• 한국환경과학회지
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• 제8권1호
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• pp.125-133
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• 1999

Sorbents of calcined limestone and oyster particles having a diameter of about 0.63mm were exposed to simulated fuel gases containing 5000ppm $H_2S$ for temperatures ranging from 600 to 80$0^{\circ}C$ in a TGA (Thermalgravimetric analyzer). The reaction between CaO and $H_2S$ proceeds via an unreacted shrinking core mechanism. The sulfidation rate is likely to be controlled primarily by countercurrent diffusion through the product layer of calcium sulfide(CaS) formed. The kinetics of the sorption of $H_2S$ by CaO is sensitive to the reaction temperature and particle size, and the reaction rate of oyster was faster than the calcined limestone.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.291-302
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• 2000

연료가스로부터 황화수소를 제거하기 위해 망간계 탈황제를 개발하여, 대기압하 고정층반응기에서 황화/재생 반복실험을 통하여 탈황제의 효용성, breakthrough times, 그리고 평형농도를 구하였다. 황화수소 제거능에 영향을 미치는 입자크기, 황화반응 온도, 재생온도 그리고 재생 특성에 관해 살펴보았다. 황화수소 제거를 위한 적정 조업온도는 $800^{\circ}C$였으며 입자크기가 감소할수록 탈황능은 증가하였으나 입경 0.214~0.631mm에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 실험으로부터 구한 황화수소 평형관계식은 log(K)=3.396/T-1.1105이고 탈황제 이용효율은 $800^{\circ}C$에서 92%를 나타냈다. 공기를 사용해서 재생할 때 $SO_2$ 배출농도는 $800^{\circ}C$에서 8.5% 이상, $850^{\circ}C$에서 8.4% 이상, 그리고 $900^{\circ}C$에서 8.8% 이상을 보여 황산제조에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.21-28
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• 2009

Ca계 및 Na계 탈황제를 대상으로 열중량 분석실험과 승온탈리 실험을 수행하여 탈황제의 열적안정성, 집진기 전단 온도인 $250^{\circ}C$에서 탈황 성능, 그리고 상온에서 흡수용량 등을 비교하여 아래와 같은 결론을 도출하였다. 소석회($Ca(OH)_2$)는 약 $390^{\circ}C$에서 열 분해되기 시작하여 480~$500^{\circ}C$에 이르면 완전하게 분해되었다. 열분해 결과 생성된 생석회(CaO)의 무게는 최초 소석회 무게의 76%로 감소하였다. 중탄산나트륨($NaHCO_3$)은 약 $95^{\circ}C$에서부터 분해되기 시작하여 $190^{\circ}C$ 이하의 온도에서 완전하게 분해되어 처음 도입된 중탄산나트륨 무게와 비교하여 약 63%로 감소하였다. $250^{\circ}C$에서 실시한 열중량 분석 결과, 무수탄산나트륨($Na_2CO_3$)의 경우에는 탈황제 무게의 35%에 해당하는 $SO_2$를 흡수할 수 있고, 생석회는 15.6%, 소석회는 6.5%까지 $SO_2$를 흡수할 수 있는 것으로 나타났다. $250^{\circ}C$에서 초기반응 속도를 비교하면, Ca계 탈황제의 경우에는 초기 미반응 시간이 있는 반면에 Na계 탈황제인 무수탄산나트륨에서는 이러한 초기 미반응 시간이 없어, Ca계 반응제의 경우보다 Na계 탈황제의 경우에 $SO_2$와 더 빠른 반응이 진행되었다. 상온에서 실시한 승온탈리 실험 결과, Na계인 무수탄산나트륨보다는 Ca계인 소석회가 더 많은 $SO_2$를 흡수하였다. 따라서 저온에서는 Ca계인 소석회가 적절하고 고온에서는 무수탄산나트륨이 더 적절한 탈황제인 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제14권1호
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• pp.78-85
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• 1999

The removal characteristics of H$_2$S from IGCC process over the natural manganese ore(NMO) containing several metal oxides($MnO_x$ : 51.85%, $FeO_y$ : 3.86%, CaO : 0.11%) were carried out in a batch type fluidized bed reactor(I.D.=40mm, height=0.8m). The $H_2S$ breakthrough curves were obtained as a function of temperature, initial gas velocity, initial gas concentration, and aspect ratio. The effect of particle size ratio and particle mixing fraction on $H_2S$ removal were investigated with binary system of different particle size. From this study, the adsorption capacity of $H_2S$ increased with temperature but decreased with excess gas velocity. The breakthrough time for $H_2S$ is reduced as the gas velocity is increased which leaded to gas by-passing and gas-solid contacting in a fluidized bed reactor. The results of the binary particle system with different size in batch experimental could predict to improve the behavior of continuous process of $H_2S$ removal efficiency. The natural manganese ore could be considered as potential sorbent in $H_2S$ removal.

• Corrosion Science and Technology
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• 제5권5호
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• pp.181-188
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• 2006

In this study, the characteristics of the experimentally produced high N-high Cr bearing stainless steels are discussed as a part of applications of materials for FGD (Fuel Gas Desulfurization) system of thermal power plants or for power plants using seawater as coolant. Corrosion resistance of developed alloys is especially investigated in detail. Corrosion characteristics of vacuum melted cast are shown to be superior to that of air melted one. From the viewpoint of CPT, It is estimated that the differences of corrosion resistance are $21.8^{\circ}C{\sim}24.6^{\circ}C$ at PRE 40 and $8^{\circ}C{\sim}12.4^{\circ}C$ at PRE 50, and the gaps becomes bigger as the PRE values are lower. In the evaluation of corrosion resistance in alloy A2501, Z3101, and A3301 according to Cr concentration, alloy A3301 shows a deviation from the general tendency in chloride solutions. It has relatively high PRE value as 48.6, but it has relatively poor pitting resistance. It is, however, difficult to observe a specific phase except ferrite in microstructure analysis and neither detects special phase such as sigma phase.

• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.183-189
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• 1999

$H_2S$를 제거를 위한 아연계 복합금속산화물 탈황제를 제조하고 반응특성을 연구하였다. 최적 황화반응 온도인 $650^{\circ}C$의 고정층에서 탈황-재생의 연속 cycle에 따른 반응성을 관찰하였다. 내마모성 향상을 위한 구형입자의 탈황제를 제조하기 위해 Granulation방법을 이용하였다. XRD와 XPS분석에 의해 zinc titanate결정생성을 확인하였고 소성조건에 따른 탈황제의 특성을 분석하기 위해 mercury porosimetry와 BET분석을 행하였다. Cycle이 증가함에 따라 고온에서의 zinc loss와 sintering, cracking, 그리고 spalling에 의한 탈황제의 확산저항의 증가로 인해 반응성은 떨어졌다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.371-377
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• 2009

순산소연소 배가스 중 $CO_2$ 농도는 가스의 재순환으로 인해 95%까지 농축 가능하며, $CO_2$ 농도가 높은 조건에서 석회석의 소성특성은 기존의 공기 연소와 다르게 나타난다. 본 연구에서는 흡수제로 특성이 다른 세 종류의 국내산 석회석을 이용하여, 소성온도에 따른 석회석의 소성특성에 대해 알아보았다. 또한 흡수제 종류, 반응온도 등의 운전변수가 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향에 대하여 알아보고, 반응생성물을 포집하여 황 함량을 측정하였다. 소성온도가 증가함에 따라 석회석의 소성율 및 비표면적은 증가하는 경향을 보였으며, 반응온도가 증가함에 따라 $SO_2$ 제거효율은 증가하였으며 석회석의 종류에 따라 $SO_2$ 제거효율이 뚜렷한 차이를 보였다. 최고효율 나타낸 석회석 시료에 대한 반응생성물 분석결과 시료 내 황 함량은 약 10% 정도인 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권2호
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• pp.10-18
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• 2005

화력발전소의 배연탈황공정에서 발생된 탈황석고의 용도확대 및 천연 무수석고의 대체 가능성을 조사하기 위하여 탈황석고로부터 건식 열처리법에 의한 무수석고의 제조특성 및 탈황 무수석고에 대하여 시멘트 및 콘크리트 2차 제품으로의 적용 특성을 조사하였다. 탈황석고로부터 Ⅱ형 무수석고의 상전이는 700$^{\circ}C$ 부근에서 완전히 종료되었고, 이러한 Ⅱ형 무수석고의 상전이 과정에서 입자크기의 변화 등을 확인할 수 있었다. 천연 무수석고와 탈황 이수석고로부터 제조된 무수석고는 화학성분 조성, 입자크기, 열적특성 등의 물성이 유사하였다. 무수석고를 시멘트나 콘크리트 2차 제품에 적용시킬 때 부식문제를 발생시킬 수 있는 황산기(SO$_4^{2-}$)의 용출실험 결과, 700$^{\circ}C$에서 1시간 열처리로 제조된 탈황 무수석고는 천연 무수석고에 비하여 황산기의 용출량이 약 50 wt.% 감소됨을 확인할 수 있었고, 소석회(Ca(OH)$_2$) 3 wt.%의 첨가에 의해 황산기의 용출량이 천연 무수석고에 비하여 약 70 wt.% 감소시킬 수 있었다. 탈황 무수석고를 시멘트 및 콘크리트 2차 제품에 적용시킨 결과, 압축강도 등의 물성이 천연무수석고에 비하여 동등 또는 우수함을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.534-539
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• 2010

메탄 속에 포함되어 있는 TBM, THT, DMS 등의 유기 황 화합물에 대한 흡착 제거가 NaY와 CuNaY 제올라이트를 이용하여 303 K, 대기압 조건하에서 수행되었다. 삼성분계 흡착시스템 실험을 통해, NaY에서는 THT의 선택적 흡착이 목격되었으며, CuNaY에서는 모든 유기 황 화합물의 동시 흡착이 일어났다. 이러한 현상은 파과흡착곡선, 승온탈착, 겉보기 탈착 활성화 에너지 등의 실험결과로 부터 설명될 수 있었다. 황에 대한 흡착능은 CuNaY(2.90~3.20 mmol/g)가 NaY(0.70~0.90 mmol/g)보다 매우 우수하였다. 본 연구결과는 CuNaY에 존재하는 $Cu^{1+}$ 흡착점과 강한 산의 세기가 황 원자와의 강한 상호작용을 유발하여 높은 황 흡착능을 갖게 하는 것으로 이해된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.171-184
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• 2002

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue) 량은 약 200,000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD)둥에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG, Caltex에서 435-500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도 : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력 : 1~6kg/$ extrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량 : 50~110Nm$^3$/hr., 발열량 : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, 탄소전환율 : 65~92 및 냉가스효율 = 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화 하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.