【목적】신장 지역의 고알칼리 석탄 혼소가 보편화됨에 따라 벌집형 및 판형 촉매의 알칼리 중독 저항성 차이 및 메커니즘에 대한 체계적인 연구가 부족하다. 기존 연구는 주로 실험실에서 단일 알칼리 금속염을 모사하는 데 기반하였으나, 실제 비산재는 복합 혼합물이며, 모사 조건이 실제 고알칼리 석탄 배기가스와 현저히 달라 연구 결과의 공정 지침 가치가 제한적이다. 【방법】발전소 실제 비산재를 사용하여 실험실 고정층 반응기에서 전형적인 배기가스 조건을 모사하고, 벌집형 및 판형 SCR 촉매의 신선 및 사용 후 물리·화학적 특성 변화를 비교하였다. 비표면적 측정, NH3-TPD 표면 산도 분석, XPS 바나듐 산화 상태 특성 분석 등을 결합해 두 촉매의 중독 및 비활성화 거동을 체계적으로 연구하였다. 【결과】판형 촉매는 극한의 고알칼리 조건에서 소결 및 비활성화가 더 쉽게 발생하며, 체상 확산에 의한 비활성화는 물리적/완만한 화학적 재생으로 복구하기 어렵지만, 탈질 효율 감소 속도는 벌집형 촉매보다 낮다. 동일 알칼리 부하 하에서 벌집형 촉매의 탈질 활성은 4,800시간 내에 29.5% 감소한 반면, 판형 촉매는 24.6%만 감소하였다. 벌집형 촉매의 바나듐 산화 상태 순환은 알칼리 금속에 의해 차단되기 쉬우며, NO→NO2 전환에 의존하는 '신속 SCR 경로'가 억제되고 브론스테드 산성 부위가 알칼리 금속에 의해 중화되기 쉽다. 【결론】따라서 고알칼리 석탄 혼소 산업 환경에서는 판형 촉매가 장기 효율적인 탈질 구현을 위한 우선 선택안이다.

SCR;탈질 촉매;알칼리 금속;비활성화 메커니즘;비산재