• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.370-378
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• 2011

가스상 원소수은의 산화수은으로의 산화에 대한 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 계 SCR 촉매의 활성이 조사되었다. 상용 SCR 촉매의 경우 원소수은 산화반응에 산화제로 작용하는 HCl의 존재 및 반응조건에 상관없이 반응 후의 모든 촉매에서 수은성분이 검출되지 않았다. 이는 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 계 SCR 촉매에서 HCl에 의한 원소수은의 산화는 수은이 촉매표면에 거의 흡착되지 않는 Eley-Rideal mechanism에 의해 진행되는 것을 나타내는 결과이다. $V_2O_5$ 함량에 따라 수은 산화활성이 크게 증가되는 것으로부터 $V_2O_5$가 수은산화 반응에 주된 활성점 임을 확인할 수 있었다. 그러나 $V_2O_5$ 함량에 따라 TOF는 감소하는데 이는 촉매 표면에 존재하는 $V_2O_5$의 구조에 따라 수은산화 활성에 차이가 있다는 것을 의미한다. 동일한 반응온도와 HCl 농도에서 산화 조건에 비해 SCR 조건에서 원소수은의 산화활성은 크게 낮은 것으로 나타났다.

• 한국대기환경학회지
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• 제26권3호
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• pp.245-252
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• 2010

For the purpose of evaluating to remove elemental mercury using SCR (Selective Catalytic Reduction) catalysts, the result of the concentration variation of elemental mercury in lab experiment and field measurement was compared. The effect of the elemental mercury oxidation on commercial catalysts was studied in simulated gas. Three species of SCR catalyst, $V_2O_5-TiO_2$ type, were selected. The elemental mercury reduced 30% without HCl gas in SCR operating condition. But the width of reduction increased 60% at 20 ppm HCl gas. According to the result of field measurement, reduction rate of elemental mercury at SCR outlet showed 60%. The total mercury concentration decreased about 20%. The results were similar to the lab test. The results of chemical analysis of test sample showed increase of mercury concentration but surface change was not observed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.183-189
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• 2007

대표적인 수은 발생원인 도시폐기물 소각로와 화력 발전소 등지에서 배출되는 원소수은($Hg^0$)은 산화수은($Hg^{2+}$) 및 입자상 수은($Hg^p$)과 달리 기존의 대기오염 방지시설로 제거하기 난해한 편이다. 그로 인해 원소수은의 효율적 제거에 대한 많은 연구가 진행중이며, 이 연구에서는 저온 플라즈마(non-thermal plasma)의 하나인 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 공정을 이용하여 원소수은 산화에 관한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 공기 상의 DBD 공정에서는 생성되는 산소 원자와 오존에 의해서 원소수은이 산화수은으로 전환됨을 알 수 있었으며, 원소수은의 산화율을 결정하는 주된 변수는 반응기에 주입되는 에너지 밀도임을 확인할 수 있었다.

• Carbon letters
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• 제12권3호
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• pp.121-130
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• 2011

Public concern has recently increased over the potential risk of toxic elements emitted from anthropogenic sources. Among these, mercury has drawn special attention owing to its increasing level of bioaccumulation in the environment and in the food chain, with potential risks for human health. This paper presents an overview of research related to mercury control technology and identifies areas requiring additional research and development. It critically reviews measured mercury emissions progress in the development of promising control technologies, including catalytic oxidation, sorbent injection, photochemistry oxidation, and air pollution control devices.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제8권4호
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• pp.125-132
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• 2012

Mercury oxidation in an SCR(selective catalytic reduction) catalyst was tested in this study with the conditions simulating the SCR system in full-scale coal-fired flue gas. A commercially available SCR catalyst was located in a temperature-controlled reactor system, and simulated gas was injected into the reactor. Mercury oxidation efficiency was determined from the difference between inlet and outlet elemental mercury concentrations. A control experiment was carried out with the gas composition of 12% $CO_{2}$, 5% $H_{2}O$, 5% $O_{2}$, 500 ppm $SO_{2}$, 400 ppm NO, 400 ppm $NH_{3}$, 5 ppm HCl, and 20 ${\mu}g/m^{3}$ Hg. Additional tests were conducted with different gas composition from the control condition to investigate the effect of gas composition on mercury oxidation in the SCR catalyst.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.453-458
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• 2013

배기가스 중에서 비산재는 수은을 산화하거나 흡착하는 능력을 지닌다. 비산재의 수은 산화 및 흡착 효율은 비산재가 가지는 특성에 따라 변하여 일정하지 않다. 본 연구는 비산재 성분과 수은의 반응특성을 이해하기 위하여 비산재 성분물질이 원소수은과 산화수은에 대해 가지는 산화 및 흡착 능력을 평가하였다. 그리고 비산재 시료의 조성에 맞게 합성한 비산재를 시험하였고, 석탄화력발전소에서 수령한 비산재 시료의 결과와 비교하였다. 원소수은에 대해서는 미세탄소분말, 산화구리, 산화철이 높은 산화 또는 흡착효율을 보였고, 염화수은에 대해서는 미세탄소분말, 산화칼슘, 산화구리, 산화마그네슘이 높은 효율을 보였다. 그리고 합성비산재는 비산재 시료와 유사한 수은 산화 및 흡착 효율을 보였다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.207-216
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• 2021

석탄화력발전소로부터 배출되는 질소산화물(NO + NO₂ = NO_x)은 NH₃를 환원제로 사용하여 선택적으로 환원시키는 SCR(selective catalytic reduction) 탈질촉매시스템에서 효과적으로 제거될 수 있다. 이 SCR 촉매공정에서 원소수은을 산화시켜 후속공정에서 제거하기 위하여 수많은 산화촉매들이 제안되었으나 MW급 석탄연소시설이나 상업운전 중인 석탄발전소 탈질시스템에서 원소수은 산화성능을 실증한 사례들은 매우 드물다. 실배가스에서 수행한 실증연구들을 심층적으로 조사·분석한 바는 기존 SCR 탈질촉매뿐 아니라 수은산화능을 향상시킨 신촉매의 원소수은 산화활성은 석탄연소, 실배가스 등의 특성에 따라 매우 복잡한 양상을 띤다는 점이다. 그럼에도 불구하고 석탄연소시설에 사용하는 원료탄, 탈질시스템과 실증조건이 원소수은 산화능에 가장 큰 영향을 미치는 핵심 요소이다. 특히, 원료탄에 함유된 할로겐 함량은 탈질촉매공정의 중요성을 넘어서는 것으로 보여진다. 석탄에 존재하는 대표적인 할로겐 성분은 Cl, Br과 F이고 이들 중에서 Cl이 지배적이며 다른 할로겐계처럼 염으로 존재하지만 석탄연소 과정에서 미량의 Cl₂와 함께 HCl로 전환된다. 이러한 HCl은 원소수은 산화에 있어서 강력한 산화제로 작용하지만 석탄마다 Cl 함량이 다르기 때문에 HCl 농도 또한 강하게 의존한다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.172-180
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• 2017

HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응에 대한 열역학적 검토 결과 수십 ppm 수준의 HCl이 존재하는 경우에 SCR 반응 온도범위에서 원소수은의 염화수은으로의 전환은 100% 가능한 것으로 확인하였다. SCR공정 운전 온도범위에서 Cu, Fe, Mn의 염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 우수한 NO 제거 활성을 보였다. $NH_3-TPD$ 측정결과 $NH_3$의 흡착강도를 나타내는 탈착온도가 높은 촉매가 우수한 NO 제거활성을 나타내었다. 반응가스에 HCl을 공급할 경우 원소수은의 산화반응이 촉진되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, NO와 함께 $NH_3$가 존재하는 SCR반응 조건에서는 촉매표면에 강하게 흡착되는 $NH_3$에 의해 촉매표면에 HCl의 흡착이 방해를 받기 때문에 HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응 활성이 억제되는 것으로 나타났다. SCR반응 조건에서 금속염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 금속염화물이 담지되지 않은 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매에 비해 우수한 수은 산화활성을 보이는데 이는 촉매 표면에 존재하는 금속염화물의 염소기가 수은 산화반응에 참여하여 활성을 증가시키기 때문으로 판단된다.

• Carbon letters
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• 제15권4호
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• pp.238-246
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• 2014

People have been concerned about mercury emissions for decades because of the extreme toxicity, persistence, and bioaccumulation of methyl Hg transformed from emitted Hg. This paper presents an overview of research related to mercury control technology and identifies areas requiring additional research and development. It critically reviews measured mercury emissions progress in the development of promising control technologies. This review provides useful information to scientists and engineers in this field.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.38-45
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• 2022

HCl에 의한 원소수은 산화활성을 크게 억제하는 것으로 잘 알려진 NH₃가 존재하는 SCR조건에서도 CuCl₂가 담지된 V₂O₅-WO₃/TiO₂ 촉매는 원소수은의 산화에 우수한 활성을 나타내었다. 더구나, HCl과 함께 SO₂가 반응가스에 존재할 경우에 촉매표면에 담지된 CuCl₂가 CuSO₄로 변환되는데도 불구하고 뛰어난 원소수은 산화활성이 유지되는 것이 확인되었다. 이는 HCl 뿐만 아니라 촉매 표면에 생성된 SO₄ 성분이 원소수은의 산화를 촉진시키기 때문으로 판단된다. 그러나 SO₂ 존재 하에서는 촉매반응 전후의 전체 수은 수지가 맞지 않는 현상이 나타나는데 특히 SO₂ 농도가 높을수록 심하게 나타났다. 이의 원인 파악을 위해서는 수은 종 분석 방법으로 적용된 SnCl₂ 수용액에서 SO₂의 영향과 촉매표면에 생성되는 황산이온이 원소수은 산화에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 필요하다. SO₂는 NO_x 제거 활성도 촉진시키는 것으로 확인되는데 이는 SO₂에 의해 촉매 표면에 생성된 SO₄에 의한 산점 증가가 NH₃ 흡착을 용이하게 하기 때문으로 판단된다. 다양한 반응조건에서 촉매 성분의 조성과 구조 변화는 XRD와 XRF로 측정하였으며 이들 측정 결과는 SO₂가 본 촉매시스템에서 원소수은의 산화 활성과 NOx 제거 활성을 증진시키는 현상을 합리적으로 설명하는 근거로 제시되었다.