탈질산화 시에 필요한 메탄올의 양

1. 소개

탈질산화는 중요한 산업 프로세스 중 하나로, 메탄올은 이 과정에서 필수적으로 사용됩니다.

이 글에서는 탈질산화 시에 필요한 메탄올의 양에 대해 다뤄보겠습니다.

 

2. 탈질산화의 기본 원리

탈질산화는 불순물을 제거하고 연료를 정제하는 과정 중 하나입니다. 메탄올은 이 과정에서 촉매로 사용되며, 그 양은 다양한 요인에 의해 결정됩니다.

 

3. 메탄올 소비량 예측을 위한 고려사항

3.1 연료 품질

메탄올의 양은 사용되는 연료의 품질에 따라 달라집니다. 고품질의 연료는 적은 양의 메탄올을 요구할 것입니다.

3.2 산소 양

산소의 양은 탈질산화 반응에서 메탄올이 소비되는 정도를 결정합니다. 정확한 산소 공급은 효율적인 메탄올 사용을 가능케 합니다.

 

4. 메탄올 소비량 계산 식

메탄올 소비량은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

메탄올 소비량=f(연료 품질,산소 양,…)

여기서 함수 f 는 여러 인자들에 의존합니다.

 

5. 예제를 통한 계산

가정:

연료 품질이 우수하고 산소가 적절히 공급됨

반응 조건에 따라 메탄올 소비량을 구하는 예제를 살펴봅시다.

메탄올 소비량=0.05×연료 품질+2×산소 양

 

6. 결론

탈질산화 시 메탄올의 정확한 양을 계산하는 것은 프로세스의 효율성을 높이고 비용을 절감하는 데 중요합니다. 연료 품질과 산소 공급에 주의하여 정확한 메탄올 소비량을 계산하는 것이 필요합니다.

 

탈질산화 시에 필요한 메탄올의 양

질산을 질산환원 박테리아에 의해 N₂의 형태로 질소를 대기로 방출제거하는 것을 탈진산화라고 한다.

탈질산화 과정에서는 NO₃^-1가 수소수용체로 이용되므로 혐기성 반응이 되며 methanol을 탄소원으로 공급할 경우 에너지 반응은 다음 2단계로 일어난다.

1단계 : 6NO₃^-1 + 2CH3OH → 6NO₂^- + 2CO₂ + 4H2O

2단계 : 6NO₂^- + 3CH3OH → 3N₂+ 3CO₂ + 3H2O + 6OH^-

전체반응 : 6NO₃^-1 + 5CH3OH → 5CO₂ + 3N₂+ 7H2O + 6OH^-

합성반응 : 3NO₃^-1 + 14CH3OH + CO₂ + 3H^+ → 3C5H7O2N+ H2O

실제 폐수 내에는 NO₃^-1 외에 NO₂^-DORK 함유되어 있으므로 메탄올의 양은

Cm = 2.47 No + 1.53N₁+ 0.87DO

여거서,

Cm : 요구되는 메탄올의 농도(mg/l)

No : 요구되는 NO₃-N의 농도(mg/l)

N₁: 최초 NO₂-N의 농도(mg/l)

DO : 최초 용존 산소의 농도(mg/l)

예제>

다음 조건의 폐수에 대한 물음에 대하여 계산하시오.

DO 5mg/l, NO₂- N 12mg/l, NO₃- N 25mg/l 인 폐수 500㎥/day를 탈질화 반응으로 고도 처리할 경우 필요한 CH3OH (kg/day)은 얼마인가?

<풀이>

우선 요구되는 methanol의 농도를 구하자.

Cm = 2.47 No + 1.53N₁+ 0.87DO

= 2.47 x 25 + 1.53 x 12+ 0.87 x 5

= 84.46 mg/l

∴ 필요한 CH3OH(kg/day)

= 84.46 mg/l x 500㎥/day x 10^-3

= 42.23 kg/day