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레이저 흡수 분광법을 이용한 산화 반응 내 NO, NO₂ 가스 농도 변동 분석에 관한 연구
박지연(Jiyeon Park),주근희(Geunhui Ju),박대근(Dae Geun Park),유미연(Miyeon Yoo),류창국(Changkook Ryu),김대해(Daehae Kim) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
가장 대표적인 환경오염 물질인 미세먼지 대부분은 전구물질인 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX)이 대기 중에서 반응하여 형성되는 질산염(NH₄NO₃), 황산염((NH₄)₂SO₄)과 같은 2차 미세먼지이다. 배기가스에는 질소산화물, 황산화물, 수은(Hg) 등의 오염물질이 동시에 배출되며, 저감 비용을 낮추기 위해 이러한 대기 오염물질을 동시에 저감시키는 방식에 대한 연구도 이루어지고 있다. 대표적으로 습식 스크러버 방식은 이산화황(SO₂)을 효과적으로 제거할 수 있는데 비해 일산화질소(NO)의 경우 수용성이 낮아 제거 효율이 낮기 때문에 NO를 과산화수소(H₂O₂), 오존(O₃) 등을 사용하여 수용성이 높은 이산화질소(NO₂) 또는 오산화이질소(N₂O5)로 전환시켜 제거하게 된다. 본 연구에서는 O₃를 이용하여 NO를 산화시키는 연구를 진행하였으며 레이저 흡수 분광법(Laser Absorption Spectroscopy)을 사용하여 산화 반응 내 NO와 NO₂의 가스 변화량을 실시간으로 측정하고 반응 온도 및 농도에 따른 영향성을 분석하였다. 결과적으로 일정 시간 동안 O₃를 이용한 NO의 산화 과정에서 온도와 농도비가 중요한 변수가 되고, 반응 온도의 경우 일정 시간 초기 NO의 가스 농도가 동일할 때 온도가 높아질수록 NO₂로의 전환율이 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, 반응하는 O₃의 농도가 일정할 때, 초기 NO의 농도가 증가할수록 생성되는 NO₂의 양은 증가하며, 오존 농도와 유사한 비율에서 전환율이 가장 높은 결과를 나타냈다.