반응온도 및 체류시간에 따른 아산화질소 열분해 효과 (Pyrolysis Effect of Nitrous Oxide Depending on Reaction Temperature and Residence Time)

서지정보

· 발행기관 : 해양환경안전학회
· 수록지 정보 : 해양환경안전학회지 / 27권 / 7호 / 1074 ~ 1081페이지
· 저자명 : 박주원, 이태화, 박대근, 김승곤, 윤성환

초록

아산화질소(N2O, Nitrous Oxide)는 6대 온실가스 중 하나로 대기 중에서 적외선을 흡수하여 온실효과를 유발하는 것으로 알려져 있다. 특히 지구온난화지수(GWP)는 CO2에 비해 310배 높아 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 이슈화되고 있으며, 그에 따른 강력한 환경 규제 강화법들이 발의되고 있다. N2O 저감 기술에는 물리적인 방식에 따라 농축회수, 촉매분해, 그리고 열분해로 구분할 수 있는데, 본 연구에서는 그 중 가장 효과적인 열분해 처리방식에 대해 논의하고자 일반적인 연소 조건 내 고온 열분해 방식을 이용하여 비용 저감과 함께 질소산화물을 저감시키는 온도 조건 및 반응 시간에 대한 정보를 제공하고자 한다. 열분해 조건으로 선정된 고온 영역은 1073K부터 1373K까지 100K 간격을 두고 계산을 수행하였다. 1073K과 1173K의 온도조건에 경우, N2O 저감율과 일산화질소 농도가 체류시간에 따라 비례관계를 이루는 것이 관측되었으며, 1273K에 경우, 체류시간이 증가함에 따라 발생되는 역반응으로 인해 N2O 저감율이 감소되는 것이 관측되었다. 특히 1373K에 경우, 모든 체류시간에 대해 정반응과 역반응이 화학 평형상태에 도달하여 N2O 저감에 대한 반응진행율이 오히려 감소하는 것으로 확인되었다.

영어초록

Nitrous oxide (N2O) is one of the six major greenhouse gases and is known to produce a greenhouse effect by absorbing infrared radiation in the atmosphere. In particular, its global warming potential (GWP) is 310 times higher than that of CO2, making N2O a global concern. Accordingly, strong environmental regulations are being proposed. N2O reduction technology can be classified into concentration recovery, catalytic decomposition, and pyrolysis according to physical methods. This study intends to provide information on temperature conditions and reaction time required to reduce nitrogen oxides with cost. The high-temperature ranges selected for pyrolysis conditions were calculated at intervals of 100 K from 1073 K to 1373 K. Under temperatures of 1073 K and 1173 K, the N2O reduction rate and nitrogen monoxide concentration were observed to be proportional to the residence time, and for 1273 K, the N2O reduction rate decreased due to generation of the reverse reaction as the residence time increased. Particularly for 1373 K, the positive and reverse reactions for all residence times reached chemical equilibrium, resulting in a rather reduced reaction progression to N2O reduction.

참고자료

· 없음