Sulfur content of diesel fuel has been cut down to under 10 ppm ULSD (ultra low sulfur diesel) level by environmental regulation with the aim of reducing exhaust emissions. This review discusses the methods and principles of sulfur reduction in diesel and presents an overview of new approaches for ultra-deep desulfurization. The deep HDS (hydrodesulfurization) problems of diesel streams is exacerbated by the inhibiting effect of co-existing aromatics, nitrogen compounds and $H_2S$. The new approaches to deep desulfurization includes non-HDS type processing schemes such as adsorptive, extractive and oxidative desulfurization.
경유는 연료전지 시스템의 연료원으로써 주목받고 있는 탄화수소 액체연료 중 하나로, 연료개질 촉매와 연료전지의 전극재료를 피독시키는 황화합물을 포함하고 있어 탈황공정이 필요한 것으로 여겨지고 있다. 다양하고도 대안적인 탈황기술이 연구되고 있으나, 초저유황 경유의 탈황 연구는 여전히 부진한 실정이다. 본 연구는 용융탄산염 연료전지 시스템에 응용될 수 있는 원료인 상용초저유황 경유의 탈황에 관한 것이다. 여기서 초저유황의 흡착탈황을 위한 흡착제로 활성탄, 제올라이트, 금속산화물 계 상용흡착제 후보군이 선정되었고 유망한 탈황제를 찾기 위한 스크리닝 평가를 실시하였다. 그 결과 초저유황 경유의 황농도를 0.1 ppmw 수준까지 떨어뜨리기 위한 흡착제 종류로 금속산화물계가 매우 유용하며, 활성탄과 제올라이트 흡착제는 같은 실험조건에서 해당 수준의 황 농도에 이르지 못하는 것으로 나타났다.
MCL(Molten Caustic Leaching) 처리는 알카리에 의해 황성분 및 회분을 제거할 수 있도록 유용하게 개발된 화학적 정제공정이며, Si, Fe, V, Ni 등과 같은 무기물을 수용성염으로 전환을 시켜 제거한다. 그리고 MCL은 다른 탈황 공정보다도 탄소손실을 최소로할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 황성분 및 회분제거에 대한 반응변수로는 침출온도, 침출시간, NaOH/cokes 비율, 산세정 농도와 세정 시간 그리고 입자크기 등이었다. 최적의 조건에서 MCL 처리를 한 결과 황성분과 회분은 각각 99%와 90%가 제거되었으며, 이때 FT-IR과 SEM의 결과에서 petroleum cokes 입자의 구조 및 표면변화는 침출온도 및 황성분과 회분의 제거율에 밀접한 관계를 나타내었다.
Gordona sp. MS6, desulfurizing petroleum, can convert dibenzothiophene (DBT) to 2-hydroxybiphenyl (2-HBP) and sulfate. In this study, the effect of DBT degradation product on DBT desulfurization activity was investigated. When $Na_2$SO$_4$ and DBT were simultaneously added in the medium sulfur sources, specific growth rate of strain MS6 was doubled compared to not adding $Na_2$SO$_4$. But, sulfate inhibited DBT desulfurization rate, furthermore, when 0.05 g/L $Na_2$SO$_4$ was supplied DBT desulfurization rate decreased down to 40%. When 2-HBP and its derivative, 2, 2'-dihydroxybiphenyl (DHBP) were not added, DBT desulfurization rate was 5.0 $\mu$mol L$^{-1}$ㆍh$^{-1}$. With the increase of 2-HBP and DHBP concentration, DBT desulfurization rate was decreased. No DBT desulfurization activity of Gordona sp. MS6 was observed when initial concentration was over 0.15 mM 2-HBP and 0.8 mM DHBP [Gordona sp., Desulfurization, Dibenzothiophene, 2-Hydroxybiphenyl, Sulfate].
중온성과 고온성인 황산염 환원세균들을 사용하여 dibenzothiophene, 원유 및 Bunker C 유의 탈황실험을 하여 중온성인 분리균주 Desulfovibrio desulfuricans M6는 dibenzothiophene, crude oil를 42, 17 까지 탈황시켰으며, 고온성은 Desulfovibrio thermophilus에서 dibenzothiphene Bunker C 유를 각각 68, 33 탈화시켜, 황산염 환원세균에 의한 석유의 탈황 가능성을 보였다. 또한 Desulfovibrio 속과 Desulfotomaculum 속의 탈황 능력의 차이로부터 탈황기작이 hydrogenase와 환원력 원인 수소가 관련이 있다는 것을 알았다.
Jasim I. Humadi;Ghassan Hassan Abdul Razzaq;Ghassan Hassan Abdul Razzaq;Mustafa A. Ahmed;Liqaa I. Saeed
Korean Chemical Engineering Research
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제61권2호
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pp.226-233
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2023
To create an environmentally sustainable fuel with a low sulfur concentration, requires alternative sulfur removal methods. During the course of this study, a high surface gamma alumina-supported ZnO nanocatalyst with a ZnO/-Al2O3 ratio of 12% was developed and tested for its ability to improve the activity of the oxidative desulfurization (ODS) process for the desulfurization of kerosene fuel. Scanning electron microscopy (SEM) and Brunauer-Emmett-Teller (BET) were used to characterize the produced nanocatalyst. In a digital batch baffled reactor (20~80 min), the effectiveness of the synthesized nanocatalyst was tested at different initial concentrations of dibenzothiophene (DBT) of 300~600 ppm, oxidation temperatures (25~70 ℃), and oxidation periods (0.5, 1, and 2 hours). The baffles included in the digital baffled batch reactor resist the swirling of the reaction mixture, thus facilitating mixing. The ODS procedure yielded the maximum DBT conversion (95.5%) at 70 ℃ with an 80-minute reaction time and an initial DBT level of 600 ppm. The most precise values of kinetic variables were subsequently determined using a mathematical modelling procedure for the ODS procedure. The average absolute error of the simulation findings was less than 5%, demonstrating a good degree of agreement with the experimental results acquired from all runs. The optimization of the operating conditions revealed that 99.1% of the DBT can be removed in 140 minutes.
석유 탈황을 위한 생물 촉매 개발 및 이를 사용하는 생물학적 공정에 관한 연구의 일환으로, DBT(Dibenzothiophene)를 모델 화합물로 선정하여, 국내 정유회사 주변의 원유 누출 오염토양으로부터 3 개월간의 연속배양 및 집식배양을 통해 DBT를 효율적으로 탈황, 제거할 수 있는 60 여종의 균주를 분리하였다. 선별된 균들 중 A23-3은 DBT를 유일황원으로 성장 가능하면서, 탄소원으로 hexadecane은 이용하지 못하였으며, DBT와 포도당을 포함한 기본염 최소 배지에서 만족할만한 속도로 DBT를 탈황하였다. 또 yeast extract나 trace metal solution을 첨가한 경우 DBT 제거속도는 약 4.5~6.5 배 정도 증가하였다. 실제의 디젤유를 직접 처리한 경우, DBT 제거속도는 $0.045g\;DBT/g-cell{\cdot}hr$이었다. 특히 이 경우, DBT 이외의 $C_{14}$이상의 heavy aromatic 화합물의 제거도 효율적으로 이루어짐을 알 수 있었다. 따라서 A23-3 균주는 저유황, 저방향족 청정 디젤유 생산에 매우 유용하게 이용되리라 사료된다.
The paper deals with the proper design of GGH(gas-gas heater) panel elements of desulfurization equipments in a thermoelectric power plant. When fossil fuels such as coal, petroleum et cetera are burnt to ashes, sulfur oxide compounds are produced, and calcareous sludges are deposited at GGH panel elements. In this case, operation of a power plant equipments is interrupted, and a tremendous economic loss comes into existence. One of the purposes of the paper is to find flow velocity distributions and regions of depositions when calcareous sludges pile up on the GGH panel elements through the fluid analysis. In the fluid analysis, flow velocity and position distributions of particles between GGH panel elements are demonstrated according to time variation for ammonia and calcium hydroxide particles.
The paper deals with the proper design of GGH(gas-gas heater) panel elements of desulfurization equipments in a thermoelectric power plant. When fossil fuels such as coal, petroleum et cetera are burnt to ashes, sulfur oxide compounds are produced, and calcareous sludges are deposited at GGH panel elements. In this case, operation of a power plant equipments is interrupted, and a tremendous economic loss comes into existence. One of the purposes of the paper is to find flow velocity distributions and regions of depositions when calcareous sludges pile up on the GGH panel elements through the fluid analysis. In the fluid analysis, flow velocity and position distributions of particles between GGH panel elements are demonstrated according to time variation for ammonia and calcium hydroxide particles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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