V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-TiO<sub>2</sub> 열처리 조건에 따른 황화수소의 선택적 산화 성능 분석 = Analysis of selective oxidation performance of hydrogen sulfide according to the heat treatment condition of V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-TiO<sub>2</sub>
저자
이현지 ( Hyun-ji Lee ) ; 양재환 ( Jae-hwan Yang ) ; 이현수 ( Hyun-soo Lee )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
73-73(1쪽)
제공처
폐기물 처리 시, 매립지에서 발생하는 가스 중 하나인 황화수소는 강한 부식성과 독성을 갖고 악취를 유발하여 기계의 수명을 단축하고 관련 종사자에게 악영향을 미치므로 대기로 배출하기 전 제거하는 것이 필수적이다. 가장 널리 사용되고 있는 황화수소 제거방법에는 Claus 공정이 있고 이외에도 고온처리, 막 분리법, 흡착법, 생물적 탈황법, 촉매 산화법 등이 있다. 열적 한계와 에너지효율을 고려했을 때 비교적 저온영역에서 가스를 처리하고 적은 비용으로 촉매를 생산할 수 있는 촉매 산화법이 주목받고 있다. 선행연구에 따르면 Ce, Mo, V 등의 금속을 이용한 금속산화물 촉매가 우수한 산화성능을 나타나는 것으로 보고된다. 그중에서 TiO<sub>2</sub>와 V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>를 함침시켜 제조한 촉매는은 V와 Ti의 상호작용을 통해 산소 공공 형성을 촉진하여 촉매 반응을유리하게 만드는 것으로 알려져 있다. 이를 바탕으로 하여 황화수소를 제거하기 위한 촉매제조에 적용하여 TiO<sub>2</sub> 지지체, V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>의 산화 상태를 다르게 해 황화수소 제거 성능을 향상시킬 수 있는 촉매 연구가 필요하다.
본 연구는 황화수소를 저온영역에서 효율적으로 처리하기 위한 촉매를 제조하기 위해 진행되었다. 촉매는 습식함침법으로 제조하였고 각각 공기, 질소, 수소를 분위기 가스로 하여 400℃와 600℃에서 열처리하였다. 성능 실험 결과 400℃ 질소 분위기에서 열처리한 촉매가 황화수소 전환율이 가장 높았고 전체적인 황 선택도와 황수율 측면에서도 우수한 양상을 보였다. 가장 성능이 좋은 촉매는 황화수소와 산소 기체비를 조정하거나 기체 공간속도를 달리하여 성능을 평가하였고 Time on Stream으로 지속성과 안정성을 평가하였다. 제조한 촉매는 결정구조와 상태, 비표면적, 산화상태 등을 바탕으로 하여 산화 성능과 함께 분석하였다. 이러한 결과는 매립지에서 발생하는 가스를 효율적으로 처리하는 공정을 개발하는 데 도움이 될 것으로 보인다.
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