공업화학 (Applied Chemistry for Engineering)

  • 제7권4호
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  • Pages.645-652
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  • 1996
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  • 1225-0112(pISSN)
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  • 2288-4505(eISSN)
한국공업화학회 (The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry)
권호 표지

선택적 촉매 산화 반응에 의한 황화 수소의 제거 II. TiO2/SiO2 촉매 상에서 황화 수소의 선택적 산화 반응

Removal of H2S by Selective Catalytic Oxidation II. Selective Oxidation of H2S on TiO2/SiO2 Catalysts

  • 천승우 (부산대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 박대원 (부산대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 우희철 (부산공업대학교 화학공학과) ;
  • 홍성수 (부산공업대학교 화학공학과) ;
  • 정종식 (포항공과대학교 화학공학과)
  • Chun, S.W. (Dept. of Chem. Eng., Pusan Nat'l Univ.) ;
  • Park, D.W. (Dept. of Chem. Eng., Pusan Nat'l Univ.) ;
  • Woo, H.C. (Dept. of Chem. Eng., Pusan Nat'l Institute of Technology) ;
  • Hong, S.S. (Dept. of Chem. Eng., Pusan Nat'l Institute of Technology) ;
  • Chung, J.S. (Dept. of Chem. Eng., Pohang Univ. of Science and Technology)
  • 투고 : 1996.01.19
  • 심사 : 1996.07.09
  • 발행 : 1996.08.10
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초록

본 연구는 $H_2S$를 $TiO_2/SiO_2$ 촉매상에서 산소와의 직접 산화 반응을 통해 원소 황의 형태로 제거하는 반응에 관한 것이다. 순수한 $TiS_2$와 $Ti(SO_4)_2$를 사용한 반응 실험과 순수한 $TiO_2$에 대한 주기적 온도 조작 실험 결과로부터 $TiO_2$는 황 회수 공정에서 사용되는 촉매의 비활성화의 주원인으로 알려진 sulfation이나 sulfidation에 대해 매우 안정한 것으로 나타났다. $TiO_2/SiO_2$촉매에서 $TiO_2$의 담지랑이 증가함에 따라 $H_2S$의 전화율이 증가하였고, 원소 황의 선택도는 아주 소폭으로 감소하였다. 반응 실험 결과 $O_2/H_2S$의 비가 증가할수록 원소 황의 선택도는 크게 감소하였다. 10 wt.% $TiO_2/SiO_2$ 촉매는 화학 양론비의 조성($H_2S$=5 vol.% $O_2$=2.5 vol.%)의 반응물에 10 vol.%의 수증기를 첨가한 경우 활성과 선택도가 감소하였으나 여전히 80% 이상의 원소 황 수율을 유지하고 있었다.

Selective catalytic oxidation of $H_2S$ to elemental sulfur using $TiO_2/SiO_2$ catalysts was investigated in this study. The reaction test with pure $TiS_2$ and $Ti(SO_4)_2$ and cyclic temperature operation revealed that $TiO_2$ had a good resistance to sulfation and sulfidation, which are known as the main cause of catalytic deactivation in sulfur recovery process. With the increase of $TiO_2$ loading amount in $TiO_2/SiO_2$ catalysts, the conversion of $H_2S$ increased and the selectivity of elemental sulfur was very slightly decreased. As the ratio of $O_2/H_2S$ increased, the selectivity to elemental sulfur was drastically decreased. In the presence of 10 vol.% water vapor to a stoichiometric mixture of $H_2S$ and $O_2$($H_2S$= 5 vol.% O=2.5 vol.% ), both activity and selectivity of 10 wt.% $TiO_2/SiO_2$ catalyst are decreased, but it still showed more than 80% of sulfur yield.

키워드

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국과학재단

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