• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.22-30
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• 2012

지구온난화에 대한 해결방향으로 배가스 중 이산화탄소를 분리 및 저장하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이산화탄소 흡수액은 주로 MEA와 같은 아민계 화합물이 사용되는데 이때 배가스에 함께 포함된 이산화황 ($SO_2$)은 $CO_2$ 흡수액의 성능을 저하시키는 원인이 되거나 공기중으로 배출될 경우 산성비의 원인이 된다. 지금까지의 $SO_2$ 흡수제로는 Ca계 고체 흡수제가 주로 사용되었는데 최근 액체 흡수액으로 이온성액체가 주목받고 있다. 이온성액체는 이온으로 이루어진 특징으로 인하여 넒은 액체 범위 및 극성가스에 대하여 높은 용해성을 갖고 있다. 본 총설에서는 최근 발표된 $SO_2$ 흡수제로 이온성액체에 대하여 그 구조 변화에 따른 $SO_2$ 흡수량 변화 그리고 흡수 메커니즘에 대하여 살펴보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.1-9
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• 2010

이산화탄소($CO_2$)가 지구온난화의 주요 원인으로 밝혀지면서 $CO_2$를 분리, 회수, 저장하는 기술의 개발과 적용에 대한 관심이 높아지고 있다. 아민화합물은 대표적인 $CO_2$ 흡수제이지만 재생 시 많은 에너지가 필요하고 흡수제가 열분해되며 증발하여 소실되는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선할 수 있는 흡수제로 이온성 액체가 개발되고 있다. 이온성 액체는 양이온, 음이온으로 구성된 염이지만 상온에서도 액체상태를 유지하는 물질로서, 높은 열적 안정성, 낮은 휘발성, 특정 기체에 대한 선택적 흡수능력 등의 특성을 보인다. 여기서는 $CO_2$ 흡수능력이 큰 것으로 보고된 이온성 액체들을 바탕으로 이온성 액체의 구조와 온도, 압력, 수분 등 $CO_2$ 흡수량에 영향을 미치는 요인들을 비교하고, $CO_2$ 분리제로서 이온성 액체의 활용 가능성을 알아보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.763-769
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• 2021

본 연구는 지구 온난화 현상의 주원인인 이산화탄소의 제거를 목적으로 최근에 주목 받고 있는 물질인 이온성액체를 실험실 규모로 제조하였다. 음이온이 Sulfite계인 이온성 액체의 이산화탄소 흡수능, 초기흡수속도 그리고 재생성을 조사하기 위하여 기-액 흡수평형장치를 이용하여 연구하였다. 그 결과 음이온이 Sulfite계인 이온성액체 중 높은 흡수능을 갖는 이온성액체는 음이온이 ethyl sulfite인 경우이며, 특히 [beim] ethyl sulfite의 경우 흡수평형압력이 22 bar인 조건에서의 흡수력은 1.1 mol CO2/mol IL로 가장 높은 흡수력을 나타냈다. 재생성 연구에서 음이온이 Sulfite계인 이온성액체는 모두 재생후의 흡수력이 약 7%정도 감소하였으며, 이로부터 재생성이 우수함을 알 수 있다. 점도 감소를 목적으로 두 종류의 희석제를 첨가하였을 때 희석제는 단지 이온성액체의 흡수력을 감소시키는 희석효과로 작용하였으며 희석제 첨가에 따른 흡수력의 증가는 없었다. 흡수실험에 따른 점도변화의 정도를 조사하기 위해 흡수반응 전과 흡수 실험 후 재생한 시료의 점도를 측정하였으며, 실험결과 흡수실험 후 시료의 점도가 흡수실험 전보다 약 8% 정도 감소하는 경향을 보였다. 그러나 흡수제 합성은 1단계에서 이루어지며 사용되는 원료물질 또한 저렴한 장점이 있으며 흡수능에서는 우수한 재생성과 높은 안정성을 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.50-52
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• 1998

1. 서론 : 오래전부터 기체를 액상에 분산시킴으로써 물질 전달 속도를 증가시킴과 동시에 기-액간의 접촉면적을 넓히려는 연구 즉, 기-액간의 접촉 경계면을 통하여 이루어지는 기체흡수에 관한 연구가 다각적으로 이루어져 왔다. 그러나, 기존의 흡수장치에서는 기-액간의 접촉면적을 정확히 계산할 수 없고, 기체에 의한 액체의 범람이나 편류현상등이 발생하여 액체나 기체의 유속에 제한을 주는 등 기술적인 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 기존 흡수공정들의 문제점을 극복하기 위하여 최근에 제안된 것이 막을 이용하여 기체와 흡수제인 액체의 접촉을 인위적으로 제어할 수 있는 중공사막 접촉기이다. 본 연구에서는 수용성 흡수제가 흡수모듈과 탈착모듈을 순환하는 순환식 중공사막 접촉기를 이용하여 혼합기체(N$_2$/CO$_2$ = 80/20)로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리.회수하고자 하였으며, 또한 흡수제의 농도, 유속변화, 그리고 진공식 탈착모듈에서 압력변화에 따른 기체투과 특성을 고찰함으로써 운전조건의 최적화와 그 응용 가능성을 제시하고자 하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1119-1122
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• 2010

본 논문에서는 상용 이온성 액체를 대체하기 위해 손쉽게 구입할 수 있는 원료물질을 사용하여 이온성 액체를 실험실 규모로 제조한 후 고압 연소전 조건에서 이산화탄소의 용해도 및 재생력을 측정하기 위해 기-액 흡수평형장치를 이용하여 연구하였다. [eeim]ethyl sulfite를 제조하여 흡수실험을 실시한 결과 흡수평형압력이 25bar의 조건에서 0.72 mol $CO_2$ /mol IL의 흡수력을 보였으며, 재생성능은 탈착 전후의 흡수력 차이가 약 9%로 우수한 편이었다. 희석제를 첨가하였을 경우 흡수력은 약 38% 감소하였으나, 합성단계가 간단하며 원료물질이 저렴한 장점을 가지고 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.284-287
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• 2010

본 연구논문에서는 주요 온실가스인 이산화탄소의 제거를 목적으로 이온성 액체를 실험실규모로 제조한 후 기-액 흡수평형장치를 이용하여 이산화탄소의 용해도 및 재생특성 그리고 희석제첨가에 따른 영향을 조사하였다. 이산화탄소 용해도는 흡수평형압력 25bar조건에서 두 이온성 액체 모두 0.6 mole $CO_2$/mole ILs의 비슷한 흡수력을 보였다. 재생성능의 경우 탈착 전 후의 흡수력 차가 약 7%로 양호한 재생력을 나타냈다. 점도 감소를 위하여 sulfone 희석제를 첨가하여 조사한 결과 흡수력에서 약 15%가량 감소함을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권2호
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• pp.8-15
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• 2011

제습기의 역할은 태양열제습냉방시스템 요소 중에서도 매우 중요하다. 본 논문은 이러한 특성에 맞추어 제작된 장치를 갖고서 제습능력에 영향을 미치는 유량비를 바꾸어 실험한 결과이다. 실험은 크기가 $40m^3$인 항온항습실을 대상으로 이루어졌으며, 향류형 제습기의 수직 높이는 0.4m로 고정되었다. 또한 충진층은 액체흡수제와의 접촉면을 넓게하기 위하여 플라스틱 충진재로 채워져 있으며, 흡수제의 온도는 빠른 변화를 보기 위하여 $15^{\circ}C$로, 농도는 40%로 고정하였다. 액체흡수제의 유량과 습도가 높은 공기의 유량을 각각 3단계로 바꾸어 실험한 결과, 풍량이 높을수록 제습기 효과는 낮아졌으나, 전체적인 제습량에서는 많아졌다. 한편, 제습기에서 액체흡수제 유량이 많을수록 제습되는 수분량이 많아졌으나, 시간의 변화에 따라 제습되는 속도는 현저하게 낮아졌다. 따라서, 향후 실험에서는 유량의 변화 폭을 더욱 확대해서 많은 실험 결과를 확보하고, 이를 모델링화 하여 높은 정확도를 예측할 필요가 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.648-652
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• 2016

본 연구에서는 구아니딘계 초염기인 1,1,3,3-테트라메틸 구아니딘(TMG)과 에틸렌 글라이콜로 구성된 비수계 흡수제를 충진탑에 적용하여 이산화탄소 흡수특성을 고찰하였다. 흡수탑은 내경이 1 in이고 높이는 0.6 m이며 탑 내부는 $0.16in{\times}0.16in$의 규격을 갖는 다공 충진물로 채웠다. 흡수탑에서의 이산화탄소 제거 효율에 대한 흡수제 농도, 조업온도 등의 영향 뿐 아니라 이들이 물질전달 저항에 미치는 영향을 고찰하였다. 이산화탄소에 대한 TMG의 로딩값은 약 ${\alpha}=1.0mol_{CO2}/mol_{TMG}$에 달하였으며 이산화탄소가 적게 로딩된 흡수제에서는 총괄 물질전달 계수가 TMG의 농도에 비례하였으나 ${\alpha}=0.5$ 이상의 로딩값에서는 총괄 물질전달계수가 오히려 감소하였다. 이는 흡수제의 이산화탄소에 대한 로딩값에 따른 흡수제 점도 증가로 인한 액체상에서의 물질전달 저항 증가로 해석할 수 있다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.17-24
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• 2006

최근에 에너지절약 차원에서 종래의 공조방식을 대신할 새로운 냉난방시스템 개발이 요구되고 있는데, 본 논문에서는 태양열 집열기를 이용하는 데시컨트 시스템 중 제습역할을 실질적으로 담당하는 제습기의 충진층 부분에서의 열 및 물질전달에 관한 일련의 해석 결과를 발표하고 있다. 제습과정에서 액체흡수제는 충진층에서 열 뿐만 아니라 물질전달을 수반하게 되는데, 이 결과 건물에 냉방 및 난방효과를 가져다 준다. 따라서 이 충진층의 최적 설계가시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 무엇보다도 중요한데, 이를 위해서는 충진층에서의 열 및 물질전달 양상을 규명하여야 한다. 따라서 금번 실험에서는 공기와 액체흡수제와의 접촉면적을 넓히기 위해서 충진재로써 3cm(직경) ${\times}$ 3cm(높이)인 시판중인 플라스틱 재질을 사용하고, 실질적으로 40cm(너비)${\sim}$40cm(깊이)${\times}$40cm(높이)의 충진층을 직접 제작하여 실험을 행하였다. 그 결과, 공기측 열 및 물질전달 계수는 공기 온도와 밀접한 관계를 갖고 있으며, 또한 물질전달계수는 열전달계수와 같은 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.33-38
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• 2002

In order to find out whether solar air conditioning system could be applied to building or not, the performance and evaluation on thermal environment of the system suggested was done during summer. A solar model house was constructed to find out the performance and thermal environment evaluation when it actually operated outside. As a result, regeneration rate increased rapidly when LiCl solution temperature was over $50^{\circ}C$ and the regeneration rate was $13\sim15kg$ during 9 hours operation. Furthermore the dehumidification rate was 12kg at maximum during 10 hours operating of a dehumidifier and indoor temperature and relative humidity was $28.4^{\circ}C$ and 39.1% in average respectively. On evaluation of thermal environment during summer, PMV value was slightly high, but thermal sensation vote was 71% within the comfort zone.