Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.25
no.1
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pp.1-7
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1992
The formation of manganese ferrite has been performed to investigate some properties according to the variation of compositions, pH, current density by electrolysis. It has been found that the amount of oxidized weight of anode were increased with increasing current density. The amount of oxidized weight of anode were most in pH 10. As the result of X-ray diffraction Mn Fe₂O₄ crystal composition in pH13. When the particles of Mn/sub x/ Fe/sub 3-x/O₄ were heated at 300℃, it has been shown typical Mn Fe₂O₄(JCPDS Card No. 10-319) in X=1 composition. As the result of SEM observation, the size of MnFe₂O₄ particles were about 0.1㎛, the shape of particles were spherical type. According to the above mentioned experimental condition, 0.1-0.5㎛ sub-micron particles of manganese ferrite were formed from the wasted manganese dry cell, through washing → reduction → electrloysis.
Harmful air pollutants are exhausted from the various industrial facilities including the coal-fired thermal power plants and these substances affects on the human health as well as the nature environment. In particular, nitrogen oxides ($NO_x$) and sulfur dioxide ($SO_2$) are known to be causative substances to form fine particles ($PM_{2.5}$), which are also deleterious to human health. The integrated system composed of selective catalytic reduction (SCR) and wet flue gas desulfurization (WFGD) have been widely applied in order to control $NO_x$ and $SO_2$ emissions, resulting in high investment and operational costs, maintenance problems, and technical limitations. Recently, new technologies for the simultaneous removal of $NO_x$ and $SO_2$ from the flue gas, such as absorption, advanced oxidation processes (AOPs), non-thermal plasma (NTP), and electron beam (EB), are investigated in order to replace current integrated systems. The proposed technologies are based on the oxidation of $NO_x$ and $SO_2$ to $HNO_3$ and $H_2SO_4$ by using strong aqueous oxidants or oxidative radicals, the absorption of $HNO_3$ and $H_2SO_4$ into water at the gas-liquid interface, and the neutralization with additive reagents. In this paper, we summarize the technical improvements of each simultaneous abatement processes and the future prospect of technologies for demonstrating large-scaled applications.
The reaction characteristics of Ni/CeO2-X which is highly efficient at a low temperature was investigated for an application to carbon dioxide methanation process. The CeO2-X support was obtained by the heat treatment of Ce(NO3)3 at 400 ℃ and the catalyst was prepared by impregnation process. The operating parameters of the experiment were the internal pressure of the reactor, the composition of oxygen, methane, and hydrogen sulfide in the inlet gas and the reaction temperature. When Ni/CeO2-X was used for the carbon dioxide methanation reaction, the CO2 conversion rate increased by more than 25% as the pressure increased from 1 to 3 bar. The increase was large at a low reaction temperature. When both oxygen and methane were in the inlet gas, the CO2 conversion rate of the catalyst decreased by up to 16 and 4%, respectively. As the concentration of oxygen and methane increased, the reduction rate of the CO2 conversion rate tended to increase. In addition, the hydrogen sulfide in the inlet gas reduced the CO2 conversion rate by up to 7% and caused catalyst deactivation. The results of this study will be useful as basic data for the carbon dioxide methanation process.
Oxy-fuel combustion is considered as a promising greenhouse gas reduction technology in power plant. In this study, the behaviors of NO and $SO_2$ were investigated under the condition that in-furnace $deNO_x$ and $deSO_x$ methods are applied in oxy-fuel circulating fluidized bed combustion condition. In addition, the generation trends of $SO_3$, $NH_3$ and $N_2O$ were observed. For the purpose, limestone and urea solution were directly injected into the circulating fluidized bed combustor. The in-furnace $deSO_x$ method using limestone could reduce the $SO_2$ concentration in exhaust gas from ~403 to ~41 ppm. At the same experimental condition, the $SO_3$ concentration in exhaust gas was also reduced from ~3.9 to ~1.4 ppm. This trend is mainly due to the reduction of $SO_2$. The $SO_2$ is the main source of the formation of $SO_3$. The negative effect of $CaCO_3$ in limestone, however, was also appeared that it promotes the NO generation. The NO concentration in exhaust gas reduced to ~26 - 34 ppm by appling selective non-catalytic reduction method using urea solution. The $NH_3$ concentration in exhaust gas was appeared up to ~1.8 ppm during injection of urea solution. At the same time, the $N_2O$ generation also increased with increase of urea solution injection. It seems that the HNCO generated from pyrolysis of urea converted into $N_2O$ in combustion atmosphere. From the results in this study, the generation of other pollutants should be checked as the in-furnace $deNO_x$ and $deSO_x$ methods are applied.
When the multi-stage combustion process is applied to the cement kiln to reduce nitrogen oxide emissions in the cement industry, oxidation/reduction section that can increase combustion efficiency by reducing NOx to NO and completely burning unburned materials is essential In this study, when applied the oxidation/reduction system of the cement kiln preheater and calciner, the optimal oxidation/reduction calcination crisis that can secure the quality stability of the final product, cement clinker, was to be observed macroscopically, and the mass change of raw materials according to the burning conditions, decarbonation rate, and calcination rate were investigated. The results showed that the thermal decomposition of raw materials tends to be promoted in the oxidation condition rather than in the reduction condition, and that the thermal decomposition of limestone, which has a relatively high CaO content, is carried out later than that of cement raw meal, which is thought to be caused by the CO2 fractionation in the kiln. The thermal decomposition properties of raw materials according to oxidation/reducing burning condition showed a relatively large difference in temperature range lower than normal limestone themal decomposition temperature, which is thought to be expected to improve the thermal efficiency of raw materials according to the formation of oxidation condition in the section 750℃ of burning temperature. However, for this study, lab scale. Because there is a difference from the field process as a scale study, it is deemed necessary to verify the actual test results of the pilot scale.
The effects of H2O and residue SO2 in flue gases on the activity of the Fe/zeolite catalysts for low-temperature NH3-SCR of NO were investigated. And the addition effect of Mn, Zr and Ce to Fe/zeolite for low-temperature NH3-SCR of NO in the presence of H2O and SO2 was investigated. Fe/zeolite catalysts were prepared by liquid ion exchange and promoted Fe/zeolite catatysts were prepared by liquid ion exchange and doping of Mn, Zr and Ce by incipient wetness impregnation. Zeolite NH4-BEA and NH4-ZSM-5 were used to adapt the SCR technology for mobile diesel engines. The catalysts were characterized by BET, X-ray diffraction (XRD), SEM/EDS, TEM/EDS. The NO conversion at 200 ℃ over Fe/BEA decreased from 77% to 47% owing to the presence of 5% H2O and 100 ppm SO2 in the flue gas. The Mn promoted MnFe/BEA catalyst exhibited NO conversion higher than 53% at 200 ℃ and superior to that of Fe/BEA in the presence of H2O and SO2. The addition of Mn increased the Fe dispersion and prevented Fe aggregation. The promoting effect of Mn was higher than Zr and Ce. Fe/BEA catalyst exhibited good activity in comparison with Fe/ZSM-5 catalyst at low temperature below 250 ℃.
Park, Kwang-Hee;You, Seung-Han;Park, Young-Ok;Kim, Sang-Wung;Cha, Wang-Seog
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.12
no.9
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pp.4250-4256
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2011
Mn catalyst promoted with Cu were prepared and tested for selective catalytic reduction of $NO_x$ with $NH_3$. Performance of each catalyst was investigated for $NO_x$ activity while changing temperature, space velocity, water content and $O_2$ concentration. Hydrogen conversion efficiency of catalyst was also measured in the $H_2$-TPR system. The inhibition effect of water on catalyst was investigated with the on-off control of water supply. High activity of Mn-Cu catalyst was observed for $160{\sim}260^{\circ}C$. It is found that increase of oxygen concentration acts as a promotor to the increase of catalyst activity but water content acts as a inhibitor.
Hydrothermal reactions of $Ln(NO_3)_3{\cdot}5H_2O $ (Ln = Eu (1), Sm (2), Ho (3), Dy (4)) with 3,5-pyridinedicarboxylic acid (3,5-pdcH2) in the presence of 4,4'-bipyridine led to the formation of the 3-D Ln(III)-coordination polymers with a formula unit of $[Ln_2(3,5-pdc)_2(C_2O_4)(H_2O)_4]{\cdot}2H_2O$. These polymers contain a bridging oxalate ligand ($C_2O_4\;^2$). On the basis of GCMS study of the mother liquor remaining after the reaction, we proposed that the $C_2O_4\;^2$ formation proceeds in three steps: (1) Ln(III)-mediated decarboxylation of $3,5-pdcH_2$ to give $CO_2$, (2) the reduction of $CO_2$ to $CO_2\;^{\cdot}$ by the Ln(II) species, and (3) the reductive coupling of the two $CO_2\;^{\cdot}$ radicals to the oxalate ($C_2O_4\;^2$) ion. All polymers were structurally characterized by X-ray diffraction.
MILD(Moderate or Intense Low-oxygen Dilution) combustion has attracted attention as the clean thermal energy technology due to the lower emissions of unburnt carbon and NOx. MILD combustion aims to enlarge the combustion reaction zone using the spontaneous ignition phenomenon of the reactants. In this study, the ignition delay time of CH4 according to the initial temperature of reactants and the addition of CO, H2 was investigated using a numerical approach. Ignition delay time became shorter as the increases of initial temperature and H2 addition. But, CO addition to the fuel increase the ignition delay time. In case of H2 addition to the fuel, the ignition delay time decreased because the higher fraction of HO2 promotes the decomposition of methyl radical(CH3) and produce OH radical. However, in case of CO addition to the fuel, ignition delay time inceased because a high proportion of HCO consumes H radical. There was no significant effect of HCO on the reduction of ignition delay time. Also, the increase rates of NO emissions by the addition of CO and H2 were approximately 7% and 1%, respectively. A high proportion of NCO affects the increase in NO production rate.
Kim, Sang-Kyun;Jang, Kee-Won;Kim, Jong-Hyeon;Yoo, Chul;Hong, Ji-Hyung;Kim, Hyung-Chun
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.28
no.6
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pp.656-665
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2012
Recently, yearly production of SRF (Solid Recovered Fuel) as an alternative fuel has been rapidly increasing because of the limited waste disposal, rise in oil prices and reduction of greenhouse gas emission. However, SRF using facilities are excluded from the National Air Pollutant Emission Estimation because SRF using facilities are not yet included among the SCC (Source Classification Code). The purpose of this research was to estimate the emission and emission factor of SRF using facilities' PM and $NO_x$, in order to investigate whether or not they are included in the National Air Pollutant Emission Estimation. The emission factors of SRF using facilities' PM and $NO_x$ are calculated as 0.216 kg/ton, and 3.970 kg/ton, and the emission was estimated based on the yearly total SRF usage of 2011. The results above was 18.7% for PM and 12.8% for $NO_x$ emissions from combustion facility (SCC2) in manufacturing industry combustion (SCC1) of CAPSS. If CAPSS estimate the emission by adding SCC on unlisted SRF in case of Boiler (SCC3) fuel, both PM and $NO_x$'s emissions would increase by 15.8% and 11.3% compare to the emissions for the existing combustion facility. As a result, emissions caused by SRF should be considered when calculating the National Air Pollutant Emission Estimation. In addition, further researches to develop emission factor and improve subdivided SCC should be done in the future, for the accurate and reliable estimation of National Emission.
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