A Study on Catalytic Process in Pilot Plant for Abatement of PFC Emission

Abstract

본 연구의 목적은 30 L의 촉매가 장착된 파일롯 규모의 반응 시스템에서 상업용 촉매(Co/<TEX>$ZrO_2-Al_2O_3$</TEX>)의 PFC 분해 성능을 검증하는 것이다. 공간 속도(GHSV) 1,800 <TEX>$h^{-1}$</TEX>의 조건에서 <TEX>$SF_6$</TEX>의 농도를 증가시키면 <TEX>$T_{95}$</TEX>가 증가하였는데 <TEX>$SF_6$</TEX>의 농도가 1,000~10,000 ppm일 때 <TEX>$T_{95}$</TEX>가 580~<TEX>$610^{\circ}C$</TEX> 범위로 나타났으며, 열 소각을 했을 때의 <TEX>$T_{95}$</TEX>인 <TEX>$1600^{\circ}C$</TEX>보다 매우 낮은 온도임을 알 수 있다. <TEX>$650^{\circ}C$</TEX>의 반응 온도 하에서 72시간 동안에 99% 이상의 <TEX>$SF_6$</TEX>의 전환율이 유지되어 촉매의 안정성이 확보되었다. 또한 <TEX>$SF_6$</TEX> 전환율을 99% 이상 유지하기 위해서는 GHSV를 <TEX>$2,000h^{-1}$</TEX> 이하인 조건에서 운전해야 함을 알 수 있었다. <TEX>$CF_4$</TEX>의 분해 반응의 경우 <TEX>$T_{95}$</TEX> 온도가 <TEX>$710^{\circ}C$</TEX>이었으며, <TEX>$SF_6$</TEX>의 <TEX>$T_{95}$</TEX> 온도보다 높은 온도가 필요함을 알 수 있었다. The objective of the present study was to evaluate catalytic performance of a commercial catalyst (Co/<TEX>$ZrO_2-Al_2O_3$</TEX>) for the decomposition of perfluorinated chemicals in a pilot scale reactor containing 30 L of catalysts. At a reaction condition of GHSV <TEX>$1,800h^{-1}$</TEX>, <TEX>$T_{95}$</TEX> of <TEX>$SF_6$</TEX> was increased from 580 to <TEX>$610^{\circ}C$</TEX> with increasing of <TEX>$SF_6$</TEX> concentration from 1,000 to 10,000 ppm. <TEX>$T_{95}$</TEX> of <TEX>$SF_6$</TEX> in catalytic decomposition was much smaller than that of thermal decomposition (<TEX>$1,600^{\circ}C$</TEX>). The 99% conversion of <TEX>$SF_6$</TEX> was maintained for 72 hours a reaction temperature of <TEX>$650^{\circ}C$</TEX>. In order to maintain the <TEX>$SF_6$</TEX> conversion more than 99%, it is necessary to operate at a reaction condition of GHSV less than <TEX>$2,000h^{-1}$</TEX>. An operating temperature of <TEX>$710^{\circ}C$</TEX> was required to achieve >95% destruction of the <TEX>$CF_4$</TEX>, which was much higher than that of catalytic decomposition of <TEX>$SF_6$</TEX>.