• International Journal of Contents
• /
• 제13권1호
• /
• pp.45-52
• /
• 2017

Carbon Capture and Storage (CCS) technologies involve three major stages, i.e., capture, transport, and storage. The transportation stage of CCS technologies has received relatively little attention because the requirements for $CO_2$ transport differ based on the industry-related conditions, geological, and demographical characteristics of each country. In this study, we analyzed the properties of $CO_2$ transport using a pipeline. This study has important implications for ensuring the stability of a long-term CCS as well as the large cost savings, as compared to the small cost ratio as a percentage of the entire CCS system. The state of $CO_2$, network topologies, and node distribution are among the major factors that influence $CO_2$ transport via pipelines. For the analysis of the properties of $CO_2$ transport using a pipeline, the $CO_2$ pipeline connections were visualized by the simulator developed by Lee [11] based on the network topologies in $CO_2$ transport. The case of Korean CCS technologies was applied to the simulation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.177.1-177.1
• /
• 2011

온실가스 감축에 대응하기 위해서 CCS기술이 지구온난화 문제를 해결하는 중요한 기술로 부각되고 있다. $CO_2$ 포집기술 중 습식법에는 대표적으로 아민, 암모니아, $K_2CO_3$와 같은 흡수제를 이용한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 $CO_2$ 포집기술 중 하나인 $K_2CO_3$ 수용액을 이용하여 Bench급 $CO_2$ 포집설비에 대한 성능을 파악하기 위한 일환으로 15% $CO_2$를 공급하여 $CO_2$ 포집 안정화 시험을 진행하였다. 압력변화 및 단수 변화를 하여 실험을 진행하였고, 흡수탑 후단의 $CO_2$ 농도를 측정하여 $CO_2$ 포집 성능을 파악하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.650-654
• /
• 2008

The emission of carbon dioxide from the burning of fossil fuels has been identified as a major contributor to green house emissions and subsequent global warming and climate changes. For these reasons, it is necessary to separate and recover $CO_2$ gas. A new process based on gas hydrate crystallization is proposed for the $CO_2$ separation/recovery of the gas mixture. In this study, gas hydrate from $CO_2/H_2$ gas mixtures was formed in a semi-batch stirred vessel at a constant pressure and temperature. This mixture is of interest to $CO_2$ separation and recovery in Integrated Coal Gasification (IGCC) plants. The impact of tetrahydrofuran (THF) on hydrate formation from the $CO_2/H_2$ was observed. The addition of THF not only reduced the equilibrium formation conditions significantly but also helped ease the formation of hydrates. This study illustrates the concept and provides the basic operations of the separation/recovery of $CO_2$ (pre-combustion capture) from a fuel gas ($CO_2/H_2$) mixture.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제61권1호
• /
• pp.51-60
• /
• 2024

Hi Air Korea and Hanwha ocean are currently developing an Onboard Carbon dioxide Capture System (OCCS) to absorb CO₂ emitted from ship's engine using a sodium hydroxide(NaOH) solution, and converting the resulting salt into a solid form through a chemical reaction with calcium oxide (CaO). The system process involves the following steps; 1)The reaction of CO₂ gas absorption in water, 2)The reaction between carbonic acid (H₂CO₃) and NaOH solution to produce carbonate or bicarbonate, and 3)The reaction between carbonate or bicarbonate and CaO to form calcium carbonate (CaCO₃). And ultimately, the solid material, CaCO₃, is separated and discharged using a separator. The OCCS has been installed on an ship and the test results have confirmed significant reduction effects of CO₂ in the ship's exhaust gas. A portion of the exhaust gas emitted from the engine was transferred to the OCCS using a blower. The flow rate of the transferred gas ranged from 800 to 1384 m³/hr, and the CO₂ concentration in the exhaust gas was 5.1 vol% for VLSFO, 3.7 vol% for LNG and a 12 wt% NaOH solution was used. The results showed a CO₂ capture efficiency of approximately 42.5 to 64.1 vol% and the CO₂ capture rate approximately 48.4 to 52.2kg/hr. Additionally, to assess the impact of the discharged CaCO₃on the marine ecosystem, we conducted "marine ecotoxicity test" and performed Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis to evaluate the dispersion and dilution of the discharged effluent.

• Carbon letters
• /
• 제16권1호
• /
• pp.57-61
• /
• 2015

Carbon aerogel is a porous carbon material possessing high porosity and high specific surface area. Nitrogen doping reduced the specific surface area and micropores, but it furnished basic sites to improve the $CO_2$ selectivity. In this work, N-doped carbon aerogels were prepared with different ratios of resorcinol/melamine by using the sol-gel method. The morphological properties were characterized by scanning electron microscopy (SEM). Nitrogen content was studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and the specific surface area and micropore volume were analyzed by $N_2$ adsorption-desorption isotherms at 77 K. The $CO_2$ adsorption capacity was investigated by $CO_2$ adsorption-desorption isotherms at 298 K and 1 bar. Melamine containing N-doped CAs showed a high nitrogen content (5.54 wt.%). The prepared N-doped CAs exhibited a high $CO_2$ capture capacity of 118.77 mg/g (at resorcinol/melamine = 1:0.3). Therefore, we confirmed that the $CO_2$ adsorption capacity was strongly affected by the nitrogen moieties.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권4호
• /
• pp.654-658
• /
• 2012

본 연구에서는 두 개의 기포유동층반응기로 구성된 연속공정에서 고체 흡수제의 입자분석을 이용하여 재생반응기 유동화 기체로 사용된 수분 주입량에 따른 H2O 전처리 효과에 대해 규명하였다. 또한 재생반응기의 고체 배출 구조를 underflow 형태에서 overflow 형태로 수정하여 $CO_2$ 회수효율을 비교 분석하였다. 재생반응기의 유동화 기체로 사용된 수분의 주입량에 따른 고체흡수제의 전처리 효과를 알아보기 위하여 각각의 조업변수에서 포집된 고체입자를 XRD(X-ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscope), TGA 분석을 수행하였다. XRD 분석을 이용한 결과 재생반응기의 유동화 기체로 주입된 수분에 의해 $K_2CO_3{\cdot}1.5H_2O$의 입자구조가 형성됨을 확인하였으며 TGA 분석에서는 재생반응기로 주입된 수분량에 따라$K_2CO_3{\cdot}1.5H_2O$의 입자구조가 증가하는 경향성을 나타냈다. 재생반응기 내부에서 형성된 $K_2CO_3{\cdot}1.5H_2O$의 입자구조는 흡수반응 시 $CO_2$와의 반응성을 증가시켜 $CO_2$ 회수효율이 향상되는 전처리 효과를 나타내었다. 또한 재생반응기 고체 배출 구조를 underflow 형태에서 overflow 형태로 수정하여 $CO_2$ 회수효율을 비교 분석한 결과 약 3~8% 증가함을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제35권2호
• /
• pp.85-95
• /
• 2024

직접공기포집 기술은 기후 변화 완화에서 중요한 역할을 하고 있다. 국제에너지기구와 기후변화에 관한 보고서에서는 이러한 중요성을 강조하고 있고, 탄소의 지속적인 배출에도 불구하고 이를 감소시킴으로써 지구 온난화를 1.5 ℃로 제한하는 것을 목표로 한다. 직접공기포집 기술은 초기 비용에도 불구하고 연구 및 개발, 운영 학습 및 규모의 경제를 통한 비용 절감의 가능성을 보여주고 있다. 최근 고투과도를 갖춘 고분자 막의 발전은 막 기반 직접공기포집 기술에 대한 잠재력을 제시하고 있으나, 효과적인 대기 중 CO₂ 분리를 위해서는 CO₂에 대한 높은 선택성과 투과성을 갖춘 막을 필요로 한다. 현재 연구는 막 최적화 연구를 다수의 연구팀에 의하여 연구되고 있으며, CO₂ 포집 효율을 향상시키는 데 중점을 두고 있다. 본 연구에서는 직접공기포집의 중요성, 발전 중인 비용 동향 및 기후 변화 완화에 있어서 막의 발전이 중요한 역할을 강조하고 있고, 덧붙여서 이 연구에서는 막 기반 DAC에서의 permeance와 selectivity의 이론적 배경, 조건, 구성, 장단점에 대해 알아보았다.

• 한국재료학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.298-305
• /
• 2016

In this work, recent progress on graphene/metal oxide composites as advanced materials for $HgCl_2$ and $CO_2$ capture was investigated. Density Functional Theory calculations were used to understand the effects of temperature on the adsorption ability of $HgCl_2$ and water vapor on $CO_2$ adsorption on CaO (001) with reinforced carbon-based nanostructures using B3LYP functional. Understanding the mechanism by which mercury and $CO_2$ adsorb on graphene/CaO (g-CaO) is crucial to the design and fabrication of effective capture technologies. The results obtained from the optimized geometries and frequencies of the proposed cluster site structures predicted that with respect to molecular binding the system possesses unusually large $HgCl_2$ ($0.1-0.4HgCl_2g/g$ sorbent) and $CO_2$ ($0.2-0.6CO_2g/g$ sorbent) uptake capacities. The $HgCl_2$ and $CO_2$ were found to be stable on the surface as a result of the topology and a strong interaction with the g-CaO system; these results strongly suggest the potential of CaO-doped carbon materials for $HgCl_2$ and $CO_2$ capture applications, the functional gives reliable answers compared to available experimental data.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.111-120
• /
• 2016

In this study, Techno-economic evaluation model for carbon capture & sequestration (CCS) technologies are reviewed. Based on a key parameters of Korea's electricity market, performance data of 10 MW-scale post-combustion $CO_2$ capture pilot plant in Boryong station, the cost of $CO_2$ avoided was evaluated followed by international guideline suggested by IEA CCS costing methods task force. The result showed that Korea's Electricity cost including CAPEX & OPEX of reference power plant is relatively low compared to OECD nations which lead to a lower CCS cost ($33USD\;t/CO_2$). And future work using newly evaluated CAPEX & OPEX data of power plant with/without CCS is recommended.

• 청정기술
• /
• 제27권3호
• /
• pp.255-260
• /
• 2021

아민 수용액을 이용한 CO₂ 포집 공정의 문제점은 재생에 따른 높은 에너지 요구량이다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 본 연구에서는 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine, DETA) 수용액에 이소프로판올(isopropanol, IPA)을 도입한 상분리 흡수제 적용에 따른 CO₂ 포집 특성을 고찰하였다. 20 wt% DETA 수용액에서 IPA 조성이 20 wt%를 이상이 되면 CO₂를 흡수함에 따라 흡수제의 상이 CO₂-농축상과 CO₂-희박상으로 액-액 분리된다. 그 이유는 CO₂와 DETA가 반응하여 형성된 염의 IPA에 대한 낮은 용해도 때문이다. DETA 수용액에서 IPA 조성이 증가하면 CO₂-희박상의 부피에 대한 CO₂-농축 상의 부피비가 증가하게 되고 이에 따라 CO₂-희박상에서의 CO₂ 농축 정도가 높아지게 된다. 20 wt% DETA + IPA + 물 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 CO₂를 흡수한 결과 20 wt% DETA 수용액 흡수제에 비해 CO₂ 흡수능 및 흡수속도가 모두 높은 것으로 확인되었다. DETA + IPA + 물로 구성된 상분리 흡수제를 CO₂ 포집에 적용할 경우 상분리 따른 CO₂ 농축과 CO₂-농축상의 부피 감소에 따른 재생에너지 저감을 기대할 수 있다.