석유화학폐촉매의 용융환원 합금 내 황의 열역학적 거동

Abstract

석유 탈황 폐촉매는 Ni, Mo와 V 등의 유가 금속이 다량 포함되어 있어 이를 회수하기 위해 철을 이용한 탄소환원법에 의한 건식 용융환원 공정이 개발되고 있다. S를 함유한 Fe-Ni-Mo-V-Csat 합금이 회수되며 S 를 효율적으로 제거하기 위해서는 탄소 포화 Fe합금 용탕 내 S의 열역학적 거동에 대한 정보가 매우 중요하다. 현재까지 연구에 따르면 Ban-ya, Ishii등이 H2-H2S gas를 이용한 gas/metal 반응 평형을 통하여 1823k에서 S에 미치는 Ni, Mo와 V의 영향을 측정 한 바 있으나 단일온도에서 측정하였으므로 온도에 따른 황의 거동을 설명하기가 어렵다. 또한 발표한 데이터 간의 편차가 있으므로 이 또한 확인해 볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 CO gas 분위기 하에 C포화 조건에서 CaO-Al2O3 slag와 Ferro alloys melts 간의 반응 평형을 이용해1773~1873K의 온도범위에서 황의 평형 분배비를 측정하였다. 이로부터 Slag의 탈황능을 측정하였으며 열역학모델을 이용하여 Fe-Ni-Csat, Fe-Mo-Csat 와 Fe-V-Csat 용탕 내 S에 미치는 Ni, Mo 그리고 V의 영향을 측정하였다. 또한 Fe를 사용하지 않거나 소량의 Fe를 사용하여 Ni, Mo 그리고 V을 폐촉매로부터 Ni alloys 형태로 회수할 수 있는 용융환원법이 개발되었으며 동일한 방법으로 열역학모델을 이용하여 Ni-Mo-Csat, Ni-V-Csat, Ni-Fe-Csat 용탕 내 S에 미치는 Mo, V 그리고 Fe의 영향을 도출하였다.