국내산 석회석을 이용한 배연탈항에 관한 연구 : 국내산 석회석의 열분해 및 소결 Calcination and Sintering of Domestic Limestone = A Study on Flue Gas Desulfurization Using Domestic Limestone

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 국내산 석회석을 배연가스의 탈황공정에 사용되는 건식흡수제로 사용하는 방안를 모색하기 위하여 직경 0.71∼0.85 mm의 석회석 입자를 국내산 석회석 원광으로부터 얻어 온도범위 750-900℃ 영역에서 열분해 및 소결 실험을 수행하였다. 열분해 실험은 TGA를 이용하여 질소 분위기 상태에서 하였으며, 열분해가 완료된 석회석 입자의 비표면적은 28-35 m²/g 범위였고 pore의 평균 직경은 230-350 Å 범위였다. 한편 열분해를 시킨 시료를 내경 18 mm의 석영관 반응기에서 질소 가스의 유량을 2 liters/min.로 유지시킨 상태에서 소결시켰으며 소결온도는 열분해 온도와 같게 하였다. 소결실험 결과 소결시간에 따라 입자의 비표면적은 감소하였으며 반면 입자의 pore 직경은 증가하는 경향을 보였으며, 소결온도가 증가할수록 이러한 소결시간에 따른 변화 경향은 더욱 증가하였다. 한편 일정한 소결온도에서 소결시간에 따른 비표면적의 변화 경향을 German-Munir의 소결기구에 의한 관계식으로 해석하여 보았으며, 본 실험의 결과는 German-Munir의 모델식에 잘 일치함을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For the utilization of natural domestic limestones as a dry sorbent for capturing the SO₂ formed during coal combustions in fludized bed, the calcination and the sintering of domestic limestone particles between 0.71-0.85 mm, were carried out at temperature range from 750 to 900 ℃. The calcination of natural domestic limestone were carried out in TGA operated at a flow of 80 ml/min of nitrogen gas. The calcination was finished at condition which decreasing rates of weight were arrived at zero. The average pore diameter and the specific surface area were measured through the mercury penetration method by porosimeter. The pore diameter of calcined particle were ranged from 230 to 350 Å, and the surface area ranged from 28 to 35 m²/g. Once calcination was concluded, the calcined CaO particle were sintered in the quartz microreactor(18mm ID) placed vertically in a tubular furnace. The pore diameter of sintered CaO particles were increased with sintering time, and the surface areas were decreased. The decrease in the surface area with sintering time was described using the German-Muir's empirical relation deduced from the net-growth sintering model. Experimental data of surface area were well agreeable with this model.