화학공업용 모노리스 촉매(Monolithic catalysts for the chemical industry)

전문가 제언

□ 촉매는 그 형상에 따라 펠릿, 정제형, 반지형, 공, 덩어리, 모노리스, 압출물로 분류되는데, 본문에서 거론하는 모노리스 촉매는 1970년대 중반에 도입된 이래 대부분의 환경용에서 표준형이 되었고, 그 예는 자동차 촉매 반응기와 발전소와 소각로에서 사용되는 선택적 촉매환원장치(SCR)용 탈질소(DeNox)촉매가 된다.

□ 환경용도에서 모노리스 촉매를 성공적으로 사용할 수 있는 이유는 기하학적 표면적에 대한 압력손실 비가 분명히 우수하고, 펠릿이나 폼과 같은 다른 촉매 구조물과 비교하여, 제시된 기하학적 표면면적 당 압력손실이 현저히 낮고, 종종 큰 부피유량을 취급하기 때문에 환경용도에서 특별히 중요하고, SCR 반응기에서 개방-채널 구조로 입자상 물질과 먼지의 고부하 흐름을 처리할 수 있기 때문이다.

□ 모노리스 촉매는 불활성 담체에 활성 상을 피복형태로 도포하는 것과, 전체 모노리스 구조물을 벌크 촉매와 같은 활성자재로 만드는 것이 있으며, 환경용 외의 다른 용도로는 과산화수소의 제조와 프탈산 무수물의 합성용 후반응기에 사용하지만, 다른 촉매 보다 고가이므로 사용에 제한을 받는다.

□ 구형이나 펠릿 촉매의 압력손실(압손)이 20℃, 1bar에서 1m/s의 공탑속도에서 10mbar/m을 보이는 반면에, 모노리스 촉매는 약 1mbar/m 정도의 압손을 보여서, 대략 1/10 정도로 낮은 것으로 보인다. 압손이 낮다는 것은 반응기에 유체를 공급하는 송풍기의 동력비를 경감하게 되므로, 사용시 동력비 절감은 가져오겠으나, 촉매 자체의 강도나 내구성이 약할 경우, 파쇄로 인한 압손 증가로 반응기 가동을 중단 할 수도 있으므로 여러 가지 촉매선택 조건을 면밀히 검토한 후 사용해야겠다.

저자

Boger, T; Heibel, AK; Sorensen, CM

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

43(16)

잡지명

INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

4602~4611

분석자

김*명

분석물

• 화학공업용 모노리스 촉매.pdf [201,904 byte]

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