• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권3호
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• pp.783-787
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• 2013

The separation and capture process of carbon dioxide from power plants is garnering interest as a method to reduce greenhouse gas emissions. In this study, aqueous alkanolamine solutions were studied as absorbents for $CO_2$ capture. The solubility of $CO_2$ in aqueous alkanolamine solutions was investigated with a continuous stirred reactor at 313, 333 and 353 K. Also, the heat of absorption ($-{\Delta}H_{abs}$) between the absorbent and $CO_2$ molecules was measured with a differential reaction calorimeter (DRC) at 298 K. The solubility and heat of absorption were determined at slightly higher than atmospheric pressure. The enthalpies of $CO_2$ absorption in monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) were 88.91, 70.44, 44.72, and 63.95, respectively. This investigation showed that the heat of absorption is directly related to the quantity of heat for absorbent regeneration, and is dependent on amine type and $CO_2$ loading.

• 에너지공학
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• 제17권4호
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• pp.241-246
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• 2008

화석연료 사용에 의한 이산화탄소의 증가는 지구온난화의 주요인으로, 세계적으로 배출량을 줄이려는 노력을 기울이고 있다. 알카놀아민 수용액을 이용한 흡수법은 산성가스를 제거하기 위하여 폭 넓게 사용되고 있고, 특히 배가스로부터 나오는 이산화탄소의 제거에 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알카놀아민 수용액을 사용하여 이산화탄소 흡수시에 나타나는 흡수특성을 연구하였다. 기/액 평형 실험 장치를 사용하여 이산화탄소의 평형분압(${P_{CO_2}}^*$)과 이산화탄소 최초 1회 주입 후 평형에 도달하는 시간을 측정하여 $60^{\circ}C$에서 각각 흡수 용량과 흡수 속도를 계산하였다. 실험 결과 MEA 10wt%에서의 흡수용량은 낮은 온도($40^{\circ}C$)에서 우수하였고, 평형부하 0.5부근에서 이산화탄소가 포화되었음을 알 수 있었다. 흡수제에 따른 흡수용량은 AMP>DEA>MEA, 흡수속도는 MEA>AMP>DEA. 순으로 나타났다. 따라서 가장 우수한 성능을 가진 흡수제를 선정하기 위해서는 흡수용량과 흡수속도를 동시에 고려해보아야 한다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제3권2호
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• pp.137-142
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• 1999

One of the most important parameters required to model the absorption of CO2 into aqueous alkanolamine solutions is physical solubility. However, since CO2 reacts in amine solutions, its physical solubility cannot be measured directly. As a result, a nonreacting gas which is similar to CO2 has to be used such as N2O. The solubility of nitrous oxide (N2O) in aqueous solutions of 0wt%-50wt% MDEA, 0wt%-30wt% DEA, and 50wt % total amine with DEA/MDEA molar ratios of 0.05, 0.25, 0.5 and 0.67 was measured using a modified Zipperclave reactor over a temperature range of 293-353 K with near atmospheric partial pressures of N2O. the solubility data from this work were K with near atmospheric partial pressures of N2O. The solubility data from this work were found to be in good agreement with previously reported data where available.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.883-892
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• 2009

본 논문에서는 대표적인 이산화탄소 흡수제인 알칸올아민계 흡수제(MEA, AMP, DEA, MDEA)를 사용하여 각 흡수제의 구조에 따른 열화특성을 평가하였다. 흡수제의 열화는 산화성열화(oxidative degradation)와 열적열화(thermal degradation)의 두 가지로 나누어 생각할 수 있다. 산화성열화 실험은 $30^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$의 저온 실험장치에서 이산화탄소 ($CO_2$)와 산소($O_2$)에 대한 열화도를 평가하였으며 열적열화는 $130^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$의 고온에서 이산화탄소에 대한 열화도를 평가하였다. 실험 결과, 흡수제의 산화성열화는 DEA의 열화가 가장 크게 나타났다. 또한, 흡수제의 열적열화는 $150^{\circ}C$에서 대부분의 흡수제에서 발생하였는데 그 중 MEA와 DEA의 열화가 가장 심하였다. 결론적으로 내열화성 측면에서 1차 아민이지만 3차 탄소에 결합되어 입체장애를 갖는 AMP가 가장 우수한 흡수제인 반면, 2차 아민이며 분자내 OH기를 2개 가지며 아민이 노출된 DEA가 열화도 측면에서 가장 좋지 못한 흡수제로 나타났다. 본 논문에서는 다양한 흡수제의 기본구조에 따른 열화 안정성을 평가하여 이산화탄소 흡수를 위한 알칸올아민 흡수제 개발의 기초 자료를 제시하고자 하였다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.146-153
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• 2014

본 연구에서는 입체장애 알카놀아민 첨가제인 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP)과 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올(amino-2-methyl-1,3-propanediol, AMPD)가 $K_2CO_3$ 흡수액의 이산화탄소 흡수속도와 $KHCO_3$ 고체염의 석출에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 흡수온도 $40^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$에서 wetted-wall column을 이용하여 흡수속도와 이산화탄소 평형분압을 측정한 결과, 30 wt%의 고농도 $K_2CO_3$에 대해 5 wt% AMP와 AMPD는 흡수속도를 증가시키는 동시에 평형분압을 감소시켜, 흡수촉진제로서 흡수성능을 향상시키는 것으로 확인되었다. 또한, 회분식 냉각결정화 실험 결과, 복수의 히드록실기를 포함하는 AMPD가 흡수액을 냉각시 석출되는 $KHCO_3$ 고체염의 양을 증가시키는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권7호
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• pp.755-760
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• 1996

Sol-gel processing was used to prepare PZT fibers. Titanium isopropoxide Zirconium n-butoxide and lead acetate trihydrate were used as starting materials and TEA(triethanolamine) was added to form stabilized Pb-Ti-Zr complex alkoxide, Effects of catalysts and various solvents on the state of precursor sol gelation reaction fiber spinnability pyrolysis and crystallization were also investiated.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.185-191
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• 2014

본 논문에서는 저농도 $CO_2$ 조건에서 알카놀아민 흡수제 별 $CO_2$ 흡수 특성을 도출하였다. 단일흡수제의 경우 MEA 농도가 1 wt%, 2 wt%, 3 wt% 증가 시 $CO_2$ 흡수량은 0.34 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.32 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.30 mol-$CO_2/mol$-absorbent로 감소하였고, AMP 농도가 1 wt%, 2 wt%, 3 wt% 증가 시 $CO_2$ 흡수량은 0.32 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.30 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.28 mol-$CO_2/mol$-absorbent로 감소하였다. 혼합흡수제의 경우 MEA 0.5 wt%와 AMP 0.5 wt%을 혼합했을 때 0.52 mol-$CO_2/mol$-absorbent로 최대치를 나타냈다.

• 한국대기환경학회지
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• 제17권5호
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• pp.407-414
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• 2001

In this study, the absorption kinetics of $CO_2$onto a mixture of AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol) MEA (monoethanolamine) water were investigated at 30 and 4$0^{\circ}C$ using a packed absorption tower. Solubility and absorption rate of $CO_2$into alkanolamine solutions and optimal condition of $CO_2$absorption process were investigated. The experimental conditions are as follows; temperature of 30 and 4$0^{\circ}C$, gas flow rate of 3ι/min for the absorption tower, and liquid flow rate of 0.1ι/min. Feed gas was a mixture of 85% $N_2$and 15% $CO_2$. The experimental results showed that AMP had greater solubilities and faster absorption rates than MEA and DEA. In addition, MEA had the fastest initial reaction rate. To improve the properties of AMP which have low initial reaction rate and high cost, AMP was used with MEA. The mixing ratio was also changed in constant total molarity of 1,2,3 and 4. The experimental results can be summarized as follows: (1) in solubility experiment, the addition of MEA in constant total polarity decreased the solubility of $CO_2$in AMP/MEA mixture. (2) from 0 to about 0.3 in mixing ratio, the solubility of $CO_2$in AMP/MEA mixture had little differences compared with the sum of solubility of AMP only and solubility of MEA only . (3) mixing ratio of 0.3 was found to be an optimal point with the fastest $CO_2$absorption rate.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.639-645
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• 2009

알카놀아민흡수제에 대한 $CO_2/SO_2/NO_2$의 흡수속도를 살펴보기 위해 현재 널리 사용되는 흡수제인 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP)와 monoethanolamine(MEA)를 비교하기 위하여 평면교반조에서 $CO_2/SO_2/NO_2$의 흡수속도실험을 수행하여 흡수속도와 반응속도상수를 구하였다. 반응속도상수는 실험값으로부터 구할 수 있으며 실험은 다양한 실험조건에서 수행되었다. 각각의 흡수제에 대하여 3, 5, 10 wt.%으로 농도가 증가함에 따라 흡수속도는 AMP와 MEA AMP가 MEA에 비해서 약 14~20% 높은 것으로 나타났다. $CO_2$, $SO_2$ 그리고 $NO_2$는 각각의 영역에서 기-액 접촉계면을 통해 액상으로 전달되는 기체의 확산속도와 액상 내에서 일어나는 반응속도의 상대적 크기에 따른 흡수속도를 예측할 수 있다. 또한 $CO_2$ 흡수공정에 있어서 일정분압 이상의 $SO_2$와 $NO_2$는 $CO_2$ 흡수속도 및 흡수용량에 영향이 있기 때문에 흡수탑으로 유입되기 전 복합가스의 분압조정이 반드시 필요할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.383-389
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• 2014

이산화탄소 흡수공정은 대규모의 이산화탄소를 처리하는데 유리하지만, 다량의 흡수액을 재생하는데 필요한 현열과 증발열로 인한 에너지 비용 상승이 단점으로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위해 이산화탄소를 흡수한 탄산칼륨 흡수액을 냉각 결정화시켜, 다량의 물로부터 이산화탄소가 많이 포함된 중탄산칼륨 결정을 선택적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 이산화탄소 분리효율을 높이기 위해 입체 장애 알카놀아민 첨가제를 도입하여, 이들이 중탄산칼륨 연속식 결정화에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 결정의 석출량은 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, AMPD), 2-아미노-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, AHPD)의 순서로 증가하였으며, 반용매로 작용하는 첨가제들의 히드록실기 개수와 관계가 있는 것으로 나타났다. 탄소 핵자기공명분광 분석 결과, 첨가제들은 입체 장애 효과에 의해 중탄산 이온의 생성을 유도하고 과포화도를 상승시킨 것으로 나타났다. 또한, 첨가제들은 과포화도 상승을 통해 평균 입도와 결정 성장 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 입체 장애 알카놀아민 첨가제는 중탄산칼륨 결정화를 촉진함으로써, 물로부터 이산화탄소의 분리효율을 향상시키고 재생에너지를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.