킬레이트화합물을 이용한 혐기발효 바이오가스 성분 중 황화수소 제거

박영규 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry``s lawH2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+.O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O + O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-.본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도,온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

킬레이트화합물을 이용한 혐기발효 바이오가스 성분 중 황화수소 제거

박영규 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비 비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry's law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

A-69 : 킬레이트화합물을 이용한 혐기발효 바이오가스 성분 중 황화수소 제거

박영규 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비 비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry`s law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

킬레이트 착화학반응에 의한 음식물폐기물 혐기소화가스 중황화수소의 제거와 황회수 및 경제성평가

박영규,양영선 한국청정기술학회 2014 청정기술 Vol.20 No.4

0.1~1 M의 철킬레이트 화합물을 이용한 화학흡수반응에 의한 바이오가스내 황화수소제거를 위한 실험이 수행되었다. 철킬레이트 화합물을 이용한 황화수소제거는 철킬레이트의 최적산화반응을 통해 이루어진다. 바이오가스에 존재하는 황화수소는 킬레이트농도 및 pH 등의 공정조건에 따라 효과적으로 제거될 뿐만 아니라 철킬레이트 산화반응에 의해 황화수소내존재하는 황성분을 생성시킨다. Fe-EDTA의 농도가 증가하면 철킬레이트 화합물의 착물이 안정되어 황생성의 전환이 증가하였다. 또한 철킬레이트화합물의 안정도는 pH에 따라 변하는 중요한 인자이고 pH 9에서 최적반응을 나타냈다. Several experiments have been done to investigate the removal of hydrogen sulfide (H2S) synthetic gas from biogasstreams by means of chemical absorption and chemical reaction with 0.1-1 M Fe/EDTA solution. The roles of Fe/EDTA were studiedto enhance the removal efficiency of hydrogen sulfide because of oxidizing by chelate. The motivation of this investigation is firstto explore the feasibility of enhancing the toxic gas treatment in the biogas facility. The biogas purification strategy affords manyadvantages. For instance, the process can be performed under mild environmental conditions and at low temperature, and itremoves hydrogen sulfide selectively. The end product of separation is elemental sulfur, which is a stable material that can beeasily disposed with minor potential for further pollution. As the Fe-EDTA concentration increased, the conversion rate ofhydrogen sulfide increased because of the high stability of Fe-EDTA complex. pH as an important environmental factor was 9.0for the stability of chemical complex in the oxidation of hydrogen sulfide.

흡수제를 이용한 혐기발효 바이오가스 성분 중 황생성 제거

박영규 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry's law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

고압하에서 킬레이트흡수제를 이용한 황화수소 제거 연구

박영규,권오철 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H₂S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 본 연구에서는 상용판매되는 킬레이트 촉매를 이용하여 황화수소의 제거시 액상 킬레이트 용액에 고압하에 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 수용액 중황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소 제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 압력 등을 달리하여 제거효율을 실험하였다.

흡수제를 이용한 혐기발효 바이오가스 성분 중 황생성 제거

박영규 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H₂S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비 비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H₂S (g) = H₂S (aq.) : Henry's law H₂S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O₂ (g) = O₂ (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H₂O+ O₂(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH^-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO₄-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

반응 결정화에 의한 구리-아미노산 킬레이트 제조 및 회수율 증대 방안

김왕수,구기갑 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0

2가 금속 미네랄과 아미노산이 킬레이트 반응으로 결합되어 가축에 공급될 경우 금속 염에 비해 쉽게 분리되지 않아 체내 흡수율이 향상된다. 본 연구에서는 구리염 수용액과 아미노산 염기성 수용액을 혼합하여 구리-아미노산 킬레이트를 제조하는 반응 결정화 공정에서 아미노산과 구리 이온과의 결합 세기에 따른 회수율 차이를 비교 평가하였다. 석출된 킬레이트 결정을 제거한 여과액의 UV 측정 결과로 부터 Scatchard plot을 작성하여 결합 상수(Binding constant)를 계산하였고, 아미노산 염기성 수용액 내 수산화나트륨의 양론비에 따른 회수율 결과로부터 킬레이트 반응 메커니즘을 해석하였다.

생분해되는 다양한 킬레이트들이 수은에 노출된 식물의 뿌리성장에 미치는 영향

이상만,Lee, Sangman 경북대학교 농업과학기술연구소 2014 慶北大農學誌 Vol.32 No.3

Phytoextraction은 식물을 이용하여 환경 정화하는 기술로서 금속으로 오염된 토양을 정화하는 것이다. 토양에 존재하는 금속의 추출을 용이 하기 위해서 현재 다양한 킬레이트가 사용되고 있다. Phytoextraction이 경제적이고 친환경적인 장점이 있지만 고농도로 오염된 지역에서는 적용이 어려운데 이는 식물이 이러한 지역에서 살아남기 어렵기 때문이며 이러한 문제점을 해결하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구 대상의 금속으로서 수은을 선택하였고, 킬레이트는 아미노산인 시스테인과 히스티딘, 작은 크기의 유기산으로서 citric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, 그리고 ethylenediamine (EDA)를 선택하였으며, EDTA는 비교 대상으로 본 연구에 사용되었다. 다양한 농도의 수은을 포함하는 배지에 식물을 키우면서 여러 킬레이트가 식물의 뿌리 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 수은에 의한 식물의 성장 억제는 시스테인과 EDA에 의해서 완화되었으며 히스티딘과 citrate는 별 다른 영향이 없었다. Malate, succinate, 그리고 oxalate는 수은에 의한 식물 성장 억제를 더 촉진시켰다. 따라서 수은의 식물성장억제를 완화시켜주는 시스테인과 EDA는 고농도의 수은으로 오염된 지역에서 식물의 성장이 가능하도록 유용하게 사용될 수 있을 것이다. Phytoextraction is a technique that uses plants to remediate metal-contaminated soils. However, this technique cannot be applied in highly metal-contaminated areas, as plants cannot normally grow under such conditions. Therefore, this study investigated the introduction of various biodegradable chelating agents to increase the bioavailability of metals in highly metal-contaminated areas. Mercury (Hg) was selected as the target metal, while cysteine (Cys), histidine (His), malate, succinate, oxalate, citrate, and ethylenediamine (EDA) were used as biodegradable chelating agents. Plants were grown on agar media containing various chelating agents and Hg to analyze the effect on plant root growth. Cys and EDA were both found to diminish the inhibitory effect of Hg on plant root growth, whereas His, citrate, and ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) did not show any significant effects, and malate, succinate, and oxalate even promoted the inhibitory effect of Hg on plant root growth. Thus, Cys and EDA would seem to be promising biodegradable chelating agents for highly Hg-contaminated areas.

생분해되는 다양한 킬레이트들이 수은에 노출된 식물의 뿌리성장에 미치는 영향

이상만 경북대학교 농업생명과학대학 2014 Current Research on Agriculture and Life Sciences Vol.32 No.3

Phytoextraction은 식물을 이용하여 환경 정화하는 기술로서 금속으로 오염된 토양을 정화하는 것이다. 토양에 존재하는 금속의 추출을 용이 하기 위해서 현재 다양한 킬레이트가 사용되고 있다. Phytoextraction이 경제적이고 친환경적인 장점이 있지만 고농도로 오염된 지역에서는 적용이 어려운데 이는 식물이 이러한 지역에서 살아남기 어렵기 때문이며 이러한 문제점을 해결하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구 대상의 금속으로서 수은을 선택하였고, 킬레이트는 아미노산인 시스테인과 히스티딘, 작은 크기의 유기산으로서 citric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, 그리고 ethylenediamine (EDA)를 선택하였으며, EDTA는 비교 대상으로 본 연구에 사용되었다. 다양한 농도의 수은을 포함하는 배지에 식물을 키우면서 여러 킬레이트가 식물의 뿌리 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 수은에 의한 식물의 성장 억제는 시스테인과 EDA에 의해서 완화되었으며 히스티딘과 citrate는 별 다른 영향이 없었다. Malate, succinate, 그리고 oxalate는 수은에 의한 식물 성장 억제를 더 촉진시켰다. 따라서 수은의 식물성장억제를 완화시켜주는 시스테인과 EDA는 고농도의 수은으로 오염된 지역에서 식물의 성장이 가능하도록 유용하게 사용될 수 있을 것이다. Phytoextraction is a technique that uses plants to remediate metal-contaminated soils. However, this technique cannot be applied in highly metal-contaminated areas, as plants cannot normally grow under such conditions. Therefore, this study investigated the introduction of various biodegradable chelating agents to increase the bioavailability of metals in highly metal-contaminated areas. Mercury (Hg) was selected as the target metal, while cysteine (Cys), histidine (His), malate, succinate, oxalate, citrate, and ethylenediamine (EDA) were used as biodegradable chelating agents. Plants were grown on agar media containing various chelating agents and Hg to analyze the effect on plant root growth. Cys and EDA were both found to diminish the inhibitory effect of Hg on plant root growth, whereas His, citrate, and ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) did not show any significant effects, and malate, succinate, and oxalate even promoted the inhibitory effect of Hg on plant root growth. Thus, Cys and EDA would seem to be promising biodegradable chelating agents for highly Hg-contaminated areas.