선택적 무촉매 환원법 [SNCR: Selective Non-Catalytic Reduction System]
SNCR은 고온 (870~1,050℃) 의 로내 배기가스에 환원제 (요소수 또는 암모니아수)를 직접 분사하여 촉매 없이 질소산화물을 질소와 수증기로 환원시키는 설비이며,
환원제는 일반적으로 요소수를 많이 적용하고 있습니다.
SNCR의 경우 촉매가 없는 조건에서 탈질 효율을 높여야 함에 따라 CFD를 통해서 최적의 환원제 주입 노즐 위치 및 수량을 선정하는 것이 매우 중요합니다
4NO + 2CO(NH2)2 + O2 -> 4N2 + 2CO2 + 4H2O (요소수 기준)
4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 8H2O (암모니아수 기준)
[SNCR 반응식]
선택적 촉매 환원법 [SCR : Selective Catalytic Reduction]
배출되는 질소산화물의 대부분은 NO 또는 NO2의 형태로 존재하며, 200~400℃ 범위에서 촉매를 통과하면서 환원제와 반응하여 N2 및 H2O로 전환됩니다.
여기서, 이 온도범위에서는 환원제가 O2등과는 거의 반응하지 않고 , NOx 와 선택적으로 반응하기 때문에 "선택적 촉매 환원법"이라고 합니다.
환원제로는 암모니아수, 요소수 또는 탄산암모늄을 사용합니다.
4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O (암모니아 기준)
6NO2 + 8NH3 -> 7N2 + 12H2O (암모니아 기준)
4NO + 2CO(NH2)2CO + O2 -> 4N2 + 2CO2 + 4H2O (요소수 기준)
(NH4)2CO3 -> 2NH3 + CO2 + H2O (탄산암모늄 기준)
[SCR 반응식]
질소산화물 제거 설비별 특장점
| ITEM | SNCR | SCR | Hybrid |
|---|---|---|---|
| 시스템 구성 | SCR Reactor & Catalyst 불필요 | SCR Reactor & Catalyst 필요 | SNCR + SCR 조합 시스템 |
| 적용 온도 | 870~1,050도 | 200~400도 | SNCR: 870~1,050도 |
| 제거효율 | NOx: 30~70% | NOx: 95% 이상 | NOx: 95% 이상 |
| 장점 | 초기 투자비 저렴 기존 공정에 용이하게 적용 가능 | SNCR 대비 높은 탈질 효율 SNCR 대비 낮은 약품 비용 | SNCR 및 SCR 대비 가장 높은 탈질 효율 보일러 부하 변동 시 안정적 처리 가능 |
| 단점 | 탈질 효율 SCR 대비 상대적으로 낮음 | 초기 투자비 고가 | |
| 특이 사항 | 기존에 SNCR 설비가 있는 경우 적용 시 |
SCR용 촉매 Type별 특장점
| ITEM | Honeycomb | Corrugate | Plate |
|---|---|---|---|
| 외형 |  |  |  |
| 장점 | 단위 부피당 비표면적 넓어 | Honeycomb 대비하여 | 고 농도의 Fly Ash 유입 조건에서 |
| 단점 | 고 농도의 Fly Ash 유입 조건에서 | 고 농도의 Fly Ash 유입 조건에서 | 단위 부피당 비표면적 넓어 |
| 주요 적용처 | 가스복합발전용 HRSG, 소각로 및 보일러 등 | 가스복합발전용 HRSG, 소각로 및 보일러 등 | 석탄 화력발전소 등 |
황연 저감 설비 [YPES]
가스터빈의 기동 및 정지 시 연소기 내에 불완전 연소가 발생하며, 이때 발생된 미연 탄화수소가 과잉산소 및 NO 등과 반응하여 유색가스인 NO2의 농도를 증가시켜 황연이 발생합니다.
황연을 저감하기 위해서는 증발기 내에서 액상에서 기상으로 증발된 환원제(에탄올 계통)는 순환 배기가스와 혼합된 후 HRSG 내부 의 RAIG 를 통해 분사 하거나, 반응제를 가스터빈 출구 직후 HRSG Inlet Duct 의 고온부에 노즐을 통해 직접 분사하여 NO2를 NO로 전환하여 황연 (Yellow Plume)을 저감 합니다.
C2H5OH + NO2 + 4O2 -> NO + 2CO2 + 3H2O
[YPES 반응식 - 에탄올 기준]