안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
공장 굴뚝에서 배출되는 대기오염 물질인 황산화물과 질소산화물을 제거하는 탈황과 탈질 설비는 각각 흡수와 촉매 반응이라는 서로 다른 화학적 원리를 기반으로 작동합니다.
탈황 설비는 배기가스 속의 이산화황을 액체 흡수제에 녹여 물리 화학적으로 붙잡아두는 흡수 원리를 이용합니다. 이산화황은 물에 녹으면 산성을 띠기 때문에, 이를 제거하기 위해 염기성을 띠는 석회석 슬러리를 배기가스에 분사합니다. 배기가스가 석회석 액체와 만나면 산과 염기의 중화 반응이 일어나며, 이 과정에서 가스 형태였던 황산화물이 석고라는 고체 물질로 침전되어 분리됩니다. 즉 기체 오염 물질을 액체 속으로 흡수해 고체로 고정하는 방식입니다.
반면 탈질 설비는 오염 가스를 흡수하는 것이 아니라 무해한 기체로 전환하는 촉매 반응 원리를 사용합니다. 대표적인 선택적 촉매 환원 설비에서는 질소산화물이 포함된 가스에 환원제인 암모니아를 주입한 뒤 금속 촉매 층을 통과시킵니다. 촉매는 반응에 필요한 에너지를 낮추어 물질들이 빠르게 반응하도록 돕는 역할을 합니다. 촉매 표면에서 암모니아와 질소산화물이 만나면 화학적 환원 반응이 일어나며, 오염 물질이었던 가스가 우리 대기에 흔한 안전한 질소 기체와 물로 쪼개져 배출됩니다.
결과적으로 탈황은 가스를 액체에 녹여 붙잡는 흡수 기술이고, 탈질은 촉매를 통해 분자 구조를 바꾸는 정화 기술이라는 차이가 있습니다.