• 한국대기환경학회지
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• 제21권5호
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• pp.507-513
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• 2005

Increasing amounts of anthropogenic $CO_2$ emitted to the atmosphere are believed to be a significant factor in global climate change. Hence, the method of chemical absorption has been suggested to separate and recover acid gases such as $CO_2$. In this study, the characteristics of absorption and regeneration of $CO_2$ for the absorbent which adding HMDA (hexamethylenediamine) into AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol), hindered amine, was investigated in lab-scale absorption/regeneration reactor. As a result of this study, the removal efficiency of $CO_2$ increased when adding $5.9\%,\;11.7\%\;and\;23.4\%$ HMDA into $30\%$ AMP respectively. Also, the removal efficiency of $CO_2$ increased $6.5\%,\;8.4\%,\;10.3\%$ respectively as compared to AMP alone when the gas flow rate was 7.5 SL/min. In addition, all absorbents used in the study revealed the high stripping efficiency, which was almost $99\%$, at the temperature of $110^{\circ}C$. Thus, the regeneration tower should be operated at $110^{\circ}C$. At this time, the concentration of exhausted $CO_2$ was higher than $99\%$.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.53-61
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• 2004

Absorption potential of desiccant solution significantly decreases after absorbing moisture from humid air, and a regeneration process requires a great amount of energy to recover absorption potential of desiccant solution. In an effort to develop an efficient solar water heater, this study examines a regeneration process using hot water obtained from solar water heater to recover absorption potential by evaporating moisture in the liquid desiccant. In this paper, a solar absorption dehumidifying system with solar water heater is suggested to save the electricity for operating an air conditioner. LiGl(lithium chloride) solution was adopted as a liquid desiccant in the proposed system, and hot water obtained from the solar water heater was used for regenerating the liquid desiccant. As a result, it was clear that the dilute LiCl solution could be regenerated by hot water, and the regeneration rate depends mostly on temperature level of liquid desiccant. The regeneration rates were about 2.4kg/h with $40^{\circ}C$, 4.0kg/h with $50^{\circ}C$, and 6.2kg/h with $60^{\circ}C$ of hot water respectively.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.253-258
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• 2010

암모니아수를 이용한 이산화탄소 흡수분리공정에서 흡수액의 재생조건(온도, 압력)이 이산화탄소 흡수성능에 미치는 영향을 조사하였다. 실험에 사용된 흡수액은 탄산암모늄($(NH_4)_2CO_3$)을 물에 용해시키어 $CO_2$ 로딩($mol\;CO_2/mol\;NH_3$)이 0.5, 용액 내의 암모니아수 농도가 14, 20, 26 및 32 wt%로 되도록 제조하였고, 이산화탄소의 흡수에 앞서 재생압력(6~18 bar)을 조절하면서 $120{\sim}160^{\circ}C$의 온도범위로 제조된 흡수액을 가열하여 재생하였다. 재생된 흡수액을 기포 반응기에 넣고 12 vol%의 $CO_2$를 함유한 기체를 주입하여 흡수반응을 수행하였다. 실험결과 26 wt%의 암모니아수가 대체적으로 $CO_2$ 흡수량이 높았으며, 특히 재생온도가 $150^{\circ}C$, 재생압력이 14 bar일 때의 $CO_2$ 흡수량은 본 연구의 실험조건에서 $45ml\;CO_2/g$ solution으로 가장 높은 값을 보였다. 적정을 통해 재생된 용액을 분석한 결과 재생압력이 높아질수록 암모니아 손실량은 감소하고, 재생온도가 높아질수록 암모니아 손실량이 증가하였다. 또한 암모니아 농도증가에 따라 암모니아 손실량이 비례적으로 증가하였다. Electrolyte NRTL 모델을 사용하여 Aspen Plus에 적용한 결과 실험 데이터와 거의 일치함을 보였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.7-14
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• 2003

Absorption potential of desiccant solution significantly decreases after absorbing moisture from humid air, and a regeneration process requires a great amount of energy to recover absorption potential of desiccant solution. In an effort to develop an energy efficient regenerator, this study examines a regeneration process using hot air heated by solar radiation to recover absorption potential by evaporating moisture in liquid desiccant. More specifically, this study is aimed at finding the optimum operating condition of the regenerator by utilizing a well-established statistical tool, so-called response surface methodology(RSM), which may provide a functional relationship between independent and dependent variables. It is demonstrated that an optimization model to find the optimum operating condition can be obtained using the functional relationship between regeneration rate and affecting factors which is approximated on the basis experimental results.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.539-546
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• 2007

Increasing emission of $CO_2$ significantly effects the global warming. Chemical absorption is one of separation methods of $CO_2$ from the industrial flue gases. In this study, the $CO_2$ removal efficiency as well as the $CO_2$ absorption amount of aqueous AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol) solutions were measured using the continuous absorption and regeneration apparatus. We investigated the effect of aqueous AMP+AEPD(2-amino-2-ethyl-1, 3-propanediol) and AMP+TIPA (triisopropanolamine) solutions to enhance absorption characteristics of AMP. As a result of this study, the absorption amount and $CO_2$ removal efficiency were increased with adding TIPA into 30 wt.% AMP. The absorption amount and $CO_2$ removal efficiency of aqueous 30 wt.% AMP+5 wt.% TIPA solution were $1.70\;kg-CO_2/kg-absorbent$ and 91.1%, while those of aqueous 30 wt.% AMP solution were $1.58\;kg-CO_2/kg-absorbent$ and 89.3%. In addition, aqueous 30 wt.% AMP+5 wt.% TIPA solution used in the study revealed the high stripping efficiency, which was almost 98%, at the temperature of $110^{\circ}C$. Thus, the temperature of regenerator should be operated at $110^{\circ}C$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.286-293
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• 2005

기체 수송층 흡수탑과 기포 유동층 재생탑으로 구성된 $CO_2$ 회수 공정에 대한 해석의 첫 단계로 이 공정에서 고체 순환특성을 해석하였다. 흡수제 고체 입자에 대한 입도별 물질수지를 해석하여 공정의 흐름에서 고체 흐름량과 입도 분포를 결정하였다. 실험실 규모 공정(흡수탑: 직경 25 mm, 높이 6 m; 재생탑: 직경 0.1 m, 높이 1.2 m)에서 고체순환특성을 모사하였다. 흡수탑의 입도분포는 재생탑의 입도분포와 거의 같았다. 흡수탑에서 유속과 정체층 높이가 증가함에 따라서 고체순환량과 새 흡수제 주입량은 증가하였다. 반면에 흡수탑 내 입자의 평균입경은 감소하였다. 흡수탑사이클론의 절단입도가 증가함에 따라서 고체순환속도는 감소하였으며, 새 흡수제 주입속도와 흡수탑 내 입자의 평균 입경은 증가하였다. 흡수제 입자의 마모계수가 증가함에 따라서 고체순환속도는 증가하고, 새 흡수제 주입속도는 증가하며, 흡수탑 내 입자의 평균입경은 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.294-298
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• 2005

연소기체로부터 이산화탄소를 흡수하는 유동층 공정에 사용되는 흡수제의 흡수 및 재생 반응특성을 측정 및 고찰하였다. 유동층 공정을 위해서 제조된 흡수제 Sorb NH의 흡수 및 재생 반응속도는 순수한 $Na_2CO_3$보다 더 빨랐다. 흡수 반응에서 Sorb NH의 겉보기 활성화에너지는 -10,100 cal/g mol, 순수한 $Na_2CO_3$의 겉보기 활성화에너지는 -12,200cal/g mol이었다. 재생반응에서 Sorb NH의 겉보기 활성화에너지는 약 12,050 cal/g mol, 순수한 $Na_2CO_3$의 활성화에너지는 약 11,320 cal/g mol이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1002-1007
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• 2012

에너지 수요의 지속적인 증가는 화석 연료의 사용을 통해 상당한 부분이 충족되고 있으며 이로 인한 이산화탄소의 배출은 지구온난화의 주요 원인으로 인식되고 있다. 대규모 발생원으로부터 이산화탄소를 포집하기 위한 방안의 하나로 흡수 공정이 적용되고 있으며, 흡수제의 흡수 및 재생으로 구성된 연속 순환 공정 특성상 흡수제의 특성뿐만 아니라 흡수 재생 운전 조건은 전체 공정 성능에 매우 중요한 부분을 차지한다. 이러한 최적의 운전 조건은 실제로 운전되고 있는 공정에서 찾아내는 것이 최선이라 할 수 있으나, 이를 위해 실제 상용 공정의 운전 변수를 임의로 변경하는 것은 공정 안정성 측면에서 현실적으로 불가능한 경우가 많다. 따라서 본 논문에서는 이러한 현실적인 제약을 극복하고자 흡수제의 기-액 상평형에 대한 이론적인 접근법을 적용하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 $CO_2$ 흡수 공정에서 최적 흡수 재생 조건 파악에 적용된 이론적인 접근법을 20 wt% Monoethanl amine (MEA) 수용액에 적용하여 흡수제의 최적 재생 조건을 예측하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 $CO_2$ 흡수 재생 공정에 사용할 경우, 재생 공정으로 공급하는 흡수액의 $CO_2$ 부하(loading)를 0.4 이하로 유지하는 것이 필요한 반면, 20 wt% MEA 수용액을 사용하는 경우에는 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 대한 제한이 필요 없음을 알 수 있었다. 최적 재생 온도는 이론적 접근법을 이용해서 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 따라 결정할 수 있으며, 재생된 흡수액의 $CO_2$ 부하는 흡수 공정에서 필요한 $CO_2$ 흡수량에 따라 결정되고 이를 기준으로 최적 재생 온도에 해당하는 열원의 공급량을 결정할 수 있게 된다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 실험실 규모의 연속 $CO_2$ 흡수 재생 실험에서 최적 재생 조건을 비교적 정확하게 예측할 수 있었던 이론적 접근법을 20 wt% MEA 수용액에 적용하여 최적 재생 조건 예측에 적용할 수 있음을 확인하였고, 실제 화학흡수제를 이용한 $CO_2$의 흡수 재생 공정의 설계 및 운전에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권2호
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• pp.173-182
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• 2020

본 연구에서는 주류공장 내 고농도 CO₂ 제거 및 포집을 위해 L-alanine 흡수제를 적용하여 CO₂ 흡수, 탈리 효율을 평가 후 재생 성능을 확인하였다. 탈리공정의 효율적인 처리를 평가하기 위해 실험실 규모에서 Hot plate, Steam 두가지 탈리 방법을 비교하였으며 Hot plate는 약 10%, Steam의 경우 약 60%의 재생효율을 확인하였다. 따라서 주류공장 내 100㎥/min 실증화 규모에 Steam-Tower 탈리공정을 적용하여 최적조건을 평가한 결과 탈리 유량 4L/min 이하, Steam 온도 160℃ 이상, 탈리효율 85.5%로 확인할 수 있었다.