대기환경기사 - 대기오염 방지기술 정리

대부분의 산업용 활성탄은 역청탄으로 만들어지며 표면적은 600-1400m 2/g이다.

 

활성탄의 재생은 900도, 과열수증기를 흡착방향과 반대방향으로 처리가스 통과속도의 1/5~1/10 정도로 통과시킨다.

 

고정층 흡착장치에서 소규모에는 수직형이 이용되고 대규모에는 수평형이나 실린더형이 적합하다.

이동층, 유동층 흡착장치는 마모가 심하며, 조건 변동에 대한 적응이 어려운 특징이 있다.

 

실리카겔은 250도 이하에서 극성물질인 물과 유기물을 잘 흡착한다.

 

직접연소법은 after burner법이라고 하며, 화염온도가 1400도 이상일 때 NOx의 양이 증가하므로 연소온도를 650~850 정도로 유지시키는 것이 바람직하다. 경우에 다라 보조연료와 보조공기가 필요하며 오염물질에서 발생하는 발열량이 연소에 필요한 전체 발열량의 50% 이상일 경우 경제적으로 타당하다.

 

가열소각법은 주로 H2S, 악취, 메르캅탄, 등 악취를 제거하는데 이용된다. 저농도의 가스제거에 사용된다.

 

촉매소각법은 VOC의 함유량이 적은 가스 등 저농도 가스에 사용된다. Pt, Co Ni, Pd 등 촉매를 이용하여 250~450도의 저온에서 수백 분의 1초 동안에 소각시키는 방법으로 NOx 발생이 거의 없다. 하지만 촉매독 문제. 촉매의 노화방지를 위해 촉매량을 증가시키고 예열온도를 높여주는 방법이 있다.

 

* 건식제거 방법: 석회석 주입법, 활성산화망간법 등

 

SOx는 활성탄에 흡착시켜 H2SO4로 변화시키는데, 이후 H2so4의 탈착과정은 다음과 같다.

-> 불활성기체 가열법, 세척법, 수증기 탈착법(가열공기 회복 필요), 환원법(H2S, CS2를 반응시켜 황을 생성)

 

촉매, 접촉산화법은 K2SO4, Pt, V2 O5 촉매를 이용하여 SO2를 SO3로 산화시킨 후 세정탑에서 황산으로 회수하거나, NH3을 불어넣어 유안을 회수하는 방법이다.

 

전자선 조사법은 NOx, SOx를 제거하며, 황산암모늄과 질산암모늄으로 회수하는 방법이다. 제거율이 80% 이상이며 압력손실이 작고 구조가 간단한 특징이 있으나 투자비가 높고 X선의 차폐에 대한 필요성이 단점이다.

 

NOxSO 공정은 알루미나 담체의 표면에 탄산나트륨을 3.5~3.8% 정도 첨가하여 NOx와 SOx를 동시에 제거하는 방법이다. 건식 방법이며 재생성이므로 폐기물이 거의 없고 재 가열이 필요 없으며 부산물도 얻을 수 있어서 경제적이다.

 

CuO, 산화구리법: SOx는 흡착 산화시키고, NOx는 선택 촉매환원하여 제거하는 원리인 건식법이다.

 

* 습식제거 방법

 

석회세정법은 전 세계 배연탈황시설의 80% 이상을 차지하며 SOx의 90~95%가 제거된다. pH와 액가스비가 중요 요소이다. pH가 높아지면 제거 효율은 높아지나 석회석 이용률과 산화반응속도는 낮아진다. 액가스비가 커지면 제거율은 높지만 흡수액 순환을 위한 동력비용이 많이 소비된다. Scale 생성, 연돌의 확산이 나쁜 문제, 부식 문제 등이 있다.

-> Scale 방지대책: 석고를 반송하고, 농도를 5% 이상 유지하여 석고의 결정화 촉진하는 방법, pH 변동을 작게 함, 탑 내에 내장물을 가능한 설치하지 않는다, 흡수액량을 증가시켜 탑 내에서 결착을 방지한다.

 

암모니아 흡수법: pH가 5 이하로 떨어지면 흡수율이 저하되므로 흡수액의 pH는 6 전후로 유지하여야 한다.

 

나트륨법: Scale은 없으나 가격이 비싸다.

 

Wellman- lord 법: Na2 SO3과 SO2, H2O를 반응하여 NaHSO3을 만든다. 가열하여 Na2 SO3을 재생할 수 있기 때문에 Scale 문제를 해결하였지만 비용이 매우 비싸다. 효율이 매우 높다.

 

마그네슘법

 

건식 석회석법은 연소로 내에서 짧은 접촉시간과 아황산가스가 석회분말의 표면 안으로 쉽게 침투되지 못하기 때문에 제거효율이 낮은 편이며, 소형보일러나 노후된 보일러에 주로 사용되며 배기가스의 온도가 떨어지지 않는 장점이 있다.

부대시설도 필요가 없다.

 

SOx 제거 시에는 일반적으로 6 정도에서 진행한다. SO3의 산화는 pH 4 이하에서 진행한다.