• Clean Technology
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• v.16 no.1
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• pp.12-18
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• 2010

The object of the present study is to apply KF/MgO catalysts to remove sulfur dioxide from dibenzothiophene sulfone, a by-product of oxidative desulfurization. Potassium fluoride was deposited via an impregnation method on MgO. The effects KF loading and calcination on the characteristics of the KF/MgO catalysts were investigated through the BET surface area, XRF, XRD, and temperature-programmed desorption of $CO_2$. The catalytic performances of the samples were investigated during the decomposition of dibenzothiophene sulfone to biphenyl and sulfur dioxide gas. KF loaded on MgO prepared by the impregnation method showed high catalytic activities for the decomposition of dibenzothiophene sulfone. The higher activity of KF/MgO just dried at 373 K, avoiding the usual activation at high temperature, than that over the calcined catalyst is ascribed to increase of the amount of basic sites. The high basicity probably may be due to the coordinately unsaturated $F^-$. The simply dried 10 % KF/MgO catalyst, without the usual activation at high temperature, showed the optimal catalytic properties.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.97-100
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• 1994

산화구리가 담지된 알루미나 흡수제/촉매를 이용하여 유황산화물과 질소산화물의 제거반응 특성을 고정층 반응기를 이용하여 고찰하였다. 반응온도가 증가할 수록 $350^{\circ}C$까지 탈질 효율이 증가하였으며 그 이상의 온도에서는 암모니아의 산화에 의하여 탈질효율이 감소하였다. 암모니아의 $NO_{x}$ 선택성은 $SO_{x}$ 가 존재하지 않는 경우에 $NH_3/NO_{x}$mole 비 1.0 까지 유지되었으나 $SO_{x}$ 가 존재하면 선택성은 매우 감소하였다. 동시제거 반응의 경우 $400^{\circ}C$ 이상에서 효과적이었으며 $350^{\circ}C$ 이하에서는 암모늄 염의 생성으로 인하여 탈질효율의 감소가 반응시간이 증가함에 따라서 감소하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.11a
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• pp.38-41
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• 1995

화석연료의 연소에 의하여 방출되는 SO$_2$ 와 NO 에 의한 대기오염의 심각성은 이미 잘 알려져 있으며 그에 따른 배출규제 또한 강화되고 있다. 최근에는 탈황과 탈질을 동시에 처리하는 동시 탈황탈질 공정의 연구가 진행되고 있다. 동시제거 공정은 주로 흡수제/촉매를 토대로 개발되고 있으며 산화구리가 담지된 알루미나 (CuO/${\gamma}$-A1$_2$O$_3$) 흡수제/촉매는 SOx, NOx 동시제거에 효과적인 물질로 알려져 있다. 담지된 CuO 와 담체 A1$_2$O$_3$는 SO$_2$ 와 $O_2$ 존재하에 반응하여 CuSO$_4$ 와 $Al_2$(SO$_4$)$_3$ 가되며 [1] CuSO$_4$ 와 미반응된 CuO 는 NO 제거를 위한 촉매로서의 역할을 하게 된다 [2].

• Clean Technology
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• v.25 no.1
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• pp.91-97
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• 2019

Oxidative desulfurization (ODS) has received much attention in recent years because refractory sulfur compounds such as dibenzothiophenes can be oxidized selectively to their corresponding sulfoxides and sulfones, and these products can be removed by extraction and adsorption. In this work, The oxidative desulfurization of marine diesel fuel was performed in a batch reactor with hydrogen peroxide ($H_2O_2$) in the presence of various supported heteropoly acid catalysts. The catalysts were characterized by XRD, XRF, XPS and nitrogen adsorption isotherm techniques. Based on the sulfur removal efficiency of promising silica supported heteropoly acid catalysts, the ranking of catalytic activity was: $30\;H_3PW_{12}/SiO_2$ > $30\;H_3PMo_{12}/SiO_2$ > $30\;H_4SiW_{12}/SiO_2$, which appears to be related with their intrinsic acid strength. The $30\;H_3PW_{12}/SiO_2$ catalyst showed the highest initial sulfur removal efficiency of about 66% under reaction conditions of $30^{\circ}C$, $0.025g\;mL^{-1}$ (cat./oil), 1 h reaction time. However, through the recycle test of the $H_3PW_{12}/SiO_2$ catalyst, significant deactivation was observed, which was attributed to the elution of the active component $H_3PW_{12}$. By introducing cesium cation ($Cs^+$) into the $H_3PW_{12}/SiO_2$ catalyst, the stability of the catalyst was improved with changing the solubility, and the $Cs^+$ ion exchanged catalyst could be recycled for at least five times without severe elution.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.224.2-224.2
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• 2010

연료개질기는 연료전지 시스템의 핵심 구성요소 중의 하나로 도시가스로부터 수소를 생산하는 역할을 담당한다. 연료개질기는 주로 탈황, 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 반응의 4단계로 구성되어 있으며 이 중 상온 탈황부분을 제외한 나머지 부분은 일체화 설계를 통해 제작된다. 탈황의 경우 도시가스에 포함된 부취제인 황화합물를 제거하여 후단에 위치한 촉매층이 황에 의해 피독되는 것을 막는 역할을 하며 주로 상온흡착식 탈황제를 사용한다. 황이 제거된 도시가스는 물과 함께 연료개질기로 도입되어 수증기 개질반응을 통하여 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 소량의 메탄과 미반응 수증기로 구성된 개질가스로 전환된다. 이후의 수성가스 전이반응에서는 일산화탄소가 물과 반응하여 수소 생산량을 늘리며 동시에 일산화탄소의 농도를 낮추게 된다. 또한 고분자 전해질 연료전지에 공급되는 개질가스는 선택적 산화반응을 통하여 일산화탄소의 농도를 10ppm이하로 유지하게 된다. 이러한 기능의 연료개질기 개발의 주요 이슈로는 컴팩트화 및 고효율화이며 이 두가지 요소를 고려하여 연료개질기를 설계하여야 한다. 연료전지 시스템의 전체부피를 줄이기 위한 노력의 일환으로 연료개질기의 컴팩트화가 요구되는데 가정용 연료전지 기술 선진국인 일본 제품의 경우 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 부피는 20L정도로 알려져 있다. 또한 연료전지 시스템의 효율은 연료개질기의 개질효율과 연료전지 스택의 발전효율의 곱으로 계산되기 때문에 연료개질기의 연료개질 효율은 전체 시스템의 효율에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 한국에너지기술연구원에서는 수소생산량 기준 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 개발을 완료하였으며 크기 및 효율면에서 선진국 제품과 비교하여 동등 또는 우위의 수준을 달성하였다. 연료개질기 내부의 혼합 및 분배 구조를 개선하고 각 촉매층의 최적 배치를 통해 연료개질기의 부피를 최소화 하였으며 연료개질기 내부에서 고온부위와 저온부위 사이의 최적 열교환을 통해 열효율을 극대화 시켰다. 현재 개발된 $1Nm^3/h$급 개질기의 단열 후 부피는 13.5L 그리고 단독운전 시 열효율은 80%(LHV)로 측정되었다. 또한 $1Nm^3/h$급의 연료개질기의 스케일-업 설계를 통하여 수소생산량 3, $5Nm^3/h$ 규모의 연료개질기를 개발하였으며 성능평가가 진행 중이다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.417-418
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• 2001

석탄의 연소과정에서 필연적으로 발생하는 황(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 방법중 하나인 동시처리기술중 PCD(pulsed corona discharge) 반응기의 반응조건은 첨가제의 성분 및 성상에 따라 다양하게 바뀌며 황 및 질소 산화물 제거반응에 큰 영향을 미친다(Akira M., 1995). 따라서 PCD 반응기에 유입되는 가스는 발전소 배기가스 조건을 적용한 상태에서 주입하는 첨가제의 종류 및 양을 변화시켜, 각종 첨가제의 주입이 탈황, 탈질 반응에 미치는 상승효과를 조사하였고 PCD 반응기에서 첨가제의 반응 현상을 규명코자 하였다(송영훈, 1997). (중략)

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.150-158
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• 1999

본 연구는 저온플라즈마를 이용하여 배기가스중의 SOx와 NOx를 동시에 처리하는 공정을 개발하는 것으로서, 최적의 반응제 선정과 효율적인 공정의 구성을 위해 SOx, NOx와 반응제와 반응기구를 밝히고자 하였다. 실험은 1.0 N㎥/h의 모사가스를 이용한 기초실험과 20 N㎥/h의 실제 연소가스를 이용한 실험으로 진행되었으며, 반응제로는 NH3와 파리핀계 및 올레핀계 탄화수소를 사용하였다. NH3를 반응제로 한 SO2 제거반응은 비플라즈마 조건에서는 NH4HSO3, 플라즈마 조건에서는 (NH4)2SO4의 생성반응이었고, 두 조건 모두 높은 제거율을 나타냈다. 반응제를 사용하지 않은 플라즈마 조건에서 SO2는 환원반응이 일어나고 O2 농도의 증가는 역반응을 증가시키는 화학평형에 의해 SO2의 제거율이 감소되었다. 플라즈마 조건에서 NO는 O2농도가 낮은 경우는 NO의 환원반응이 주로 일어나고, O2 농도가 높을 경우는 산화반응이 지배적이었다. 올레핀계 탄화수소는 플라즈마 조건에서 NO 산화 반응에 탁월한 효과를 보였을 뿐만 아니라 SO2 제거에도 효과를 보여 최대 40%의 제거율을 나타냈으며, NH3의 사용을 줄일 수 있음을 확인하였다.

• Plant Journal
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• v.15 no.1
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• pp.38-44
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• 2019

This research is an experimental investigation to find the desirable pH of slurry in the desulfurization absorber for a 1000 ㎿ coal fired power plant, operating in compliance with the Air Environmental Conservation Act and the plant's internal regulations. In case the average sulfur dioxide concentration in inflow flue gas, ${\bar{C\;in}}$ [ppm] changed to 500 ppm, 550 ppm, 600 ppm and 635 ppm after fixing inflow flue gas flow rate, generator output, pressure drop in the absorber, and oxidation air flow rate, the desirable pH of the slurry in the absorber, was 5.0, 5.2, 5.3 and 5.4. Thus, it is recommended that the desirable pH of slurry is calculated using the correlation equation, $RpH=0.0018{\times}{\bar{C\;in}}+4,2031$ when the average sulfur dioxide concentration in the inflow flue gas is in the range of 500 ppm to 635 ppm.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.32 no.4
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• pp.328-333
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• 2004

To treat a waste gas containing a high strength H2S, the two-stages microbial desulfurization process that conof a bioreactor immobilized with Acidithiobacillusferrooxidans and a chemical absorption scrubber has was proposed. After 4 times repeat of batch cultures, the immobilized bioreactor has been stabilized and the rate of iron oxidation reached 0.89 kg . $m^{-3}{\cdot}m^{-1}$ at steady state. The two-stages microbial desulfurization prowas able to be operated for a long term over 54 days. The removal efficiencies of H2S were 97-99% at a space velocity of 70 h-I and a inlet concentration of 37,000 ppmv. The maximum elimination capacity of H2S was approximately 3.3 kg S . $m^{-3}{\cdot}m^{-1}$. In the bioractor, the concentrations of the $Fe^{3+}$ and the immobilzed cell were constantly maintained during the desulfurization.

• Clean Technology
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• v.20 no.3
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• pp.212-217
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• 2014

In order to regenerate the sulfidated desulfurization sorbent, oxygen is used as the oxidant agent on the regeneration process. The small amount of oxygen un-reacted in regeneration process is flowed into direct sulfur recovery process. However, the reactivity for $SO_2$ reduction can be deteriorated with the un-reacted oxygen by various reasons. In this study, the deactivation effects of un-reacted oxygen contained in the off-gas of regeneration process flowed into direct sulfur recovery process of hot gas desulfurization system were investigated. Sn-Zr based catalysts were used as the catalyst for $SO_2$ reduction. The contents of $SO_2$ and $O_2$ contained in the regenerator off-gas used as the reactants were fixed to 5.0 vol% and 4.0 vol%, respectively. The catalytic activity tests with a Sn-Zr based catalyst were for $SO_2$ reduction performed at $300-450^{\circ}C$ and 1-20 atm. The un-reacted oxygen oxidized the elemental sulfur produced by $SO_2$ catalytic reduction and the conversion of $SO_2$ was reduced due to the production of $SO_2$. However, the temperature for the oxidation of elemental sulfur increased with increasing pressure in the catalytic reactor. Therefore, it was concluded that the decrease of reactivity at high pressure is occurred by catalytic deactivation, which is the re-oxidation of lattice oxygen vacancy in Sn-Zr based catalyst with the un-reacted oxygen on the catalysis by redox mechanism. Meanwhile the un-reacted oxygen oxidized CO supplied as the reducing agent and the temperature in the catalyst packed bed also increased due to the combustion of CO. It was concluded that the rapidly increasing temperature in the packed bed can induce the catalytic deactivation such as the sintering of active components.