active component for a non-zinc desulfurization sorbent used in the gas clean-up process of the integrated gasification combined cycle (IGCC) because of excellent H$_2$S removal efficiency and economical aspect . In this study, the regeneration characteristics of sorbent after desulfurization reaction were determined in a thermobalance reactor and a fixed bed reactor in the temperature range of 350~55$0^{\circ}C$. The mixed gases of oxygen and nitrogen are used as the regeneration reaction gases for manganese sorbent. According to Mn-S-O phase diagram, the manganese sorbent has a low regeneration efficiency in medium temperature due to formation of MnSO$_4$ and the regeneration temperature must be over 85$0^{\circ}C$. To improve that problem, ammonia and steam was added in regeneration mixed gases. Effect of new regeneration method was determined by XRD and difference of desulfurization through multicycle tests.

천연 망간 광석 탈황제의 재생 반응 특성 연구

석탄가스화 복합발전(IGCC)의 가스 정제 부분에 사용 가능한 비아연계 탈황제중 경제성이 우수하며 탈황성능이 우수한 천연망간광석을 탈황제의 활성성분으로 선정하였다. 본 연구에서는 이미 탈황반응이 끝난 망간계 탈황제의 재생반응특성을 열중량 분석기와 고정층 반응기로 350~55$0^{\circ}C$의 중저온 영역에서 실험하였다. 망간계 탈황제를 4%의 산소로 재생할 경우 85$0^{\circ}C$이상에서 재생 반응이 sulfation 생성반응보다 우세하게 되며, 90$0^{\circ}C$ 이상에서 완전재생 반응이 이루어진다. 중저온 영역에서는 망간의 열역학적 특성으로 인하여 sulfation 반응이 우세하게 되므로 망간산화물이 아닌 MnSO$_4$생성반응이 주물질인 반응이 일어나게 된다. 이를 개선하기 위하여 재생 가스의 조성에 암모니아와 수분을 첨가하여 황화합물이 생성되는 부반응을 억제함으로써 기존 연구와 차별성을 두었으며 XRD와 반복 황화 재생 반응에 의한 반응성 변화를 살펴봄으로써 이에 대한 검증을 해보았다.