선택적 촉매 환원법(SCR;Selective Catalyst Reaction)

▶선택적 촉매 환원법(SCR)

개념 : 선택적 촉매 환원은 고온 연소반응 중 필수적으로 발생하는 Thermal NOx를 질소와 물로 전환하는 방법. 암모니아(환원제)는 촉매의 도움을 받아 탈질 반응을 일으킴 

적용 예 : 폐가스 소각시설의 배기 굴뚝, 유틸리티 보일러, 산업용 보일러, 유/무기물질 제조공정 반응로 및 기타 공정, 자동차 배기가스 배출구 등에 적용

환원 반응 :  배출 가스가 촉매 챔버를 통과할 때 암모니아 또는 그 외 환원제와 함께 반응

NOx의 암모니아와 환원반응식

기본 NOx 탈질반응과 SOx의 2차반응

 

촉매 : SCR 촉매는 티타늄 산화물과 같은 다양한 다공성 세라믹 재료가 지지체로 사용되며 촉매 성분은 일반적으로 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 제올라이트 등이 사용

 

구분	특징
바나듐 및 텅스텐 비금속 촉매	1. 열 내구성이 낮으나 저렴함 2. 일반적인 산업 유틸리티 보일러 등의 온도범위에서 잘 적용 3. 자동차 SCR분야에 주로 사용되며 SO2, SO3도 산화
제올라이트	1. 비금속 촉매에 비해 더 높은 온도에서 작동  2. 온도 내성이 높음 3. SO2산화에 잠재력이 낮음 4. 산화 관련 부식위험을 줄일 수 있음

 

구조 : 일반적인 SCR의 구조 

① Gas/ Gas열교환기 : NOx가 포함된 주입 가스는 먼저 열교환기 구역으로 진입, Heater에서 예열 후 촉매반응이 일어나 탈질이 완료된 배기가스는 고온이므로 이 열을 회수(일종의 Energy Saving)

② Heater : 촉매 환원 반응이 일어나기 위한 특정 온도로 천연가스나 Steam을 이용하여 가스를 가열

③ Reagent(Ammonia, 요소수, 암모니아수 등) : 환원제를 분사 

④ SCR System, Reactor Section : 특정 온도에서 촉매와 환원제, NOx와 SOx가 반응하여 탈질, 탈황

⑤ Economizer : 배출가스를 목표 온도 수준으로 낮춥니다. 보통 가열이 필요한 공정 유체를 사용하여 열을 회수

⑥ Fan&Stack : ID Fan 등 배출을 위한 회전기기와 Vent Gas를 측정할 수 있는 굴뚝 부분