NH₃-based SNCR of NO_x : Experimental and Simulation

차진선,박성훈,전종기,박영권,Cha, Jin Sun,Park, Sung Hoon,Jeon, Jong-Ki,Park, Young-Kwon The Korean Society of Industrial and Engineering C 2011 공업화학 Vol.22 No.4

In this study, effects of temperature, NSR, and oxygen concentration on the $NO_x$ removal efficiency of an SNCR process were investigated experimentally as well as numerically using CHEMKIN-II program. The NO removal efficiency increased with the reactor temperature under oxygen-free condition, whereas when the oxygen concentration was 4%, the NO removal efficiency showed a maximum value at $900{\sim}950^{\circ}C$. The pressure of oxygen was shown to enhance the NO removal at low temperature. Regardless of the oxygen concentration, the NO removal efficiency increased with NSR. The temperature and NSR-dependencies of the NO removal efficiency predicted by CHEMKIN-II simulations were similar to that of the experimental results. 본 연구에서는 SNCR 공정에서 온도, NSR, 산소 농도가 질소산화물 제거 효율에 미치는 영향을 실험과 CHEMKIN-II 프로그램을 사용하여 수치적으로 조사하였다. 산소가 없는 조건에서 NO 제거 효율은 반응기 온도에 따라 증가하였다. 반면 산소농도가 4%일 때, NO 제거 효율은 $900{\sim}950^{\circ}C$에서 최대를 나타내었다. 산소의 존재는 저온에서 NO 제거를 증가시키는 것으로 나타났다. 산소농도와 무관하게 NO 제거 효율은 NSR에 따라 증가하였다. CHEMKIN-II에 의해 예측된 NO 제거 효율의 온도와 NSR-의존성은 실험결과와 유사하였다.

Reaction Mechanism of Low Temperature NH₃ SCR over MnOx/Sewage Sludge Char

차진선,박영권,박성훈,전종기,Cha, Jin-Sun,Park, Young-Kwon,Park, Sung Hoon,Jeon, Jong-Ki The Korean Society of Industrial and Engineering C 2011 공업화학 Vol.22 No.3

The reaction mechanism of selective catalytic reduction of NOx over sewage sludge char impregnated with MnOx using $NH_3$ as the reducing agent was investigated. The active Mn phase was shown to be $Mn_3O_4$ from the XRD analysis. Adsorption was the dominant NOx removal mechanism at low temperatures below $150^{\circ}C$ although reduction reaction also contributed partly to the NOx removal at $100{\sim}150^{\circ}C$. The reaction rate constants of NOx removal over non-impregnated and MnOx-impregnated active chars were compared based on experimental results. The MnOx-impregnated char was shown to have a higher reaction rate constant and a higher NOx removal efficiency due to a higher collision coefficient and a lower activation energy. The activation energy for both chars was shown to be relatively low (10~12 kJ/mol) under the experimental conditions of this study. 하수슬러지 촤에 MnOx를 담지한 촉매를 사용하여 $NH_3$를 환원제로 하는 선택적 촉매 환원반응의 반응 메커니즘 분석을 수행하였다. XRD 분석 결과 활성 Mn phase는 $Mn_3O_4$인 것으로 여겨졌다. 또한 $150^{\circ}C$ 이하에서는 흡착반응이 주요한 질소산화물 저감 메커니즘으로 작동하였으나, $100{\sim}150^{\circ}C$에서는 환원반응도 질소산화물 저감에 관여하는 것으로 보여졌다. 실험결과에 기초하여 활성 촤와 여기에 MnOx를 담지한 촤에서의 반응속도상수를 비교하였다. MnOx 담지촤는 높은 충돌계수와 낮은 활성화 에너지에 기인하여 높은 반응속도 상수와 높은 NOx 제거 효율을 나타내었다. 두 가지 촤 모두 본 실험 조건하에서 활성화 에너지는 상대적으로 낮았다(10~12 kJ/mol).

열분해 조건에 따른 슬러지 Char 특성 변화

차진선 ( Jin Sun Cha ),박영권 ( Young Kwon Park ) 한국화학공학회 2011 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.49 No.6

본 연구에서는 하수슬러지의 열분해로 촤를 제조하였고, 열분해 반응 조건이 슬러지 촤의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 열분해 온도가 300 ℃에서 800 ℃로 증가함에 따라 슬러지 char의 비표면적은 증가하였으나, 700 ℃에서는 일시적으로 감소하였다. 열분해 속도는 char의 비표면적과 기공부피에 미치는 영향이 크지 않은 것으로 나타났다. 반면, 열분해 반응시간이 증가함에 따라 비표면적과 기공부피는 증가하였으나, 평균 기공크기는 감소하는 결과를 나타내었다. In this study, char was produced via pyrolysis of sewage sludge and the effects of reaction conditions(temperature, heating rate, reaction time) on characteristics of char were investigated. As temperature increased from 300 ℃ to 800 ℃, the surface area of sludge char increased in general but decreased at 700℃ temporarily. The effect of heating rate on specific surface area and pore volume of char was not large. Meanwhile, specific surface area and pore volume increased with reaction time but average pore diameter decreased.

SNCR-SCR 하이브리드 시스템의 질소산화물 제거 특성

차진선 ( Jin Sun Cha ),박성훈 ( Sung Hoon Park ),전종기 ( Jong Ki Jeon ),박영권 ( Young Kwon Park ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6

SNCR-SCR hybrid system은 SNCR에서 NOx를 제거한 뒤, SCR로 NOx를 추가 제거하는 시스템으로 NOx 제거 효율을 향상시키는 경제적인 시스템이다. 본 연구에서는 SNCR-SCR hybrid system에서 운전 변수가 질소산화물 저감 효율에 미치는 영향을 고찰하였다. SNCR을 optimum temperature (900~950 ℃)보다 낮은 온도에서 운전할 경우, 추가적인 암모니아 주입 없이도 NH3 slip을 이용한 NO의 추가적인 제거의 효과가 있었으나 NH3 slip이 높은 것으로 나타났다. 그러나 그 이상의 온도에서는 고온에 의한 암모니아의 분해로 SCR에 의한 추가 제거의 효과를 얻지 못했다. 따라서 SNCR 공정을 optimum temperature에서 운전하는 것이 NO 제거 효율과 NH3 slip 농도를 고찰하였을 때 가장 적절하였으며, SRRES가 적정 수준으로 유지되도록 NSR을 조절하는 것이 중요한 운전 변수인 것으로 나타났다. The SNCR-SCR (selective non-catalytic reduction-selective catalytic reduction) hybrid system is an economical NOx removal system. In this study, the effect of the operating parameters of the SNCR-SCR hybrid system on NOx removal efficiency was investigated. When the SNCR reactor was operated at a temperature lower than the optimum temperature (900~950 ℃), an additional NO removal is obtained basesd on the utilization of NH3 slip. On the other hand, the SNCR reactor operated above the temperature resulted in no additional NO removal of SCR due to decomposition of NH3. Therefore, the SNCR process should be operated at optimum temperature to obtain high NO removal efficiency and low NH3 slip. Thus, it is important to adjust NSR (normalized stoichiometric ratio) so that SRRES can be maintained at an appropriate level.

활성화 biochar 촉매에서 Methyl ethyl ketone의 오존 촉매 산화 특성 연구

차진선(Jin Sun Cha),박유나(Youna Park),김영민(Young-Min Kim),박영권(Young-Kwon Park) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

Colloidal Silica의 특성이 SCR 촉매의 성능 및 열적 안정성에 미치는 영향

차진선 ( Jin-sun Cha ),이형원 ( Hyung Won Lee ),신민철 ( Min-chul Shin ),정보라 ( Bora Jeong ),김홍대 ( Hong-dae Kim ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.1

본 연구에서는 압착·코팅방식 촉매 제조 공정에 첨가제로 사용되는 콜로이드 실리카의 특성이 제조된 촉매의 성능 및 열적 안정성에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위해 4종의 콜로이드 실리카를 대상으로 실리카 형상 및 크기, 비표면적 및 기공특성, 성분 등을 분석하였으며 해당 콜로이드 실리카를 적용하여 제조한 V₂O₅/TiO₂ 촉매의 특성 평가 및 NOx 전환율에 대한 연구를 수행하였다. 콜로이드 실리카를 이용하여 제조한 촉매의 특성은 적용한 콜로이드 실리카의 특성에 따라 달라지며, 특히 콜로이드 실리카 내 피독물질 함량은 촉매 성능에 직접적인 영향인자인 것으로 분석되었다. 또한 콜로이드 실리카 내 실리카 함량이 높을수록 촉매의 열안정성과 성능이 향상되는 것으로 나타났다. In this study, the effect of characteristics of colloidal silica, which was used as an additive in the compression/coating catalyst process, on activities and thermal stabilities of the catalysts was investigated. The shape, size, specific surface area and porosity, and composition of four different types of colloidal silica materials were analyzed, and the NOx conversion of V₂O₅/TiO₂ catalyst prepared by these colloidal silica were studied. Properties of the catalysts prepared by colloidal silica depend on the nature of the colloidal silica used, in particular the alkaline substances such as Na in the silica were evaluated to be directly effect on the deNOx conversion of the catalyst. In addition, higher silica contents in the colloidal silica were found to improve the deNOx activity and thermal stability of the catalyst.

Plate-type V₂O₅-WO₃/TiO₂ SCR 촉매의 열적 비활성화 특성

차진선 ( Jin-sun Cha ),박진우 ( Jin-woo Park ),정보라 ( Bora Jeong ),김홍대 ( Hong-dae Kim ),박삼식 ( Sam-sik Park ),신민철 ( Min-chul Shin ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.5

본 연구에서는 plate-type의 V₂O₅-WO₃/TiO₂ SCR 촉매의 열적 비활성화 특성을 고찰하였다. 이를 위하여 plate type의 촉매를 500~800 ℃의 온도에서 3 h 동안 열처리하였다. 촉매의 특성 변화를 고찰하기 위하여 XRD, N₂ adsorption-desorption에 의한 비표면적과 기공특성, SEM-EDS 등을 측정하였으며, 열처리 온도에 따른 NOx 전환율을 측정하였다. NOx 전환율은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였는데 700 ℃ 이상인 경우에 크게 감소하였다. 이는 TiO₂의 결정상이 anatase에서 rutile로 변하고, TiO₂의 입성장 및 CaWO₄와 같은 결정상이 생성되어 촉매의 비표면적과 기공부피가 감소하였기 때문이다. 또한 700 ℃ 이상의 온도에서는 촉매 활성물질인 V₂O₅가 승화/기화되었으며, 촉매의 담지체로 사용되는 금속 지지체는 Cr 탄화물 형성에 따른 입계 부식과 산화가 발생하는 것으로 나타났다. In the present paper, the thermal deactivation characteristics of plate-type commercial V₂O₅-WO₃/TiO₂ SCR catalyst were investigated. For this purpose, the plate-type catalyst was calcined at different temperatures ranging from 500 ℃ to 800 ℃ for 3 hours. Structural and morphological changes were characterized byXRD, specific surface area, porosity, SEM-EDS and also NOx conversion with ammonia according to the calcine temperature. The NOx conversion decreased with increasing calcine temperature, especially when the catalysts were calcined at temperatures above 700 ℃. This is because the crystal phase of TiO₂ changed from anatase to rutile, and the TiO₂ grain growth and CaWO₄ crystal phase were formed, which reduced the specific surface area and pore volume. In addition, V₂O₅, which is a catalytically active material, was sublimated or vaporized over 700 ℃, and a metal mesh used as a support of the catalyst occurred intergranular corrosion and oxidation due to the formation of Cr carbide.

농과 소변에서 분리된 Acinetobacter균의 분포 및 감수성 검사

차진선 ( Jin Sun Cha ),오규영 ( Kyu Young Oh ) 대한임상검사과학회 1985 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.17 No.1

Clinical specimens of urine and pus were obtained for the detection of Acinetobacter from June 1983 to December 1983 and the result are as follows. 1) Total 105 strains were isolated from pus (5%) and from urine (3.5%). 2) There strains were in moderate degree susceptible to Kanamycin, Gentamycin and Amikacin.

MnOx/Sewage Sludge Char를 이용한 저온 NH3 SCR의 반응 메커니즘

차진선 ( Jin Sun Cha ),박영권 ( Young Kwon Park ),박성훈 ( Sung Hoon Park ),전종기 ( Jong Ki Jeon ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.3

하수슬러지 촤에 MnOx를 담지한 촉매를 사용하여 NH3를 환원제로 하는 선택적 촉매 환원반응의 반응 메커니즘 분석을 수행하였다. XRD 분석 결과 활성 Mn phase는 Mn3O4인 것으로 여겨졌다. 또한 150℃ 이하에서는 흡착반응이 주요한 질소산화물 저감 메커니즘으로 작동하였으나, 100∼150℃에서는 환원반응도 질소산화물 저감에 관여하는 것으로 보여졌다. 실험결과에 기초하여 활성 촤와 여기에 MnOx를 담지한 촤에서의 반응속도상수를 비교하였다. MnOx 담지촤는 높은 충돌계수와 낮은 활성화 에너지에 기인하여 높은 반응속도 상수와 높은 NOx 제거 효율을 나타내었다. 두가지 촤 모두 본 실험 조건하에서 활성화 에너지는 상대적으로 낮았다(10∼12 kJ/mol). The reaction mechanism of selective catalytic reduction of NOx over sewage sludge char impregnated with MnOx using NH3 as the reducing agent was investigated. The active Mn phase was shown to be Mn3O4 from the XRD analysis. Adsorption was the dominant NOx removal mechanism at low temperatures below 150 ℃ although reduction reaction also contributed partly to the NOx removal at 100∼150 ℃. The reaction rate constants of NOx removal over non-impregnated and MnOx-impregnated active chars were compared based on experimental results. The MnOx-impregnated char was shown to have a higher reaction rate constant and a higher NOx removal efficiency due to a higher collision coefficient and a lower activation energy. The activation energy for both chars was shown to be relatively low (10∼12 kJ/mol) under the experimental conditions of this study.

V₂O₅-WO₃-Nb₂O₅/TiO₂ 기반 SCR 촉매의 Ammonia Bisulfate 피독 및 분해 특성

정유진(Yoo-Jin Jung),차진선(Jin-Sun Cha),정보라(Bo-Ra Jeong) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11