• 제목/요약/키워드: ammonium bisulfate

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Physico-chemical Characteristics of Ammonia Adsorbed Fly Ash (AAFA)

  • Kim, Jae-kwan;Park, Seok-un;Hong, Jin-pyo
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제4권1호
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    • pp.39-45
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    • 2018
  • Ammonia Adsorbed Fly Ash (AAFA) samples produced from coal fired plants equipped with SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction) of nitrogen oxides with urea have been chemically analyzed, and their physical and dissolution properties have been investigated. XRD results for the ammonia component in AAFA ascertained that ABS (ammonium bisulfate) and AS (ammonium sulfate) were deposited on fly ash as $SO_3$ reacted with unreacted ammonia at SNCR. SEM and EDS images showed that fine ashes on large fly ash surface of sphere type were agglomerated, due to adhesive role of ammonium salts attached fly ashes. Dissolution test results of ammonium salts absorbed on AAFA in distilled water or sea water showed that the proportion of un-ionized $NH_3$ to $NH_4{^+}$ were primarily a function of pH and temperature. Increasing pH and temperature causes an increase in the fraction of un-ionized $NH_3$. At pHs of 9.6 and 10.7, un-ionized $NH_3$ and $NH_4{^+}$ ions are present in equal amounts at distilled water and sea water, respectively.

배가스 중 SO2가 V/TiO2 SCR활성에 미치는 영향 (The Effect of SO2 in Flue Gas on the SCR Activity of V/TiO2)

  • 홍성창
    • 공업화학
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    • 제17권5호
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    • pp.490-497
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    • 2006
  • $V_{2}O_{5}$/$TiO_{2}$계 선택적촉매환원법(SCR) 촉매는 $SO_{2}$가 존재하는 조건에서 $SO_{2}$의 산화 및 암모니아의 반응에 의해 형성된 황산암모늄염으로 인해 촉매는 비활성화될 수 있다. 본 연구에 의하면, $SO_{2}$에 의한 촉매의 비활성화는 $SO_{2}$의 흡착이후 $SO_{3}$로의 산화 정도에 의존한다. $SO_{2}$의 산화는 배가스 내의 산소 농도에 약하게 영향을 받으며 바나듐 함량에 영향을 받는다. 또한 미반응 암모니아 역시 황산암모늄염 형성의 원인이므로 SCR 반응에 있어서 암모니아 투입비율에 대한 영향을 도출하였다. 황산암모늄염에 의해 비활성화된 촉매가 낮은 SCR 활성을 갖는 이유를 촉매의 기공부피 변화에서 찾을 수 있다. 이러한 황산암모늄염의 분해 반응도출을 위해 TPD (Temperature Programmed Decomposition) 실험이 수행되었다.

Release of Ammonia Odor from AAFA (Ammonia Adsorbed Fly Ash) by Installation of NOx Reduction System

  • Kim, Jae-kwan;Park, Seok-un;Lee, Hyun-dong;Chi, Jun-wha
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제2권3호
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    • pp.437-445
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    • 2016
  • This paper discussed the effect of ammonia concentration adsorbed on fly ash for the ammonia emission as AAFA (Ammonia Adsorbed Fly Ash) produced from coal fired plants due to operation of NOx reduction technologies was landfilled with distilled or sea water at closed and open systems, respectively. Ammonia bisulfate and sulfates adsorbed on fly ash is highly water soluble. The pH of ammonium bisulfate and sulfate solution had significant effect on ammonia odor emission. The effect of temperature on ammonia odor emission from mixture was less than pH, the rate of ammonia emission increased with increased temperature when the pH conditions were kept at constant. Since AAFA increases the pH of solution substantially, $NH_3$ in the ash can release the ammonia order unless it is present at low concentration. $NH_4{^+}$ ion is unstable in fly ash and water mixtures of high pH at open system, which is changed to nitrite or nitrate and then released as ammonia gas. The proper conditions for < 20 ppm of ammonia concentration released from the AAFAs landfilled in ash pond were explored using an open system with sea water. It was therefore proposed that optimal operation to collect AAFA of less than 168 ppm ammonia at the electrostatic precipitator were controlled to ammonia slip with less than 5 ppm at SCR/SNCR installations, and, ammonia odor released from mixture of fly ash of 168 ppm ammonia with sea water under open system has about 20 ppm.

석탄 화력발전소의 공기예열기 막힘 제거를 위한 CO2 드라이아이스 세정 (CO2 dry-ice cleaning for the removal of air preheater plugging in coal-fired power plant.)

  • 주새롬;김경민;김도중;김동원
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.204-206
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    • 2014
  • 석탄 화력발전소에는 연소가스의 질소산화물(NOx) 저감을 위한 SCR(selective catalytic reduction)설비가 운전되고 있으며, SCR은 환원제인 암모니아($NH_3$)를 이용하여 연소가스 내에 질소산화물을 물과 질소로 분해하는 역할을 한다. 그러나, 연소가스 중의 일부 삼산화황($SO_3$)과 미반응 암모니아가 결합하여 황산암모늄염(Ammonium bisulfate; $NH_4HSO_4$)을 생성하며, 이는 후단 APH(air preheater)의 열소자에 점착된 후 분진들과 함께 성장하여 막힘을 야기한다. 막힘이 발생된 APH는 연소가스의 흐름을 방해하기 때문에 차압을 증가시키며, 이는 발전효율의 감소뿐만 아니라 급전정지를 초래한다. 이를 해결하기 위하여 $CO_2$ 드라이아이스 세정 방법을 적용하였으며, pilot-scale plant에서 실험을 수행하였다. 또한, 드라이아이스 공정변수인 분사압력과 분사시간을 제어하여 pilot-scale plant의 APH 열소자 표면에 생성되어있는 오염물질들의 제거효율을 관찰한 결과 95 %의 높은 제거효율을 보였다.

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폴리에틸렌글리콜 상이동 촉매를 이용한 디페닐메탄의 산화반응 (Oxidation of Diphenylmethane Using Polyethylene glycols as Phase Transfer Catalysts)

  • 이화수;문정열;박대원;박상욱;신정호
    • 공업화학
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    • 제4권4호
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    • pp.715-720
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    • 1993
  • 보통의 산화조건에서는 산화되기 어려운 diphenylmethane (pKa=33.4)을 상이동 촉매와 고체인 potassium tert-butoxide 를 염기로 사용하여 상온과 상압에서 산화시켜 benzophenone 을 합성하였다. 4급염인 benzylytriethylammonium chloride, tetrabutyl ammonium bisulphate, tetrabutylphosponium chloride 등은 이 반응에 활성이 없었으나 18-crown-6와 폴리에틸렌글리콜은 촉매활성을 나타내었다. 같은 무게나 같은 몰수의 폴리에틸렌글리콜을 상이동 촉매로 사용한 경우 모두에서 diphenylmethane 의 전화율은 폴리에틸렌글리콜의 사슬길이가 길수록 증가하였다. Diphenylmethane 의 반응속도는 교반속도가 클수록 증가하였고, 비양성자성 용매인 DMF 를 사용한 경우가 벤젠을 용매로 사용한 경우보다 높은 반응속도를 나타내었다.

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선박 배가스 내 질소산화물 제거를 위한 선택적촉매환원법(SCR) 기술동향 (Selective Catalytic Reduction (SCR) Technology Trend for the Removal of Nitrogen Oxide from Ship Flue Gas)

  • 원종민;홍성창
    • 공업화학전망
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    • 제22권5호
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    • pp.25-40
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    • 2019
  • 전 세계적으로 환경문제를 해결하기 위한 방안으로 환경규제를 강화시키며 특히 다양한 대기오염 물질 중 최근 큰 이슈인 초미세먼지 저감을 위해 전구물질로 알려진 질소산화물을 제어하기 위한 다양한 기술개발이 가속화되고 있다. 특히, 다양한 처리기술 중에 기술적·경제적인 이점을 갖춘 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR) 기술을 통하여 질소산화물 제거를 위해 암모니아를 환원제로 반응에 참여시켜 인체에 무해한 H2O, N2로 전환하는 기술이 대표적이다. 최근 전 세계적으로 다양한 산업군에서 질소산화물이 배출되고 있으며, 점오염원뿐만이 아니라 비점오염원(mobile sources)에 대한 규제가 강화되고 있다. 디젤엔진이 장착된 선박 배가스 처리장치 내 SCR 기술이 주목을 받고 있으며, NH3-SCR에 사용되는 촉매는 주로 VOx/TiO2, VOx/W/TiO2 촉매가 대표적이다. 한편 선박 디젤엔진에 사용되는 연료에 따라 연소배가스 특성이 다르다. 이러한 연료가 연소됨에 따라 SO2, SO3가 발생되고 환원제인 NH3와 결합하여 황산암모늄염((NH4)2SO4), ABS (ammonium bisulfate, NH4HSO4)과 같은 염을 형성시켜 탈질촉매의 비활성화 문제가 발생된다. 이러한 비활성화 물질이 침적된 탈질촉매를 재활성화 시키기 위하여 열 산화를 통해 재생시키고 있다. 이처럼 선박용 SCR 촉매는 강화되는 배출규제 및 엔진기술의 발달로 저감되는 운전 온도에 대비하여 저온 활성 재생이 가능한 고활성, 고내구성 촉매기술 개발이 필요하다.

Ultrafine Particle Events in the Ambient Atmosphere in Korea

  • Maskey, Shila;Kim, Jae-Seok;Cho, Hee-Joo;Park, Kihong
    • Asian Journal of Atmospheric Environment
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    • 제6권4호
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    • pp.288-303
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    • 2012
  • In this study, real time measurements of particle number size distribution in urban Gwangju, coastal Taean, and industrial Yeosu in Korea were conducted in 2008 to understand the occurrence of ultrafine particle (UFP) (<100 nm) events, the variation of its concentration among different sampling sites, and UFP formation pathways. Also, to investigate seasonal and long-term variation of the UFP number concentration, data were collected for the period of 5 years (2007, 2008, 2010, 2011, and 2012) in urban Gwangju. Photochemical and combustion events were found to be responsible for the formation of UFP in the urban Gwangju site, whereas only photochemical event led to the formation of UFP in the coastal Taean site. The highest UFP concentration was found in industrial Yeosu (the average UFP number fractions were 79, 59 and 58% in Yeosu, Gwangju, and Taean, respectively), suggesting that high amount of gas pollutants (e.g., $NO_2$, $SO_2$, and volatile organic carbon (VOC)) emitted from industries and their photochemical reaction contributed for the elevated UFP concentration in the industrial Yeosu site. The UFP fraction also showed a seasonal variation with the peak value in spring (61.5, 54.5, 50.5, and 40.7% in spring, fall, summer, and winter, respectively) at urban Gwangju. Annual average UFP number concentrations in urban Gwangju were $5.53{\times}10^3\;cm^{-3}$, $4.68{\times}10^3\;cm^{-3}$, $5.32{\times}10^3\;cm^{-3}$, $3.99{\times}10^3\;cm^{-3}$, and $2.16{\times}10^3\;cm^{-3}$ in the year 2007, 2008, 2010, 2011, and 2012, respectively. Comparison of the annual average UFP number concentration with urban sites in other countries showed that the UFP concentrations of the Korean sites were lower than those in other urban cities, probably due to lower source strength in the current site. TEM/EDS analysis for the size-selected UFPs showed that the UFPs were classified into various types having different chemical species. Carbonaceous particles were observed in both combustion (soot and organics) and photochemical events (sulfate and organics). In the photochemical event, an internal mixture of organic species and ammonium sulfate/bisulfate was identified. Also, internal mixtures of aged Na-rich and organic species, aged Ca-rich particles, and doughnut shaped K-containing particles with elemental composition of a strong C with minor O, S, and K-likely to be originated from biomass burning nearby agricultural area, were observed. In addition, fly ash particles were also observed in the combustion event, not in the photochemical event.

넓은 작동 온도범위를 가지는 V2O5-WO3/TiO2 SCR 촉매 개발을 위한 티타늄 이소프로폭사이드(TTIP) 활용 전략 (Titanium Isopropoxide (TTIP) Treatment Strategy for V2O5-WO3/TiO2 SCR Catalysts with a Wide Operating Temperature)

  • 이재호;조광훈;이금연;임창용;이영세;김태욱
    • 공업화학
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    • 제34권4호
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    • pp.357-364
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    • 2023
  • 선택적 촉매 환원(SCR)은 질소산화물 배출을 줄이는 가장 효과적인 방법이지만, V2O5-WO3/TiO2 촉매가 좁은 작동온도 (300~400℃) 범위를 가지기 때문에, V2O5-WO3/TiO2 촉매의 작동 온도범위가 200~450℃인 새로운 촉매를 개발하였다. SCR 과정에서 생성되는 촉매 독인 황산암모늄은 350℃ 이상으로 가열함으로써 제거할 수 있다. 촉매 활성 부위의 수를 증가시키고 활성 물질의 분산을 촉진하기 위해 TiO2 지지체에 티타늄 이소프로폭사이드(TTIP) 처리를 여러 TTIP/TiO2 질량비로 진행하였다. 그 중 5 wt% TTIP 부하에서 높은 W 분산성으로 인해 열 안정성이 증가하였고 V5+가 형성되어 최적의 성능을 보였다. 5 wt% TTIP 부하로 처리된 촉매를 One-step co-precipitation으로 제조하였을 때 기존의 방법보다 더 나은 V-OH와 W-OH 분산 및 상호작용 향상이 나타나 더 낮은 온도에서 높은 촉매 활성으로 인해 향상된 성능을 보였다. 이를 향후 TTIP를 이용하여 TiO2촉매의 표면을 개선하려는 연구자에게 이해하기 쉽게 설명하고자 하였다.