건식수화공정에 의한 배연탈황 소석회 제조
Production of Hydrated Lime for Flue Gas De-sulfurization via Dry Slaking Process
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초록
본 연구에서는 소석회(Ca(OH)2)의 비표면적과 세공 부피를 증가시켜 배연탈황(FGD) 공정에서의 SO2 제거 효율을 향상시키는 고기능성 소석회 제조 공정을 개발하였다. 생석회(CaO)를 1 mm 이하로 분쇄하고 200 mesh 이하로 체질한 후, 생석회 대비 물 비율(W/CaO) 은 0.5, 수화수 온도 45 ℃, 에틸렌글리콜 4 %를 첨가하여 건식수화 공정을 적용하였다. 또한, 후처리 단계에서 건조 온도를 350 ℃로 설정하여 최적의 비표면적 39.1 m2/g과 세공 부피 0.177 cm3/g를 달성하였다. 실험 결과, 비표면적이 30 m2/g 이상인 소석회는 24 m2/g인소석회에 비해 총 중화능력(TNC)이 약 4 % 증가하였으며, 이는 비표면적 증가가 용해도와 반응성을 향상시키는 데 중요한 역할을 함을입증하였다. 전처리와 후처리 개선을 통해 불순물을 효과적으로 제거하고 균일한 입도 분포와 향상된 세공 구조를 구현함으로써, 소석회의 품질과 반응성을 극대화하였다. 본 연구는 FGD와 같은 산업적 응용 분야에서 소석회의 효율성과 경제적 타당성을 모두 충족시키는실질적인 공정 경로를 제시하며, 지속 가능한 환경 관리 기술로의 적용 가능성을 시사한다.
Abstract
In this study, a high-performance hydrated lime (Ca(OH)2) production process was developed to enhance SO2 removal efficiency in flue gas desulfurization (FGD) systems by increasing the specific surface area and pore volume of hydrated lime. Quicklime (CaO) was crushed to particles smaller than 1 mm, sieved through a 200-mesh screen, and subjected to dry hydration under optimal conditions: a W/CaO ratio of 0.5, a hydration temperature of 45 ℃, and the addition of 4 % ethylene glycol. During post-treatment, a drying temperature of 350 ℃ yielded a maximum specific area and pore volume of 39.1 m2/g and 0.177 cm3/g, respectively. The hydrated lime with a specific area exceeding 30 m2/g had a total neutralizing capacity approximately 4 % higher than that of hydrated lime having a surface area of 24 m2/g, underscoring the role of surface area in enhancing solubility and reactivity. The pre- and post-treatment processes effectively eliminated impurities and achieved a uniform particle distribution with an optimized pore structure, thereby maximizing the quality and reactivity of the hydrated lime. This study provides a practical approach for producing high-performance hydrated lime, meeting the efficiency and economic feasibility demands of industrial applications such as FGD. The findings offer valuable insights into sustainable environmental management technologies.