• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.645-651
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• 2008

본 연구에서는 30, 40, 50 wt% MDEA (N-methyldiethanolamine) 수용액을 이용하여 0~50 bar, $40{\sim}80^{\circ}C$의 조업조건에서 이산화탄소 흡수평형실험을 수행하여 연소전 이산화탄소 포집에 적용 가능한 고압조건에 대한 정보를 알고자 하였다. 또한 MDEA의 반응 속도를 증가시키기 위하여 piperazine 5.0~10.0 wt%를 첨가한 후 이산화탄소 흡수실험을 수행하였다. 그 결과 수용액 상 MDEA의 농도, 반응 온도가 증가함에 따라 평형 압력이 증가하였으며 반응온도가 높을수록 흡수속도가 증가하였다. Piperazine을 첨가한 MDEA 수용액은 MDEA 40 wt% 단독 흡수제에 비해 초기 반응에서 2.5배에 가까운 반응속도와 16% 가량 증대된 흡수능을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.3334-3340
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• 2011

본 연구에서는 GTL (Gas To Liquids) 파일럿 공정의 설계를 위한 아민 수용액을 이용한 이산화탄소 제거공정에 대한 전산모사를 수행하였다. 이산화탄소 제거를 위한 용매로써 30wt% DEA(diethanol amine) 수용액을 사용하였으며, 공정 배열은 흡수탑과 탈거탑의 2기의 column을 사용하였다. 전산모사를 위해서 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 9.0을 사용하였으며 열역학 모델식으로는 amine special package내의 Kent-Eisneberg 모델식을 사용하였다. 전산모사를 통해서 이산화탄소 제거공정에 대한 열 및 물질수지를 도출하였으며, 흡수탑과 탈거탑에 대한 충진탑의 직경과 높이를 산출하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.492-497
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• 2008

기-액 흡수 평형장치에서 이온성액체와 아민수용액의 이산화탄소 흡수특성을 평가하였다. 9가지의 이온성액체와 두 종류의 아민수용액의 이산화탄소 압력에 따른 흡수특성과 시간에 따른 흡수속도를 측정하였다. 이온성액체의 양이온과 음이온을 변화시켜 이산화탄소흡수에대한 이온의 영향을 알아보았다. 아민수용액은 이온성액체보다 높은 이산화탄소 흡수능과 빠른 흡수속도를 보였다. 이온성액체 중에서는 1 bar에서 $0.14molCO_2/molIL$의 흡수능을 보인 [emim][$Tf_2N$]이 가장 우수한 효율을 보였다. 흡수반응온도가 증가할 수 록 이산화탄소 흡수능은 급격한 감소를 보였다. 이산화탄소 흡수에는 이온성액체의 음이온이 주된 역할을 수행하며 양이온은 부가적인 역할을 수행하는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.590-593
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• 2007

물을 함유한 공극 크기 6, 30, 100 nm의 실리카겔에 이산화탄소 및 메탄을 반응시켜 온도$0{\sim}4$ $^{\circ}C$, 압력 $15{\sim}40$ bar 의 범위에서 가스 하이드레이트 생성속도를 측정하였다. 공극 크기가 작아짐에 따라 특정 온도에서의 평형압력이 높아지는 열역학적 특성을 감안하여 통일한 압력차 (평형압력과 실험압력의 차)를 얻을 수 있도록 조건을 설정하였다. 이산화탄소의 경우 통일 온도에서 하이드레이트 생성속도는 일반적으로 압력이 높아짐에 따라 가속되는 것을 알 수 있었다. 단위 물 당 포집되는 이산화탄소의 양은 최대 1.0을 넘지 못하였다. 또한 하이드레이트 생성을 위해 필요한 유도시간 (induction time)이 2내지 8시간 수준으로 매우 길었다. 공업적인 하이드레이트 이용을 위해서는 빠른 생성속도가 필요한 만큼 유도시간을 단축, 없애기 위해 계면활성제로 황산 도데실 나트륨 (sodium dodecyl sulphate)이 첨가된 수용액을 이용하였다. 계면활성제가 포함된 수용액에서의 하이드레이트 생성은 유도시간이 사라져 매우 빠르게 바뀌었고, 포집되는 이산화탄소도 15% 정도 증가되었다. 메탄의 경우에는 공극 크기가 작아질수록 하이드레이트 생성속도 및 가스 포집도가 저하되는 결과를 보였다. 이산화탄소의 경우와는 다르게 유도시간이 나타나지 않았으며 비교적 높은 가스 포집도를 얻기 위해서는 평형압력과 실험압력의 차이가 최소 2.0MPa 이상이어야 했다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.284-290
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• 2010

본 연구에서는 이산화탄소 포집 기술에 적용할 수 있는 흡수제인 $K_2CO_3$와 homopiperazine (homoPZ)을 이용한 혼합 수용액을 사용하여 이산화탄소 흡수 특성을 연구하였다. 기액 흡수평형(VLE) 장치를 사용하여 60, $80^{\circ}C$에서 이산화탄소 평형분압($P_{CO_2}^*$)과 압력변화를 측정하였고, 40, 60, $80^{\circ}C$에서 반회분식(semi-batch) 흡수 장치를 사용하여 흡수능을 평가하였다. $K_2CO_3$ 수용액의 결정 생성 문제 개선과 $CO_2$ 흡수량 및 흡수속도 증대를 위해 고리형 diamine인 homoPZ를 증진제로 사용하였으며, 기존 연구된 MEA, $K_2CO_3$와 $K_2CO_3$/piperazine (PZ)과의 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 homoPZ를 첨가하였을 경우 $K_2CO_3$ 수용액보다 이산화탄소 평형분압이 낮아져 흡수능이 개선되었으며, 흡수속도는 $60^{\circ}C$에서 약 0.375배, $80^{\circ}C$에서 약 0.343배 향상되었다. $K_2CO_3$/homoPZ 수용액의 $CO_2$ loading capacity는 $60^{\circ}C$에서 $K_2CO_3$/PZ 수용액과 유사하였고, MEA 수용액보다는 우수하였다.

• 대한화학회지
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• 제54권4호
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• pp.479-486
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• 2010

본 연구의 목적은 과학적으로 논의가 되고 있는 탄산에 대한 고등학교 과학 교과서의 기술을 살펴보고 '탄산 용액'의 물리적인 특성을 MBL 기구를 이용하여 측정하고 교과서 자료와 비교하는 것이다. 네 가지 서로 다른 이산화탄소 수용액을 준비하여 분석하였다: 공기 중에 자연스럽게 노출된 수용액, 드라이아이스를 녹인 용액, $CO_2$ 버블링 용액 및 상업용 탄산수. 실험결과 이들 4가지 용액의 pH와 전기전도도는 각각 3.85 ~ 5.66 및 0.21 ~ 272.1 ${\mu}S$/cm의 범주에 있다는 것을 밝혔다. 이중에서 $CO_2$ 버블링 용액의 평형상수($K_{a1}$)를 $5.7{\times}10^{-7}$으로 추산할 수 있는데 이것은 교과서에 기재되어 있는 탄산의 $4.3{\times}10^{-7}$과 실험오차 범위 안에서 비교할 수 있는 수치이므로 교과서 화합물이 순수 탄산이 아니라 수화된 이산화탄소와 탄산의 평형 혼합물을 의미한다. 한편 교과서 분석에 의하면 대부분의 고등학교 교과서가 탄산을 약산과 혈액의 완충용액의 예로 많이 들고 있지만 탄산과 이산화탄소 수용액을 구별한 고등학교 교과서는 없었다. 하지만 단 한 교과서에서 두 화학종을 화학식에 병기하였다.

• KSBB Journal
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• 제18권3호
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• pp.202-206
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• 2003

역미셀과 가압이산화탄소를 이용한 난백 lysozyme의 추출실험에서 일정한 압력의 이산화탄소를 유기용액에 가하였을 때 lysozyme의 추출율과 그 때 형성되는 역미셀의 크기, 즉 역미 셀 내부의 수분함량 ($W_{0}$)를 알아보았다. 이산화탄소로 가압된 상태에서도 수용액에서 유기용액으로의 lysozyme의 추출 경향은 실험조건인 수용액의 이온강도, pH, 유기용액의 계면활성제의 농도를 달리 하였을 때 기존의 다른 연구와 유사한 경향을 나타내었으며, 이산화탄소의 압력을 102 bar까지 증가시켰을 때 가장 높은 추출율을 나타내었다. 또한 이때 역미셀 내부의 수분함량 ($W_{0}$)을 측정한 결과, lysozyme의 추출율과 역미셀 내부의 수분함량은 비례함을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.161-169
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• 2005

PVDF(polyvinylidenefluoride)중공사막 접촉기를 이용한 이산화탄소의 흡수에 관한 수치모사 및 실험을 수행하였다. 흡수제로는 물 또는 모노에탄올아민(monoethanolamine, MEA) 수용액을 사용하였다. 수치모사결과, 막접촉기에서의 이산화탄소의 농도분포는 MEA 수용액을 흡수제로 사용하였을 경우가 물을 흡수제로 사용하였을 경우보다 흡수제 공급속도의 영향을 덜 받았으며, 이산화탄소의 흡수속도 및 물질전달계수는 MEA의 농도가 증가할수록 증가하였다. 실험을 통하여 얻은 이산화탄소의 물질전달계수를 수치모사결과 및 이론치와 비교한 결과, 물을 흡수제로 사용하였을 경우 물질전달계수는 실험값과 수치모사결과, 이론값이 모두 잘 일치하였다. 반면에 MEA 수용액을 흡수제로 사용하였을 경우에는 수치모사결과와 이론값은 잘 일치하였으나, 실험값은 플라즈마로 처리한 경우와 처리하지 않은 경우 모두 수치모사 결과보다 낮은 값을 나타내었다. 그러나 막접촉기에 사용된 중공사막의 내구성은 플라즈마로 처리시킨 막이 플라즈마처리를 수행하지 않은 막보다 우수하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.430-438
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• 2008

본 논문에서는 아미노산염의 일종인 글리신산나트륨(sodium glycinate) 수용액을 이산화탄소(CO$_2$) 흡수제로 사용하여 이산화탄소 분리회수 특성평가 실험을 수행하였다. 흡수제와 이산화탄소의 기-액 흡수평형 실험을 통하여 흡수제 농도 20 wt%와 30 wt%에서 글리신산나트륨과 상용 흡수제인 MEA의 분압에 따른 몰부하비(mol loading ratio)를 측정하여 이산화탄소 흡수능을 평가하였다. 또한, 기-액 흡수평형 결과를 바탕으로 2 t-CO$_2$/day 용량의 파일럿플랜트 실험을 수행한 결과, 이산화탄소 탈거가 MEA에 비하여 용이하게 일어나지 않아 상대적으로 낮은 이산화탄소 제거율을 얻었다. 이는 글리신산나트륨 고유의 입체구조에 기인하는 것으로 판단된다. 본 논문은 이산화탄소 흡수제로 아미노산염 계열 흡수제를 이용하여 실제 공정에 적용한 우리나라 최초의 연구결과로서 아미노산염의 흡수제로서의 가능성 파악에 큰 의의가 있다고 할 수 있다.

• 청정기술
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• 제14권4호
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• pp.281-286
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• 2008

Polyacrylamide (PAA) 수용액의 유변학적 특성이 $CO_2$의 흡수속도에 미치는 영향을 고찰하기 위해 $25^{\circ}C$, 1기압에서 평판조의 흡수기(교반조의 임펠러 크기 0.05 m, 교반속도 50 rpm)를 사용하여 PAA 수용액에 $CO_2$의 흡수실험을 행하였다. 제시한 Deborah수와 $CO_2$의 물질전달계수와의 상관관계식으로부터 물질전달계수를 구하여 triethanolamine을 첨가한 PAA수용액에서 $CO_2$의 화학흡수속도의 산출에 사용하였다. PAA수용액에서 $CO_2$의 흡수속도는 동일점도의 기준에서 뉴튼액체에서의 값보다 감소하였다.