Abstract
To mitigate global warming and climate change, many countries are investing massively on the development of CCS technology, which is assumed to be the key technology to reduce $CO_2$ emissions. CCS technology is comprised of the capture, transport, and storage processes. During the capture process, impurities other than $CO_2$ are inevitably flowed into the $CO_2$ stream. In the present study, corrosion characteristics of a phosphate coated tube for $CO_2$ transportation was investigated with a $CO_2$ stream composed of $CO_2$, $H_2O$, $SO_2$, and $NO_2$. The test specimen was a phosphate coated steel tube, which was filled with $CO_2$ stream with the impurities mentioned above. SEM-EDS analysis is conducted to investigate the corrosion behavior. The results showed that although the H2O concentration did not exceed the solubility limit, corrosion occurred in the specimen, which has an inflow of $SO_2$ or $NO_2$. This suggests that the $SO_2$, $NO_2$ and $H_2O$ concentration should be strictly controlled. These results suggest that the $SO_2$ and $NO_2$ concentration should be controlled below 175ppm and 65ppm, respectively.
지구온난화 및 기후변화 대응기술로써 세계 각국은 CCS(이산화탄소 포집 및 저장)에 주목하고 있으며 관련 기술개발을 위해 노력하고 있다. CCS는 크게 포집, 수송, 저장 공정으로 이루어져 있으며, 이중 포집공정에서는 이산화탄소 외에 다양한 불순물이 불가피하게 유입될 수 있다. 본 연구에서는 $SO_2$ 및 $NO_2$ 가스와 수분이 포함된 $CO_2$ 스트림이 $CO_2$ 수송관 부식에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 시편은 인산염 코팅된 철관이며 내부에 $SO_2$, $NO_2$, $H_2O$ 불순물이 혼합된 $CO_2$ 스트림을 채우고 이를 100바, $29^{\circ}C$의 환경 하에서 부식특성 변화를 관찰하였다. 시편의 부식특성 변화를 관찰하기 위해 SEM촬영 및 EDS 측정 등을 진행하였다. 실험결과 $SO_2$나 $NO_2$가 주입된 모든 시편에서 한계용해도를 초과하지 않는 수분농도 조건 하에서도 부식이 발생하였으므로 불순물 농도를 엄격히 관리할 필요가 있는 것으로 나타났다. 다만 $SO_2$ 및 $NO_2$와 같은 불순물이 존재하지 않는 상황에서는 한계용해도를 고려한 수분제어만으로 부식관리가 가능할 것으로 판단된다. 본 연구결과에 근거하여 고압 $CO_2$ 스트림 내 $SO_2$ 및 $NO_2$의 농도는 각각 175ppm 및 65ppm 미만으로 유지할 것을 제안하는 바이다.
