As the industry has developed, a lot of energy demand has increased, and many environmental problems have occurred in energy consumption. Among environmental problems, air pollution is emerging as a serious risk worldwide. Specially, in Korea, it is drawting great attention as the damage caused by fine dust increases.
Nitrogen oxide (NO$_X$), which is the most common air pollutant in Korea, is a major air pollutant that adversely affects buildings, ecosystems, and the human body, and has been identified as a precursor of fine dust, increasing the need for NO$_X$ reduction technology. Scrubbing technology using Fe(II)EDTA solution promotes the reaction with divalent iron ethylenediaminetetraacetic acid (Fe(II)EDTA) and nitrogen monoxide (NO) to form the nitrosyl compound Fe(II)EDTA-NO. , Nitrogen monoxide is effective and can be absorbed environmentally. However, there a limitation of NOx removal by using Fe(II)EDTA absorbent. The reverse reaction of Fe(II)EDTA-NO can be promoted by high-temperature exhaust gas and the oxidation of Fe(II)EDTA by oxygen in the exhaust gas occur rapidly. Therefore, in order to continuously remove NOX in exhaust gas through the NOX removal process based on Fe(II)EDTA absorbent liquid, regeneration process of active absorbents Fe(II)EDTA is necessary which convert inactivated absorbents Fe(II)EDTA-NO and Fe(III) EDTA into Fe(II)EDTA
In this study, in order to continuously remove NO in exhaust gas, it was proposed to reduce Fe(II)EDTA-NO and Fe(III)EDTA to Fe(II) EDTA by regenerating process. The regeneration reactions of Fe(II)EDTA was analyzed in the electrolysis cell and chemical reaction with reducing agents SO$_3^{2-}$, S$_2$O$_3^{2-}$, NH$_2$OH and activated carbon catalyst.
산업이 발전함에 따라 많은 에너지 수요가 증가하였으며, 에너지 소비하는 과정에서 많 환경 문제들이 발생하였다. 환경 문제 중 대기오염은 전세계적으로 심각한 위험으로 대두되고 있으며, 국내에서는 미세먼지로 인한 피해가 커짐에 따라 큰 주목을 받고 있다.
국내에서 가장 주로 발생하는 대기오염물질인 질소산화물(NO$_X$)은 건물, 생태계 그리고 인체에도 악영향을 끼치는 주요 대기 오염물질이며, 미세먼지 전구물질로 밝혀져, NO$_X$ 저감 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. Fe(II)EDTA 용액을 이용한 스크러빙 기술은 2가철 에틸렌다이아민테트라아세트산(Fe(II)EDTA)와 일산화질소(NO)과 반응을 촉진하여 나이트로실 화합물인 Fe(II)EDTA-NO 형성함으로써, 일산화질소를 효과적이며, 친환경적으로 흡수할 수 있다. 하지만, 본 연구에서 고온의 배기가스로 의한 Fe(II)EDTA-NO 역반응, 즉 NO 탈기 반응의 촉진과 배기가스내 존재하는 산소에 의한 Fe(II)EDTA의 산화는 Fe(II)EDTA를 이용하여 지속적인 NO$_X$을 저감하는 것에 한계점을 가지고 있음을 확인하였다. 이에 Fe(II)EDTA 흡수액 기반 NO$_X$ 저감공정이 고효율 NO$_X$ 저감율을 유지하기 위해서는 비활성화된 흡수제인 Fe(II)EDTA-NO와 Fe(III)EDTA를 활성 흡수제인 Fe(II) EDTA로 재생하는 공정의 필요성을 확인할 수 있었다.
이에 본 연구에서 배기가스 내 NO를 지속적으로 제거하기 위해서 Fe(II)EDTA-NO 와 Fe(III)EDTA를 Fe(II)EDTA로 재생하는 환원하는 방안을 제안하였다. 전기셀과, 환원제 SO$_3^{2-}$, S$_2$O$_3^{2-}$, NH$_2$OH 와 Fe(III)EDTA의 환원과 Fe(II)EDTA-NO 의 저감을 확인하였고, 모사 배기가스와 랩스케일 스크러버로 NOX 흡수실험을 진행하여, 재생조를 이용한 고효율의 지속적인 NO$_X$ 저감 공정의 가능성을 확인하였다.
