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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.18 No.2 pp.155-161
DOI :

Research Papers : SO2 Reduction with CO over SnO2-ZrO2(Sn/Zr=2/1) Catalyst for Direct Sulfur Recovery Process with Coal Gas: Optimization of the Reaction Conditions and Effect of H2O Content

Gi Bo Han

Abstract

In this study, the reactivity of a SnO2-ZrO2(Sn/Zr = 2/1) catalyst for SO2 reduction by CO was investigated in order to optimize the various reaction conditions such as temperature, gas hourly space velocity (GHSV), and [CO]/[SO2] molar ratio. The reaction temperature in the range of 300∼550 ℃, space velocity in the range of 5000∼30000 cm3/[g-cat⋅h] and [CO]/[SO2] molar ratio in the range of 1.0∼4.0 were employed. The optimum temperature, GHSV, and [CO]/[SO2] molar ratio were determined to be 325 ℃, 10000 cm3/[g-cat⋅h], and 2.0, respectively; under these conditions, SO2 conversion was over 99% and sulfur selectivity was over 95%. In addition, the effect of H2O content on the SO2 reduction by CO was also investigated. As the H2O content increased from 2 vol% up to 6 vol%, the reactivity and sulfur selectivity decreased. In case of 2 vol% H2O content, the reaction temperature and [CO]/[SO2] molar ratio were varied in the range of 300∼400 ℃ and 1.0∼3.0. The optimum temperature and [CO]/[SO2] molar ratio were 340 ℃ and 2.0, respectively under which SO2 conversion and sulfur selectivity were about 90% and 87%, respectively.

연구논문 : 석탄가스를 이용한 직접 황 회수공정을 위한 SnO2-ZrO2(Sn/Zr=2/1)촉매 상에서의 CO에 의한 SO2 환원 반응: 반응조건 최적화 및 수분의 영향

한기보,신부영

초록

본 연구에서는 SnO2-ZrO2(Sn/Zr = 2/1) 촉매 상에서의 CO에 의한 SO2 환원반응에 대한 반응온도, 공간속도, [CO]/[SO2]
몰비 등의 반응조건의 최적화를 위한 반응특성을 조사하였다. 300∼550 ℃의 반응온도, 5000∼30000 cm3/g-cat⋅h의 공
간속도, 1.0∼4.0 의 [CO]/[SO2] 몰비 등 다양한 반응조건 범위에서 CO에 의한 SO2 환원반응에 대한 영향을 살펴본
결과, 최적 반응조건으로 반응온도, 공간속도, [CO]/[SO2] 몰비는 각각 325 ℃, 10000 cm3/[g-cat⋅h], 2.0이었다. 이 때
SO2 전환율은 약 99% 이상이었으며, 원소 황 선택도는 95% 이상이었다. 또한 CO에 의한 SO2 환원반응에서 수분에
대한 영향을 조사한 결과, 수분함량이 2.0∼6.0 vol%인 범위에서 수분의 함량이 높을수록 SO2 전환율 및 원소 황 선택
도가 감소됨과 동시에 반응성이 저하됨을 알 수 있었다. 2 vol%의 수분이 함유된 반응조건에서 반응온도와 [CO]/[SO2]
몰비를 각각 300∼400 ℃ 및 1.0∼3.0으로 변화시킨 결과, 반응온도와 [CO]/[SO2] 몰비가 각각 340 ℃와 2.0인 조건에서
가장 높은 반응성을 얻었다. 이 때 SO2 전환율이 약 90%였으며, 원소 황 선택도는 약 87%였다.

Figure

Table