ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Invited Review Article : Sulfur Poisoning and Tolerance of SCR Catalyst to Remove NO by NH3
Abstract
Selective catalytic reduction (SCR) of NOxby NH3is the commercially proven technology for removing NOxfrom stationary sources. The one of the primary concerns of SCR studies is the development of catalysts with the high tolerance to sulfur compounds, mainly SO2, which is commonly contained in flue gas along with NOx. The purpose of present review is to understand the SCR system, primarily focusing on sulfur poisoning and deactivation by SO2. At first, the deactivation schemes were reviewed including the formation of deactivation agents and deactivation modes depending on the temperature and the properties of catalyst itself. The oxidations of the surface to SO3is also briefly described, since SO3formed by the oxidation of SO2plays a crucial role for the formation of deactivating agents. The alterations of the surface acidity and the structure of active components of an SCR catalyst by sulfur are discussed as the important characteristics determining the NO removal activity of SCR catalyst. Finally, the morphological effect on the sulfur tolerance of V2O5/Al2O3catalyst is reviewed by the equilibrium approach for the formation of deactivation agents. It may offer the strategy for choosing the catalyst revealing less deactivation by SO2among alumina-based catalysts which have long been ignored for the present SCR reaction system due to weak sulfur tolerance. We hope this review will give direction and challenge for the development of a better SCR catalyst, especially with high tolerance to sulfur poisoning.
초청총설논문 : NH3에 의한 NO 제거 SCR 촉매의 황에 의한 피독 및 내구성
초록
선택적 촉매환원 기술(SCR)은 고정원에서 배출되는 질소산화물 제거를 위해 널리 상용화된 기술이다. SCR 연구의 주된 관심사 중의 하나는 통상 NOx와 함께 배기가스에 함유되어 있는 황화합물 특히, SO2에 대해 내구성이 우수한 촉매의 개발이다. 본 총설에서는 SO2에 의한 촉매의 피독 및 활성저하를 중심으로 SCR 시스템을 이해하기 위해 준비되었다. 먼저, 활성저하 원인물질의 생성, 반응온도 및 촉매의 물성에 따른 활성저하 형태를 포함한 활성저하 거동에 대해 검토하였다. 또한 SO2의 산화반응에 의해 생성된 SO3가 촉매의 활성저하를 초래하는 원인물질 생성에 중요한 역할을 하기 때문에 SO2의 산화반응에 대해서도 정리하였다. 촉매에 침적된 황성분이 오히려 NO 제거 활성을 증진시키는 경우와 이의 원인에 대해서 촉매 표면의 산 특성 및 활성성분의 구조 변화의 관점에서 논의하였다. 마지막으로 V2O5/Al2O3촉매의 기공 크기 및 분포와 같은 물리적인 형태가 황에 대한 내구성에 미치는 영향에 대해 활성저하 원인물질의 생성을 평형반응 관점에서 해석하고 제시하였다. 이러한 결과는 오랫동안 많은 연구에도 불구하고 황성분에 대한 약한 내구성으로 인해 SCR 공정에 적용되지 못했던 V2O5/Al2O3촉매의 활성저하를 완화하기 위한 적절한 담체 선정에 전략을 제공할 것으로 기대된다. 본 총설이 특히, 황성분에 의한 촉매피독에 내구성이 우수한 SCR 촉매개발의 방향과 도전을 이끌어 내는데 도움을 줄 것으로 기대한다.