Lee, Ji Hyun;Kwak, NoSang;Niu, Hongwei;Wang, Jinyi;Wang, Shiqing;Shang, Hang;Gao, Shiwang
Korean Chemical Engineering Research
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v.58
no.1
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pp.150-162
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2020
The proprietary post-combustion CO2 solvent (KoSol) developed by the Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) was applied at the Shanghai Shidongkou CO2 Capture Pilot Plant (China Huaneng CERI, capacity: 120,000 ton CO2/yr) of the China Huaneng Group (CHNG) for performance evaluation. The key results of the pilot test and data on the South Korean/Chinese electric power market were used to calculate the predicted cost of CO2 avoided upon deployment of CO2 capture technology in commercial-scale coal-fired power plants. Sensitivity analysis was performed for the key factors. It is estimated that, in the case of South Korea, the calculated cost of CO2 avoided for an 960 MW ultra-supercritical (USC) coal-fired power plant is approximately 35~44 USD/tCO2 (excluding CO2 transportation and storage costs). Conversely, applying the same technology to a 1,000 MW USC coal-fired power plant in Shanghai, China, results in a slightly lower cost (32~42 USD/tCO2). This study confirms the importance of international cooperation that takes into consideration the geographical locations and the performance of CO2 capture technology for the involved countries in the process of advancing the economic efficiency of large-scale CCS technology aimed to reduce greenhouse gases
Energy consumption is increased by rapid industrialization. As a result, climate change is accelerating due to the increase in CO2 concentration in the atmosphere. Therefore, a shift in the energy paradigm is required. Hydrogen is in the spotlight as a part of that. Currently 95% of hydrogen is fossil fuel-based reforming hydrogen which is accompanied by CO2 emissions. This is called gray hydrogen, if the CO2 is captured and emission of CO2 is reduced, it can be converted into blue hydrogen. There are 3 technologies to capture CO2: absorption, adsorption and membrane technology. In order to select CO2 capture technology, the analysis of the exhaust gas should be carried out. The concentration of CO2 in the flue gas from the hydrogen production process is higher than 20%if water is removed as well as the emission scale is classified as small and medium. So, the application of the membrane technology is more advantageous than the absorption. In addition, if LNG cold energy can be used for low temperature CO2 capture system, the CO2/N2 selectivity of the membrane is higher than room temperature CO2 capture and enabling an efficient CO2 capture process. In this study, we will analyze the flue gas from hydrogen production process and discuss suitable CO2 capture technology for it.
As the demand for fossil fuels continues to increase worldwide, carbon dioxide (CO2) concentration in the air has increased over the centuries. The way to reduce CO2 emissions to the atmosphere, carbon capture and sequestration (CCS) technology have been developed that can be applied to power plants and factories, which are primary emission sources. According to the climate change mitigation policy, direct air capture (DAC) in air, referred to as "negative emission" technology, has a low CO2 concentration of 0.04%, so it is focused on adsorbent research, unlike conventional CCS technology. In the DAC field, chemical adsorbents using CO2 absorption, solid absorbents, amine-functionalized materials, and ion exchange resins have been studied. Since the absorbent-based technology requires a high-temperature heat treatment process according to the absorbent regeneration, the membrane-based CO2 capture system has a great potential Membrane-based system is also expected for indoor CO2 ventilation systems and immediate CO2 supply to smart farming systems. CO2 capture efficiency should be improved through efficient process design and material performance improvement.
It is widely accepted that the prevention of global warming requires significant reductions in greenhouse gases, particularly CO2 emissions. Although fossil fuel-based power plants account for the majority of CO2 emissions, it is urgent to reduce CO2 emissions in industries that emit large amounts of CO2 such as steel, petrochemical, and oil refining. This paper examines the current status of CO2 emission in the domestic oil refining industry and CO2 emission sources in each unit process in the oil refining industry. Focusing on the previously developed CO2 capture process, cases and applicability of greenhouse gas reduction in FCC and hydrogen manufacturing processes, which are major processes constituting the oil refining industry, are reviewed.
The IMO has decided to proceed with the early introduction of EEDI Phase 3, a CO2 emission regulation to prevent global warming. Measures to reduce CO2 emissions for ships that can be applied immediately are required to achieve CO2 reduction. We set six different CO2 emission scenarios according to the type of ship and fuel, and designed a monoethanolamine-based CO2 capture process for ships using a rate-based model of Aspen Plus v10. The simulation model using Aspen Plus was validated using pilot plant operation data. A ship inevitably tilts during operation, and the performance of a tilted column decreases as its height increases. When configuring the conventional CO2 capture process, we considered that the required column heights were so high that performance degradation was unavoidable when the process was implemented on a ship. We applied a parallel column concept to lower the column height and to enable easy installation and operation on a ship. Simulations of the parallel column confirmed that the required column height was lowered to less than 3 TEU (7.8 m).
Direct air capture (DAC) refers to the process of permanently removing CO2 from the atmosphere by capturing CO2 that has been emitted into the atmosphere from the past to the present directly from the atmosphere. DAC is a process that captures CO2 that exists at 400 ppm in the atmosphere, so it has the problem of requiring a significant amount of air and high energy compared to CO2 capture from a point source such as exhaust gas from a coal-fired power plant. In this study, we aim to introduce the performance, characteristics, and processes of absorbents that can be applied to DAC, focusing on the DAC process using absorbents developed to date, and present challenges that must be overcome in future DAC technology development.
A drawback in the CO2 capture process using an aqueous amine solution is the high energy requirement for the regeneration process. In order to overcome this disadvantage, this study investigated CO2 capture characteristics using a biphasic absorbent in which isopropanol (IPA) was introduced into an aqueous solution of diethylenetriamine (DETA). When the IPA composition exceeded 20 wt% in 20 wt% DETA aqueous solution, the absorbent phase was liquid-liquid separated into a CO2-rich phase and a CO2-lean phase because of the low solubility of the salt formed by the reaction of CO2 with DETA in isopropanol. When the isopropanol composition in the DETA aqueous solution increased, the phase volume ratio of the CO2-rich phase to the volume of the CO2-lean phase increased; and, accordingly, the CO2 in the CO2-rich phase was more concentrated. The results of absorbing CO2 in a packed tower using 20 wt% DETA + IPA + water absorbent confirmed that both the CO2 absorption capacity and the absorption rate were higher than that of the 20 wt% DETA aqueous solution. When a biphasic absorbent composed of DETA + IPA + water is applied to CO2 capture, it can be expected to concentrate CO2 because of phase separation and thereby reduce regeneration energy owing to volume reduction of the CO2-rich phase.
Ha, Seongjin;Lee, Dongki;Jin, Wenji;Park, Dae-Hwan
Ceramist
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v.22
no.3
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pp.316-327
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2019
Carbon nitride has drawn broad interdisciplinary attention in diverse fields such as catalyst, energy storage, gas adsorption, biomedical sensing and even imaging. Intensive studies on carbon dioxide (CO2) capture using carbon nitride materials with various nanostructures have been reported since it is needed to actively remove CO2 from the atmosphere against climate change. This is mainly due to its tunable structural features, excellent physicochemical properties, and basic surface functionalities based on the presence of a large number of -NH or -NH2 groups so that the nanostructured carbon nitrides are considered as suitable materials for CO2 capture for future utilization as well. In this review, we summarize and highlight the recent progress in synthesis strategies of carbon nitride nanomaterials. Their superior CO2 adsorption capabilities are also discussed with the structural and textural features. An outlook on possible further advances in carbon nitride is also included.
Interest in hydrogen production to respond to climate change is increasing. Until now, hydrogen has been mainly produced through the SMR (Steam Methane Reforming) process using natural gas. A large amount of CO2 is emitted in the hydrogen production process through SMR, and the gas flow including CO2 generated in the SMR process has different characteristics for each emission source, so it is important to apply a suitable CO2 capture process. In the case of PSA tail gas or synthesis gas, the applicability of an amine-based process has been confirmed or demonstrated close to a commercial level. However, in the case of the flue gas generated from the reformer, it is still difficult to apply the conventional amine-based process because the partial pressure of CO2 is relatively low. Energy-saving innovative absorbents such as phase separation absorbents can be a solution to these difficulties.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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