KCI등재
SCOPUS
보문: 미립지공학·유동층·기후변화대응기술·연료전환기술 ; 실험실규모 고온고압건식탈황공정의 수력학적 특성 및 탈황온도에 따른 아연계 탈황제의 반응특성 연구 = A Study of Hydrodynamics and Reaction Characteristics in Relation to the Desulfurization Temperatures of Zn-Based Solid Sorbent in the Lab-scale High Pressure and High Temperature Desulfurization Process
저자
경대현 ( Dae Hyun Kyung ) ; 김재영 ( Jae Young Kim ) ; 조성호 ( Sung Ho Jo ) ; 박영철 ( Young Cheol Park ) ; 문종호 ( Jong Ho Moon ) ; 이창근 ( Chang Keun Yi ) ; 백점인 ( Jeom In Baek )
발행기관
학술지명
Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) (Korean Chemical Engineering Research)
권호사항
발행연도
2012
작성언어
Korean
주제어
KDC
570
등재정보
KCI등재,SCOPUS,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
492-498(7쪽)
제공처
소장기관
본 연구에서는 고온고압 건식탈황장치를 이용하여 고체순환량과 탈황반응기 내의 공극률에 대한 수력학적특성을 파 악하고, 아연계 탈황제의 고온고압 조건에서 탈황반응온도에 대한 반응특성 및 연속운전을 통한 탈황 효율을 분석하였다. 실험에 사용된 고온고압건식탈황장치는 고속유동층 형태의 탈황반응기(내경: 0.015m, 높이: 6.2m), 기포유동층 형태의 재생반응기(내경: 0.053 m, 높이: 1.6 m), 가스의 역흐름을 방지하는 loop-seal, 두 반응기 후단에 압력컨트롤밸 브로 구성되어있다. 수력학 특성으로는 고체순환밸브 개구비, 탈황반응기 가스 유속, 탈황반응기 온도 변화에 따른 고 체순환량과 각 조건에서의 고속유동층 형태의 탈황반응기 높이에 따른 공극률 분포를 알아보았다. 고체순환량은 동일 한 유속조건, 동일한 고체순환밸브 개구비에서 탈황반응기 온도가 상온일 때보다 300˚C와 550˚C일 때 감소하였으며 300˚C와 550˚C 조건에서는 큰 차이가 없었다. 탈황반응기내의 공극률은 고체순환밸브 개구비가 10~20%로 고체순환 량이 적은 경우 고속유동층 형태의 공극률 분포를 보이고, 30~40%로 고체순환량이 많아지는 경우 탈황반응기 하부에 서 turbulent 형태의 공극률의 분포를 나타냈다. 아연계 탈황제의 탈황반응온도에 따른 반응특성은 시스템 압력 20atm, 연속 반응 조건에서 탈황온도를 변화시키면서 살펴보았다. 일정한 고체순환 조건에서 탈황온도 450˚C 이하에서 탈황 효율 저하가 시작되는 것을 확인하였으며, 높은 탈황 효율을 유지시키기 위하여 10시간 연속운전에서는 탈황 반응 온 도를 500˚C로 설정하여 실험하였다. 실험 결과, 10시간 연속운전을 통해, 유입 H2S 농도 5,000 ppmv 조건에서 탈황 반응기 후단 H2S 농도는 UV분석기(Radas2)와 검지관(GASTEC)의 검출한계인 1ppmv 이하를 유지하여 H2S 제거 효 율 99.99% 이상을 달성하였다.
더보기In this study, hydrodynamics such as solid circulation rate and voidage in the desulfurizer and the reaction characteristics of Zn-based solid sorbents were investigated using lab-scale high pressure and high temperature desulfurization process, The continuous HGD (Hot Gas Desulfurization) process consist of a fast fluidized bed type desulfurizer (6.2 m tall pipe of 0.015 m i.d), a bubbling fluidized bed type regenerator (1.6 m tall bed of 0.053 m i.d), a loop-seal and the pressure control valves. The solid circulation rate was measured by varying the slide-gate opening positions, the gas velocities and temperatures of the desulfurizer and the voidage in the desulfurizer was derived by the same way. At the same gas velocities and the same opening positions of the slide gate, the solid circulation rate, which was similar at the temperature of 300˚C and 550˚C, was low at those temperatures compared with a room temperature. The voidage in the desulfurizer showed a fast fluidized bed type when the opening positions of the slide gate were 10~20% while that showed a turbulent fluidized bed type when those of slide gate were 30~40%. The reaction characteristics of Zn-based solid sorbent were investigated by different desulfurization temperatures at 20 atm in the continuous operation. The H2S removal efficiency tended to decrease below the desulfurization temperature of 450˚C. Thus, the 10 hour continuous operation has been performed at the desulfurization temperature of 500˚C in order to maintain the high H2S removal efficiency. During 10 hour continuous operation, the H2S removal efficiency was above 99.99% because the H2S concentration after desulfurization was not detected at the inlet H2S concentration of 5,000 ppmv condition using UV analyzers (Radas2) and the detector tube (GASTEC) which lower detection limit is 1ppmv.
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