황화수소 제거반응 설계

목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 단위 공정별 물질수지식
Ⅲ 단위 공정별 에너지수지식
Ⅳ 에너지 소비를 최소화 하기 위한 방안 & 실현가능성
Ⅴ.결론

본문내용

Ⅰ. 서론

쓰레기 매립지에서 발생되는 LFG가스는 메탄성분을 함유하고 있어서 그동안 여러 용도로 사용되었다.
하지만 최근들어 가스 내 함량의 증가로 많은 문제가 발생하여 를 저감해야 한다. 이에 대해 수도권 매립지공자의 신입사원 나단국씨가 탈황공정에 대한 아이디어를 제안하였다.
우리는 이 아이디어에 대해 에너지 소비를 최소화 할 수 있는 여러 방안을 제시함으로써 탈황공정의 효율성을 높이고자 한다.

Ⅱ. 단위 공정별 물질수지식

1. 흐름도
나단국씨의 아이디어에 기초한 물질수지 및 에너지수지 계산에 사용된 플로우차트는 Fig 1에 나타내었다.
LFG를 모든 공정의 외부에서 비롯한 공급되는 물질은 상온(25°C)이며, 공정 간 물질 이동중에 에너지 손실은 없으며, product stream의 온도는 반응기의 온도와 같다고 가정하였다.

2. 물질수지
LFG 내의 물질 조성은 Table 1에 나타내었다.

<중략>

처리 후 황 배출량이 50 ppmS 이하가 되어야 하므로 product stream의 는 0.02mol/h 이하가 되어야 한다.
따라서 1번 반응의 반응진척도는 최소 399.98mol이 되어야 한다는 것을 알 수 있다.
또한 주어진 흡착량인 0.1mg /g ZnO를 이용하면 399.98mol을 흡착하기 위해서는 약 의 ZnO가 필요하다는 것을 알 수 있다.
너무 많은 양의 ZnO가 필요하다고 판단되어 의 흡착량을 증가시킬 수 있는 방안을 찾아보았다.
이는 Ⅳ 에너지 소비를 최소화 하기 위한 방안 부분에서 자세히 다루도록 하겠다.

1번 반응의 반응진척도 399.98mol을 기준으로 나머지 공정의 반응이 100% 진행된다는 전제 하에 계산한 물질수지를 Table 2~5에 나타내었다.

<중략>

Ⅲ 단위 공정별 에너지수지식

에너지 수지 계산

주어진 공정의 단계별로 소모, 방출되는 에너지의 양을 계산하였다.
물질들이 공정별로 이동하는 동안 에너지 손실은 없다고 가정하였으며 product stream의 온도는 반응기의 온도와 같다고 가정하여 계산하였다.
계산에 사용된 Heat Capacity Constant는 Table 1에 정리하였다.

참고자료

· KCC corporation, KCC 세라크울 카탈로그
· 박노국, 정용화, 이종태, 류시옥, 이태진 : “황토를 지지체로 사용한 중온건식 아연계 탈 황제의 반응특성 연구”, 에너지공학 제12권 제4호, 2003년 11월
· 박노국, 이종옥, 류시옥, 이태진, 김재창 : “ 제거를 위한 탈황제의 제조 및 반응특성 연구”, 한국에너지공학회지 제11권 제2호, 2002년
· 임창진, 차영권, 박노국, 류시옥, 이태진, 김재창 : “중온용 탈황제 개발을 위한 Zinc Titanate 제로 및 반응특성”, 화학공학 제38권 제1호. 2000년 2월
· https://en.wikibooks.org/wiki/Introduction_to_Chemical_Engineering_Processes/Unit_Ope ration_Reference