황화수소(H2S) 흡착성능 증진을 위한 K-Fe-Li 3원계 금속이온물질이담지된 활성탄 흡착제 제조조건 최적화 및 적용성 평가 연구 (A study on the Optimization of Activated carbon Adsorbent Preparation condition and Evaluation of Application Supporting of K-Fe-Li ternary metal ions for Improving Adsorption Capacity of Hydrogen Sul)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 25권 / 3호 / 189 ~ 197페이지
· 저자명 : 최성열, 한동희, 김성수

초록

본 연구에서는 대표 악취물질로 분류되는 황화수소(hydrogen sulfide, H2S)를 처리하기 위해 3원계의 금속이온 물질이 담지된 활성탄의 제조조건 최적화에 대한 연구를 수행하였다. H2S 흡착성능 증진을 위한 금속이온 물질로는 H2S 흡착성능 증진물질인 KI를 기반으로 Li 및 Fe 또는 3원계(K, Li, Fe)로 조합 시 성능 증진을 확인하였으며, 이는 XRD 분석을 통해 각 활성물질의 H2S와의 반응 또한 결합에 의한 것으로 판단하였다. 흡착제의 열처리시 질소를 이용한 경우 공기에 비교하여 흡착성능이 약 3배 이상 증가하였다. 최적 흡착제의 최대 흡착량 상수(qm)값은 97.07로써 기존 K 기반 첨착활성탄 대비 6배의 흡착성능이 나타났으며, 물질전달속도와 흡착속도 간 평형에 의해 객관적인 흡착량(0.3 g g-1 이상)이 확보됨을 확인하였다. 입자 크기에 따른 흡착제 성능 차이를 확인한 결과, 성능의 구배는 존재하나 시약급 활성탄 입자 크기를 가지는 활성탄의 개질 시에도 성능 증진이 뚜렷함을 확인하였다. 상대습도가 비교적 높은 60, 100%에서도 흡착성능이 존재함을 확인하였으며,이를 통해 스크러버 후단과 같은 습도가 높은 실 공정에도 적용 가능할 것으로 판단된다.

영어초록

In this study an optimization of the preparation conditions of activated carbon with a ternary metal ion material totreat H2S, which is classified as a representative odor substance, was carried out. For a metal ion material for enhancing theadsorption performance of hydrogen sulfide, performance enhancement was confirmed by combining Li and Fe or a ternarycombination (K, Li, Fe) based on KI, which is a substance promoting hydrogen sulfide adsorption performance. Also, it wasdetermined by XRD analysis that the reaction of each active substance with H2S was because of binding. The adsorptionperformance increased more than 3 times with heat treatment of the adsorbent with nitrogen compared with heat treatmentwith air. The maximum adsorption constant (qm) value of the optimum adsorbent was 97.07, which is 6 times higher than thatof the existing K-based impregnated activated carbon. It was confirmed that the objective adsorption amount (0.3 g g-1) wassecured by an equilibrium between the mass transfer rate and adsorption rate. From the results, it was confirmed that the performance improvement was noticeable even when activated carbon with a reagent grade activated carbon particle size wasmodified. It was confirmed that the adsorption performance exists at high relative humidity levels of 60 and 100%, and theoptimized preparation can be applied to a wet process such as a scrubber downstream.

참고자료

· 없음