• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.126-134
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• 2016

바이오 가스로부터 바이오 메탄을 생산하기 위해 물리흡수제 특성평가 및 $CO_2/CH_4$흡수 연구를 진행하였고, poly-propylene(PP) 중공사막 막접촉기에 적용해보았다. 물리흡수제 중 propylene carbonate (PC)는 PP 중공사막과 가장 높은 $58.3^{\circ}$ 접촉각을 보였고, 5 wt% PC를 물과 혼합할 경우 $90^{\circ}$ 이상의 접촉각이 관찰되었다. 또한 $CO_2$ 흡수실험에서 PC/물 혼합 흡수제는 물 흡수량(0.121 mmol/g) 보다 높은 0.148-0.157 mmol/g의 흡수량을 보이며, 막접촉기에 가장 적합한 물리흡수제로 선정되었다. PC/물 혼합 흡수제를 막접촉기에 적용 후 얻어진 $CO_2$ 제거율(98.0-97.8%)과 $CH_4$ 순도(98.5-98.3%)는 바이오 메탄으로서 매우 높은 가능성을 보여주었다. 하지만 PC/물 혼합 흡수제의 경우에는 물 흡수제와 비교하여 성능 변화가 매우 미비하였다. 이는 물보다 우수한 PC 흡수능과 함께 그에 따른 막접촉기 탈기 막 모듈 및 시스템 개선과 공급 유량 조절을 통해 $CH_4$ 손실 최소화 등 공정 최적화가 필요한 것으로 분석된다.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.391-396
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• 2016

한전 전력연구원에서 개발한 고효율 아민계 습식 $CO_2$ 흡수제(KoSol-5)를 적용하여 0.1 MW급 Test Bed $CO_2$ 포집 성능시험을 수행하였다. 500 MW급 석탄화력발전소에서 발생되는 연소 배가스를 적용하여 하루 2톤의 $CO_2$를 처리할 수 있는 연소 후 $CO_2$ 포집기술의 성능을 확인하였으며 또한 국내에서는 유일하게 재생에너지 소비량을 실험적으로 측정함으로써 KoSol-5 흡수제의 성능에 대한 신뢰성 있는 데이터를 제시하고자 하였다. 그리고 주요 공정변수 운전 및 흡수탑 인터쿨링 효율 향상에 따른 에너지 저감 효과를 테스트하였다. 흡수탑에서의 $CO_2$ 제거율은 국제에너지기구 산하 온실가스 프로그램(IEA-GHG)에서 제시하는 $CO_2$ 포집기술 성능평가 기준치($CO_2$ 제거율: 90%)를 안정적으로 유지하였다. 또한 흡수제(KoSol-5)의 재생을 위한 스팀 사용량(재생에너지)은 $2.95GJ/tonCO_2$가 소비되는 것으로 산출되었는데 이는 기존 상용 흡수제(MEA, Monoethanol amine)의 평균 재생에너지 수준(약 $4.0GJ/tonCO_2$) 대비 약 26% 저감 된 수치이다. 본 연구를 통해 한전 전력연구원에서 개발한 KoSol-5 흡수제 및 $CO_2$ 포집 공정의 우수한 $CO_2$ 포집 성능을 확인할 수 있었고, 향후 본 연구에서 성능이 확인된 고효율 흡수제(KoSol-5)를 실증급 $CO_2$ 포집플랜트에 적용할 경우 $CO_2$ 포집비용을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권1호
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• pp.149-154
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• 2003

기체투과성이 우수한 플라스틱 필름(0.03 mm LDPE)에 청매실을 담고, 각기 이산화탄소 제거제, 에틸렌 제거제와 이들의 혼합 제거제를 첨가하여 밀봉 포장한 후 상온에 저장하면서 무기질 및 펙틴 성분 변화를 측정하였다. 전반적으로 청매실은 저장 중 과실조직의 연화와 함께 알콜 불용성 고형물 및 가용성 펙틴의 Ca와 Mg 함량이 감소하였다. 또한 총 펙틴에 대한 가용성 펙틴의 구성비에 있어서 수용성 펙틴은 증가, 염산가용성 펙틴은 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 다른 포장구와 비교하여 에틸렌 제거제를 첨가한 포장구의 경우 무기질 함량의 감소가 현저하게 적었고 가용성 펙틴 구성비도 저장초기와 거의 비슷한 수준을 유지하였으며 저장 중 가용성 펙틴의 저분자화도 현저히 억제되었다. 이상의 결과로부터 기체투과성 플라스틱 필름과 에틸렌 제거제를 병용하는 포장방법이 상온 유통용 청매실의 과육 연화억제에 매우 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권6호
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• pp.1036-1042
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• 2002

'남고' 품종의 국내산 청매실을 $30\;{\mu}m$ 두께의 LDPE 필름 봉투에 넣고 탄산가스 흡착제로서 $Ca(OH)_2$, 에틸렌 흡착제로서 $KMnO_4$와 이들의 혼합 가스흡착제를 첨가하여 밀봉한 후 $25^{\circ}C$에 저장하면서 일반성분 및 호흡특성 변화를 관찰하였다. 저장중 적정 산도와 가용성 고형분은 감소하고 pH는 증가하여 숙성중 변화와 반대되는 경향을 보였으며, 청매실의 황화와 과육 연화에 의한 품질저하는 에틸렌 흡착제를 사용함으로써 현저히 억제되어 상온에서도 10일간 선도유지 효과를 확인할 수 있었다. 또한 에틸렌 흡착제를 첨가한 경우는 상온저장 10일 후에도 생리장해가 거의 발생되지 않았으며 호흡률의 변화도 거의 관찰되지 않았다. 청매실을 상온 유동할 때 적정 투과성의 플라스틱 필름에 밀봉포장하고 일정량의 에틸렌 흡착제를 사용함으로써 포장내부의 기체조성을 $CO_2$ 농도 7-8%, $O_2$ 농도 2-3%로 유지할 경우 안정적인 호흡패턴으로 생리적 장해를 억제하여 청매실의 신선도를 유지하는데 뚜렷한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제12권4호
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• pp.449-457
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• 1996

The main purpose of this study was to investigate sulfur dioxide removal performance of flue gas desulfurization system utilizing a Spray Absorption/Drying Reactor. In this system, the size of droplets was considered the most significant factor and tested using a PDA system. Lime slurry flow rate, operating temperature, calcium/sulfur (Ca/S) ratio and applied air pressure were selected as major operation variables and tested/analyzed in terms of system performance. The results are as follows. 1. The $SO_2$ removal efficiencies were 49%, 74%, 85% for Ca$(OH)_2$ slurry flow rate of 10, 20, 30 ml/min, which implies that the increase of slurry flow rate improves removal efficiency. The optimum slurry flow rate in this study was, however, considered 20 ml/min because of constraints of system troubles and absorbent utilization. 2. As Ca/S ratio increased, $SO_2$ removal efficiency was observed to increase. 3. As air pressure, at the atomizing nozzole, increased from 3 to 5 $kg/cm^2, SO_2$ removal efficiency increased from 74% to 80%, because of droplet size reduction due to pressure increase during atomizing process and the increase of surface area, helping mass transfer between gas and liquid phase.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.197-202
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• 2007

본 연구는 그 동안 주로 석유화학의 개질공정 등에서 적용되었던 이산화탄소 흡수분리기술을 연소배가스에 적용하기 위한 기본적인 연구로서, 이산화탄소의 흡수분리공정에 일반적으로 많이 사용되는 흡수제인 MEA(mono-ethanol amine)를 연소배가스에 적용하였을 경우 예상되는 열화, 재생에너지 및 흡수능력 등의 문제점을 개선하기 위하여 거론되는 입체장애아민인 AMP(2-amino 2-methyl 1-propanol) 수용액과 이산화탄소와의 흡수평형 특성을 비교 평가하였다. 실험결과 AMP는 MEA에 비하여 이산화탄소의 흡수능력이 반응 메카니즘에 의하여 약 2배 정도 증가함을 확인하였고, 연소배가스와 같은 저농도 이산화탄소 흡수분리공정 설계에 필요한 흡수평형자료를 부분적으로 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.533-536
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• 2009

The gasification technology is a very flexible and versatile technology to produce a wide variety products such as electricity, steam, hydrogen, Fisher-Tropsch(FT) diesels, Dimethyl Ether(DME), methanol and SNG(Synthetic Natural Gas) with near-zero pollutant emissions. Gasification converts coal and other low-grade feedstocks such as biomass, wastes, residual oil, petroleum coke, etc. to a very clean and usable syngas. Syngas is produced from gasifier including CO, $H_2$, $CO_2$, $N_2$, particulates and smaller quantities of $CH_4$, $NH_3$, $H_2S$, COS and etc. After removing pollutants, syngas can be variously used in energy and environment fields. The pilot-scale coal gasification system has been operated since 1994 at Ajou University in Suwon, Korea. The pilot-scale gasification facility consists of the coal gasifier, the hot gas filtering system, and the acid gas removal (AGR) system. The acid gas such as $H_2S$ and COS is removed in the AGR system before generating electricity by gas engine and producing chemicals like Di-methyl Ether(DME) in the catalytic reactor. The designed operation temperature and pressure of the $H_2S$ removal system are below $50^{\circ}C$ and 8 kg/$cm^2$. The iron chelate solution is used as an absorbent. $H_2S$ is removed below 0.1 ppm in the H2S removal system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.337-345
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• 2012

To check effects of operating variables on reaction characteristics of WGS catalyst for SEWGS process, water gas shift reaction tests were carried out in a pressurized fluidized bed reactor using commercial WGS catalyst and sand(as a substitute for $CO_2$ absorbent) as bed materials. Simulated syngas(mixed with $N_2$) was used as a reactant gas. Operating temperature was $210^{\circ}C$ and operating pressure was 20 bar. WGS catalyst content, steam/CO ratio, gas velocity, and syngas concentration were considered as experimental variables. CO conversion increased as the catalyst content and steam/CO ratio increased. CO conversion at fluidized bed condition was higher than that of fixed bed condition. However, CO conversion were maintained almost same value within the fluidized bed condition. CO conversion decreased as the syngas concentration increased. The optimum operation condition was confirmed and long time water gas shift reaction test up to 24 hours at the optimum operating conditions was carried out.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.795-800
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• 2009

본 연구는 Vortex tube 형 이산화탄소 흡수장치에서 연소배가스 중 $CO_2$ 흡수 특성을 고찰한 것이다. 연소배가스로는 석탄(유연탄)을 연료로 하는 증기발생량 12 ton/hr 규모의 순환유동층 연소보일러에서 발생한 것을 이용하였으며 이산화탄소농도는 11~13 vol% 내외이다. 흡수 용액은 MEA 20 wt%를 기준으로 AMP, HMDA, 강염기계 KOH를 혼합하였다. 본 연구의 목적은 $CO_2$ 흡수장치를 Scrubbing 방식보다 소형화하고, 흡수용액을 절감하는 것이다. 흡수장치는 연소배가스 유량 $20Nm^3/hr$를 처리할 수 있는 직경 17 mm, 길이 250 mm의 Vortex tube 형을 사용하였다. 연소배가스와 흡수용액의 혼합 분무를 통한 $CO_2$ 제거율을 측정하였다. 실험조건은 흡수용액 농도(20~50 wt%), 흡수용액 유량(1.0, $3.0{\ell}/min$)과 연소배가스 유량($6{\sim}15Nm^3/hr$)을 변화시켰다. 결과적으로, MEA에 HMDA를 혼합한 흡수용액의 $CO_2$ 제거율이 가장 우수(약 43% 제거율)하였으며, Vortex tube 장치에서 고속유동의 기 액 접촉효과 및 기 액 분리 특성을 이용하여 $CO_2$ 흡수가 가능하였다. 그러나 $CO_2$ 흡수 효율 향상을 위한 추가적인 공정개발이 요구된다.