| 초록 |
석회석(CaCO3)은 순환 유동층(CFB) 보일러에 주입되어 SO2와 반응하고 CaSO4를 생성하는 대표적인 흡착제로서, 발전소의 배출가스 내 황성분을 효과적으로 저감시키는 공정에 활용되고 있다. SO2 제거를 위해 로내에 주입된 석회석은 보일러의 구동 조건에 따라 두 가지의 탈황반응이 일어난다. 순산소 순환 유동층 보일러의 경우에는 순수한 산소가 이용되어 고온 조건이 형성되어 있을 뿐만 아니라, 연도가스에서 재순환된 CO2로 인하여 높은 CO2 분압이 형성되어 있다. 따라서 로내의 높은 온도 하에 CO2가 방출되어 CaO으로 전환되는 소성반응이 일어나고, 생성된 CaO가 SO2와 결합하는 간접탈황반응과 고압의 CO2 분위기 하에 소성반응이 억제되어 CaCO3가 직접적으로 SO2와 반응하는 직접탈황반응이 모두 진행된다. 이에 본 연구는 열 중량 분석기(TGA)를 사용하여 80%의 고농도 CO2분압 하에 각각 1123K과 1223K에서 3시간 동안 반응시킨 샘플의 중량변화를 조사하였다. 또한 탈황반응의 해석을 위하여 접속 이온빔(FIB) 통해 Ga이온을 가속시켜 CaSO4 샘플을 절단하고 그 단면을 전계방사 주사현미경(FE-SEM)을 통해 고배율로 관찰하였다. 결과적으로 CaSO4가 형성되는 메커니즘을 형상학적으로 관찰하였으며, 기공 발달에 따른 SO2의 흡착 과정을 설명하였다. |
