• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.44-51
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• 2006

유동층 반응기에서 세 가지 석회석의 $CO_2$ 흡수능력에 미치는 반복횟수와 $SO_2$ 농도의 영향을 연구하였다. 측정된 $CO_2$ 흡수능력은 반복횟수가 증가하고 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 한편 $SO_2$ 흡수능력은 반복횟수와 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 총괄칼슘이용률은 반복횟수가 증가함에 따라 감소하였으나 총괄칼슘이용률에 대한 $SO_2$ 농도의 영향은 석회석의 종류에 따라 다른 경향을 나타내었다. Strassburg 석회석의 경우 총괄칼슘 이용률은 $SO_2$ 농도가 증가함에 따라 감소하는 반면, Luscar 및 단양 석회석의 경우에는 본 연구의 실험범위 내에서 $SO_2$ 농도에 무관한 경향을 나타내었다. 본 연구의 실험결과에 의하면 연소배가스 중 $SO_2$의 존재는 석회석의 $CO_2$ 흡수능력을 감소시키며 석회석의 황하반응 경향이 $CO_2$ 흡수능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.365-370
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• 2012

국내 초임계 석탄화력발전소에 연소 후 $CO_2$ 포집공정을 설치하였을 경우에 예상되는 발전단가와 $CO_2$ 저감비용(Cost of $CO_2$ avoided)을 산출하였다. 본 연구에서 고려된 연소 후 $CO_2$ 포집기술은 이미 상업적으로 적용이 가능하고, 기존의 화력발전에 적용이 용이한 아민 화합물을 이용한 화학 흡수법을 기초로 하였으며, 경제성 평가를 위해 연간 발생하는 비용 및 발전량을 연간 균등화(Levelized)하여 발전단가를 산정하는 수명기간 중 발전단가 분석(LCCA: Life Cycle Cost Analysis) 방식을 활용하여 분석하였다. 경제성 평가에서 가장 중요한 항목 중 하나인 설비 투자비(건설비 등) 및 운영비 산출을 위해, 기존의 $CO_2$ 포집 설비가 없는 기준 석탄화력발전소의 건설비는 IEA(국제에너지기구)에서 제시하는 국내 초임계석탄화력 발전소(순출력 767 MW급)의 데이터를 활용하였으며, 석탄화력발전소에 $CO_2$ 포집설비가 추가된 경우에도 IEA에서 제시하는 기준 석탄화력발전소와 $CO_2$ 포집설비 설치 후의 OECD 평균 순공사비(Overnight cost) 증감분을 참조하여 계산하였다. 상기 데이터를 이용하여 기존 석탄화력발전소 및 $CO_2$ 포집 설비 설치 후의 발전단가 및 $CO_2$ 포집비용을 분석한 결과 $CO_2$ 포집설비 설치 후 발전 효율은 기존 초임계 석탄화력발전소의 발전효율 41%에서 31.6%로 약 9.4%가 저하되었으며, 발전단가는 기존의 45.5 USD/MWh에서 73.9 USD/MWh로 약 62%가 증가되었고 $CO_2$ 포집비용은 41.3 USD/$tCO_2$로 산출되었다.

• 세라미스트
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• 제22권3호
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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.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제12권1호
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• pp.19-23
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• 2022

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.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.13-18
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• 2019

The high energy penalty in amine-based post-combustion CO₂ capture process is hampering its industrial scale application. An advanced process is designed by intensive heat integration within the conventional process to reduce the stripper duty. The study presents the technical feasibility for stripper duty reduction by intensive heat integration in CO₂ capture process. A rigorous rate-based model has been used in Aspen Plus® to simulate conventional and advanced process for a 300 MW coal-based power plant. Several design and operational parameters like split ratio, stripper inter-heater location and flowrate were studied to find the optimum values. The results show that advanced configuration with heat integration can reduces the stripper heat by 14%.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제8권6호
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• pp.360-367
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• 2003

Our research objectives are to determine under what conditions microalgal-based $CO_2$capture from flue gases is economically attractive. Specifically, our objective here was to select microalgae that are temperature, pH and flue gas tolerant. Microalgae were grown under five different temperatures, three different pH and five different flue gas mixtures besides 100% $CO_2$(gas concentrations that the cells were exposed to ranged 5.7-100% $CO_2$, 0-3504ppm SO$_2$, 0-328ppm NO, and 0-126ppm NO$_2$). Our results indicate that the microalgal strains tested exhibit a substantial ability to withstand a wide range of temperature (54 strains tested), pH (20 strains tested) and flue gas composition (24 strains tested) likely to be encountered in cultures used for carbon sequestration from smoke stack gases. Our results indicate that microalgal photosynthesis is a limited but viable strategy for $CO_2$capture from flue gases produced by stationary combustion sources.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2016

기후변화의 가장 큰 원인 중 하나로 지목되는 이산화탄소의 배출량을 절감하기 위해 제안된 Carbon Capture and Storage (CCS) 전체공정의 에너지 및 비용저감이 시급한 현 시점에서 효율적인 연계공정의 도출이 중요하며 본 연구에서는 연소 후 습식아민 공정을 이용한 포집공정과 압축공정의 간의 연계를 통해 에너지를 저감할 수 있는 방법을 제안한다. 이는 기기적 증기 재압축 시스템 을 적용하여 압축기에 사용되는 전기에너지를 열에너지의 형태로 변환함으로써 포집공정에 필요한 리보일러의 에너지 사용량을 감소시키는 방법이다. 본 공정개선안은 압축기에 필요한 추가적인 투자비용 및 전기에너지를 고려하더라도 고압의 이산화탄소를 생산함과 동시에 전체적인 에너지 사용량을 절감시키는 장점이 있다. 또한 본 연구에서는 실제 Test Bed의 운전 결과를 통한 모델을 활용함으로써 보다 신뢰성 있는 절감 효과를 제안하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.516-521
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• 2012

본 연구는 연소기체로부터 $CO_2$ 기체를 포집하는 기포 유동층 흡착 및 재생 반응기 공정의 주요 운전변수의 영향을 조사하기 위해서 단순화된 공정모델을 개발하였다. 반응속도와 반응기에서 고체입자의 평균체류시간을 이용하여 흡착탑과 재생탑에서 각 반응 전환율을 계산하였다. 실험실 규모 기포 유동층 공정에 적용하여 $CO_2$ 포집효율에 대한 온도, 기체유속, 고체순환속도, 연소기체 중 수분농도의 영향을 조사하였다. $CO_2$ 포집효율은 흡착탑의 온도 혹은 유속이 증가함에 따라서 감소하였다. 그러나 연소기체의 수분농도 혹은 재생탑의 온도가 증가함에 따라서 증가하였다. 계산된 $CO_2$ 포집효율은 측정값과 잘 일치하였다. 그러나 본 모델은 $CO_2$ 포집효율에 대한 고체순환속도의 영향과 잘 일치하지 않았다. 이의 해석을 위해서는 기체-고체 접촉효율에 대한 이해가 더 필요하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.83-94
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• 2016

Performance of absorbent for post-combustion $CO_2$ capture was measured and discussed. Fully saturated fresh absorbent (P2-15F) and absorbents sampled from absorption and regeneration reactor of continuous $CO_2$ capture process, P2-15A, P2-15R, respectively, were used as representative absorbents. Small scale fluidized bed reactor (0.05 m I.D., 0.8 m high) which can measure exhaust gas concentration and weight change simultaneously was used to analyze regeneration characteristics for those absorbents. Exhausted moles of $CO_2$ and $H_2O$ were measured with increasing temperature. $H_2O/CO$ ratio and working capacity were determined and discussed to confirm reason of reactivity decay after continuous operation. Moreover, possibility of side reaction was checked based on the $H_2O/CO_2$ mole ratio. Finally, suitable regeneration temperature range was confirmed based on the trend of working capacity with temperature.

• 대한환경공학회지
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• 제35권5호
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• pp.340-349
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• 2013

본 연구에서는 해수를 이용하여 석탄 화력발전소에서 발생하는 $CO_2$를 포집하기 위해 발전소에서 수급이 용이한 비산재, NaOH, $Ca(OH)_2$를 해수에 첨가하여 제조된 흡수제의 $CO_2$ 포집 성능을 고찰하였다. 비산재가 첨가된 해수의 $CO_2$ 포집성능은 순 해수에 비해 높아 비산재의 $CO_2$ 포집 효과는 유효하다. 그러나 해수 내 다양한 이온들에 의해 증류수에서 보다 비산재 내 유효 성분들의 침출량과 침출속도가 제한적이다. NaOH가 첨가된 해수는 $OH^-$ 손실이 일어나 증류수에 비해 $CO_2$ 포집량이 낮았고 다양한 이온의 상호 작용에 의해 포집 속도가 낮았다. $Ca(OH)_2$를 첨가한 경우, 해수에서의 $CO_2$ 포집 성능은 증류수 보다 높았는데 이는 해수 내 이미 존재하고 있던 $Ca^{2+}$ 중 일부가 탄산화 반응에 참여했기 때문으로 판단된다.