• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.136-141
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• 2002

석탄가스화 복합발전용 고온건식 탈황제의 반응성을 개선하기 위하여 $Al_2$O$_3$를 지지체로사용한 ZnO/Al$_2$O$_3$ 탈황제를 제조하고 반응특성을 조사하였다. ZnO/Al$_2$O$_3$의 성분함량 및 소성온도에 따른 물리화학적 구조변화를 XRD로 관찰하였고 ZnO의 소결 및 열화로 인한 활성저하를 $Al_2$O$_3$의 함량과 소성온도를 변화시켜 개선할 수 있음을 탈황 및 재생반응실험을 통하여 확인하였다. 마지막으로 첨가제를 함유한 ZnO/Al$_2$O$_3$ 탈황제의 내구성실험에 의한 고온건식 탈황제로의 사용가능성을 실험적으로 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.482-490
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• 2014

Gaseous sulfur compound such as $H_2S$ or COS in coal- or biomass-derived hot syngas can be purified by solid sorbents at high temperatures. In this study, we investigated the physical properties and reactivity of solid regenerable desulfurization sorbents with 37.2, 41.9, and 46.5wt% ZnO to look into the ZnO content effect. The sorbents were produced by spray-drying method to apply to a fluidized-bed process. Sulfidation and regeneration reaction were carried out using a thermogravimetric analyzer. Sorbent prepared with 46.5wt% ZnO had physical properties suitable for a fluidized-bed process applications such as spherical shape, sufficient mechanical strength and density, high porosity and surface area. It showed high sulfur sorption capacity of 10.4wt% (ZnO utilization of 57%) at reaction temperatures of 500 and $650^{\circ}C$ for sulfidation and regeneration, respectively. However, the sulfur sorption capacity and ZnO utilization were significantly reduced and dimple shape appeared when the ZnO content decreased to 37.2 and 41.9wt%. Sulfur sorption capacity and regenerability were improved as reaction temperature increased within the experimental temperatures used in this work. The reaction temperature zones of $1500{\sim}550^{\circ}C$ and $650{\sim}700^{\circ}C$ are recommended for sulfidation and regeneration, respectively, to lead best reaction performances of the ZnO-based spray-dried sorbents developed in this work.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.24-34
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• 1998

본 연구에서는 ZnO 및 TiO2의 혼합소결시에 접합제 및 첨가제의 종류 및 구성비가 아연계 흡수제의 탈황 및 재생반응 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 접합제로 bentomite와 kaolinite를, 첨가제로는 Mo계, Ni계, Cu계를 선정하여 함량을 변화시켰다. 흡수제에 대한 탈황-재생-탈황반응의 반복실험을 위해 연천칭분석기(TGA)계를 조립하여 각 흡수제에 대해 탈황-재생반응의 2사이클 반복실험특성을 조사하였다. XRD분석결과 접합제 및 첨가제의 종류 및 함량에 관계없이 대부분 Zn2 TiO4 와 Zn2 TiO8가 형성됨을 확인하였다. Kaolinite를 접합제로 사용한 탈황제의 표면적이 더 컸으며 접합제의 함량이 증가할수록 표면적과 세공부피는 증가하였다. 탈황반응은 68$0^{\circ}C$, 재생반응은 73$0^{\circ}C$가 적합하였으며 3 mol%의 CuO를 첨가제로 사용한 경우 탈황과 재생반응이 모두 우수하였다. NiO를 첨가제로 사용한 경우 재생성이 우수하였으며 MoO3를 첨가제로 사용한 경우 성능이 우수하지 못하였다. 3 mol%의 CuO를 첨가제로 사용한 흡수제에 대해 고정층에서 연속반복반응실험을 한 결과 반응성이 높게 유지되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권5호
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• pp.14-27
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• 2016

청정석탄기술 중 하나인 석탄가스화 복합발전기술의 이론적 고찰 및 주요단위공정에 사용되는 고온건식 탈황제의 연구 및 기술개발 동향을 조사하였다. 고온건식 탈황제 개발의 중요한 요소는 반응성, 내구성 및 내마모성에 있으며, 탈황제 종류는 칼슘계, 아연계, 망간계, 철계, 구리계 등이 있다. 현재 고온건식 탈황제의 경우 선진국을 중심으로 아연계 탈황제 제조기술이 가장 상용화 단계에 있으며, 국내에서도 다양한 지지체를 사용하여 가격이 저렴하고 성능이 우수한 아연계 및 비아연계 고온건식 탈황제의 상용화를 위한 연구개발이 진행 중에 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.710-714
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• 2009

본 연구에서는 석탄가스의 환원도와 석탄가스에 함유된 $H_2O/H_2S$ 농도변화에 따른 세 가지 종류의 아연계 탈황제의 반응성능을 회분식 유동층반응기에서 분석하였다. 가스화에서 생성되는 가스의 조성은 환원도가 각각 다른 KRW(Kellogg-Rust-Westinghouse) 공기이용 가스 조성, Shell 산소이용 가스 조성, 고등기술연구원의 가스 조성을 기준으로 모사가스를 이용하여 입구의 $H_2O$와 $H_2S$ 농도를 변화시켜 실험을 수행하였다. $H_2O$의 농도는 5부터 30%까지 $H_2S$의 농도는 0.5에서 2%로 변화시켜 탈황성능을 분석하였다. 실험 결과 $H_2O$의 농도가 증가할수록 탈황성능이 감소하고 입구의 $H_2S$ 농도가 증가할수록 탈황반응기 후단의 $H_2S$ 농도 역시 증가하였다. 모든 조건에서 환원도에 따른 탈황성능 변화는 없었으며 탈황성능은 최저 99.5%로 건식탈황제를 이용하여 99% 이상의 $H_2S$ 제거 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.107.2-107.2
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• 2010

고온건식탈황기술은 고온고압에서 석탄가스에 함유된 황화합물을 제거하는 기술로 석탄가스화에 의해 생성된 고온의 석탄가스의 열손실을 최소화하여 열효율이 높은 기술이다. 본 연구에서는 석탄으로부터 합성원유를 생산하는 0.3 배럴/일 규모 석탄액화(CTL)공정의 연계운전을 통하여 건식탈황공정의 성능을 평가하였다. 0.3 배럴/일 규모 석탄액화공정은 석탄가스화기, 건식탈황공정, 액화공정으로 구성되어 있으며 30 atm의 고압에서 운전된다. 건식탈황공정은 석탄가스화기와 액화공정 사이에 위치하여 석탄가스화로부터 생성된 석탄가스에 함유된 황화합물을 아연계 건식탈황제에 의해 제거한 후 액화반응기로 공급하여 황화합물에 의한 촉매의 피독을 막아주는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 기존에 개발된 두 개의 기포유동층 반응기로 구성된 탈황장치를 30 atm에서 운전이 가능하도록 수정/보완하여 실제 운전압력인 30 atm의 고압에서 연속운전을 수행하였다. 실험 결과 탈황효율은 99% 이상이며 탈황반응기 출구 황화합물의 농도는 1 ppmv 이하로 유지하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.871-872
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• 2009

본 연구에서는 석탄가스에 함유된 $H_2O/H_2S$ 농도변화에 따른 세가지 종류의 아연계 탈황제의 반응성능을 회분식 유동층반응기에서 분석하였다. 가스화에서 생성되는 가스의 조성은 모사가스를 이용하여 입구의 $H_2O$와 $H_2S$ 농도를 변화시켜 실험을 수행하였다. $H_2O$의 농도는 5%부터 30%까지 $H_2S$의 농도는 0.5%에서 2%로 변화시켜 탈황성능을 분석하였다. 실험 결과 $H_2O$의 농도가 증가할수록 탈황성능이 감소하였다. 입구의 $H_2S$ 농도가 증가할수록 탈황반응기 후단의 $H_2S$ 농도 역시 증가하였으나, 탈황성능은 최저 99.5%로 건식탈황제를 이용하여 99% 이상의 $H_2S$ 제거 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.302-308
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• 2003

본 연구에서는 황토를 지지체로 사용한 고온연료가스 정제용 아연계 탈황제의 성능시험을 수행하였다. 산화아연과 황토를 75：25의 비율로 혼합하여 탈황제를 제조하였고 황화/재생 반응속도, 황수용능력, 내마모성을 조사하였다. 탈황 및 재생반응실험은 중온(황화/재생 ： 48$0^{\circ}C$/58$0^{\circ}C$)에서 수행되었다. 황토를 지지체로 사용한 아연계 탈황제는 장기사이클실험중에 나타나는 급속한 비활성화가 억제되었으며 반응속도, 황수용능력, 내구성 그리고 내마모성이 개선되었다. 황수용능력은 약 19gS/100g sorbent정도로 10 cycle 까지 유지되었으며, 내마모도는 AI=19.1%정도였다. 아연계 탈황제의 성능개선은 황토에 함유된 금속산 화물(Fe$_2$O$_3$, $Na_2$O, MnO$_2$)의 영향으로 판단된다. 이들 결과로부터 황토를 지지체로 사용하여 중온건식 아연계 탈황제의 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.73-77
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• 2000

A great deal of research has been carried out in the last twenty some years to develop high temperature desulfurization. For example, the efficiency of advanced power generation processes based on the integrated gasification combined cycle (IGCC) can be increased significantly with high temperature desulfurization. Much of the recent high temperature desulfurization research has concentrated on zinc-based sorbents such as zinc ferrite(ZnFe$_2$O$_4$) and zinc titanate(ZnO.xTiO$_2$) due to its thermodynamic advantage in capturing H$_2$S molecules.(omitted)

• 한국토양비료학회지
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• 제49권5호
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• pp.489-494
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• 2016

Carbon-based sorbents such as biochar and activated carbon have been proven to be cost-effective in removing pollutants containing heavy metals from wastewater. The aim of this study was using batch experiment to evaluate the adsorption characteristics of heavy metals in single-metal conditions onto reed biochar for treating wastewater containing heavy metals. The removal rates of heavy metals were in the order of Pb > $Cu{\fallingdotseq}Cd{\fallingdotseq}Zn$, showing the adsorption efficiency of Pb was higher than the other heavy metals. Freundlich and Langmuir adsorption isotherms were used to model the equilibrium adsorption data obtained from adsorption of Pb on reed biochar. For reed biochar, the Langmuir model provided a slightly better fit than the Freundlich model. Lead was observed on the biochar surface after adsorption by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The main functional groups of reed biochar were aromatic carbons. Overall, the results suggested that reed biochar could be useful adsorbent for treating wastewater containing Pb.