• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.505-514
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• 2009

지구온난화 원인물질인 이산화탄소의 신규 흡수제로 serine 칼륨염을 제안하였고, serine 칼륨염의 이산화탄소 흡수특성을 monoethanolamine(MEA)의 결과와 비교하고 평가하였다. 비분산적외선 방식의 $CO_2$ 분석기를 장착한 스크리닝 장치와 흡수평형 측정장치를 이용하여 각 흡수제의 $CO_2$ 흡수/탈거 성능을 속도론적 양적으로 분석하였다. Serine 칼륨염의 유효 $CO_2$ 부하능은 0.425로써 MEA의 0.230보다 거의 두 배나 높았으며, cyclic capacity는 각각 0.354와 0.298로써 serine 칼륨염이 더 우수하였다. 한편 serine 칼륨염의 반응속도는 $CO_2$ 부하능이 0.1 이상에서 급격히 감소하여 MEA의 절반을 유지하였다. 흡수속도 증대를 위해 반응 촉진제로 plperazme과 tetraethylenepentamine을 흔합한 결과 각 경우 포화 $CO_2$ 부하능이 13.7%, 18.7% 증대되었다. Serine의 카르복실기에 서로 다른 종류의 금속을 치환하였을 때 ($Li^+,\;Na^+\;K^+$), serine 칼륨염의 $CO_2$ 흡수량이 나트륨염과 리튬염에 비해 각각 29.2%, 35.0% 높았다. 비슷한 기본구조를 가진 아미노산인 valine과 isoleucine 칼륨염의 흡수실험 결과, 벌키한 side group의 영향으로 인해 흡수속도가 serine 칼륨염에 비해 다소 느렸다. 반응 중 발생하는 침전과 이의 긍정적 이용 방법을 문헌에 근거하여 제안하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권4호
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• pp.237-242
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• 1998

생체나 공기 등 일반 환경시료의 방사성탄소 측정을 위한 액체섬광측정기술의 최적화에 연구의 목적을 두었다 일반 환경시료의 경우 $CO_2$ 직접흡수법을 적용하였으며, 이산화탄소 흡수제 Carbosorb $E^{TM}$와 섬광용액 Permafluor $V^{TM}$기 혼합비율을 1:1로 결정하였다. 이 20 ml 혼합용액에 포화 흡수되는 이산화탄소의 양은 평균 2.35 g 이며, 포집에 소요되는 시간은 약 40 분이었다 백그라운드 계수율은 1.88±0.06 cpm 이었으며, NIST 옥살산표준시료 측정결과 계측효율은 58.8±1.4 % 이었다. 이산화탄소 흡수량에 따른 계측효율을 보정하기 위하여 소광보정곡선을 구하였다. 자연준위 시료의 경우 4시간 계측시 비방사능 측정에 따른 전반적인 오차는 95 % 신뢰도상 약 7 %이었다. 이 측정방법에 대하여 2주 동안 시료의 안정성을 조사한 결과 계측효율과 백그라운드 계수율의 안정성을 의심할 만한 현상은 발견되지 않았다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.382-390
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• 2007

To check the feasibility of SMART(Steam Methane Advanced Reforming Technology) system, an experimental investigation was performed. A fluidized bed reactor of diameter 0.052m was operated cyclically up to 10th cycle, alternating between reforming and regeneration conditions. FCR-4 catalyst was used as the reforming catalyst and calcined limestone(domestic, from Danyang) was used as the $CO_2$ absorbent. Hydrogen concentration of 98.2% on a dry basis was reached at $650^{\circ}C$ for the first cycle. This value is much higher than $H_2$ concentration of 73.6% in the reformer of conventional SMR (steam methane reforming) condition. The hydrogen concentration decreased because the $CO_2$ capture capacity decreased as the number of cycles increased. However, the average hydrogen concentration at 10th cycle was 82.5% and this value is also higher than that of SMR. Based on these results, we could conclude that the SMART system can replace SMR system to generate pure hydrogen without HTS (high tempeature shift), LTS (low temperature shift) and $CO_2$ separation process.

• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.280-285
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• 2005

화학흡수법은 $CO_2$와 $H_2S$와 같은 산성가스를 분리 회수하기 위한 유리한 방법으로 제시되어 왔다. 그러나, 이 방법은 열화에 의해 아민의 분해가 일어나고, 부식이나 오염과 같은 운전상의 문제들을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 AMP의 흡수능 향상을 위하여 사용하는 첨가제(HMDA, MDEA, piperazine)가 함께 존재하는 AMP 수용액에 대하여 온도(120, 160, $200^{\circ}C$)와 시간(30, 20, 7일간)에 따른 열화현상을 관찰하였다. $CO_2$와 $H_2S$를 각각 흡수시킨 AMP는 $120^{\circ}C$에서 30일간 경과시 순수 AMP에 비하여 105% 23% 더 열화되며, 첨가제 모두 온도 증가에 따라 급격히 열화되어 그 농도가 크게 감소하였다. $CO_2$를 흡수시킨 AMP 수용액의 경우 각 첨가제의 열화되는 양은 HMDA > piperazine > MDEA 순으로 나타나 MDEA가 열화에 가장 안정적임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.419-422
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• 2008

ETA(Ethanolamine, 에탄올아민)는 Amine의 일종으로 정밀화학 제품의 중간원료로서 화학제품 제조나 비행기 기관 및 원전 2차계통의 부식방지제, 이산화탄소와 같은 산성 성분을 흡수하는 흡수제로 각종 산업에서 다양하게 사용되고 있는 화학물질이다. 이러한 ETA는 탄소와 질소, 산소로 이루어진 매우 안정된 유기화합물로 상온에서는 휘발성을 띠지만, 산/염기 평형상수가 9 이상이므로 9 이하일 경우에는 수중에 존재하며 COD 및 T-N을 유발하므로 제거해야 한다. 따라서 본 연구에서는 수중에 존재하는 ETA를 제거하기 위해 온도와 농도에 따른 양이온교환 및 재생용액의 농도, 반응시간에 따른 양이온 교환수지 재생특성을 조사하였다. 양이온교환 수지의 이온교환능력은 ETA의 농도 및 온도에 영향을 받았으며 농도와 온도가 증가할수록 파과시간은 단축되었다. 양이온교환 수지의 재생효율은 재생액의 농도 및 반응시간에 영향을 받았으며, 재생액의 농도 및 반응시간이 증가할수록 재생효율은 증가하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.986-994
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• 2017

본 논문에서는 주류공정의 고농도 $CO_2$ 제거를 위한 스크러버의 $CO_2$ 흡수 성능평가를 진행하였다. Lab-scale 실험을 통해서 설계인자인 액가스비($18L/m^3$), 공탑속도(0.14 m/s)를 산정하였다. 설계인자를 기반으로 제작한 $5m^3/min$ 급 $CO_2$ 흡수 반응기로 실험한 결과, 풍량이 1, 2, 3, 4, $5m^3/min$ 증가시 $CO_2$ 제거율은 98.47%, 96.46%, 92.95%, 89.71%, 85.49%로 감소하는 경향을 보였다. 또한 스크러버를 사용하기 전 후의 에너지 개선율(5.4%) 평가 및 에너지 절감량(11.5 TOE/year), 온실 가스 감축량(6.5 TC/year)를 산정하였다.

• 한국포장학회지
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• 제25권3호
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• pp.95-99
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• 2019

질소 치환한 소용량 조제분유 포장에서 초기 잔존 산소와 저장 중 투과 유입되는 산소를 제거하여 추가적인 산화 방지 효과를 얻고자 산소흡수제를 함입하는 포장을 구성 설계하였다. 조제분유 13 g을 담은 5 × 7 cm의 폴리에틸렌/펄프 다층 세공성 여과 봉지와 함께 산소흡수제를 8 × 9 cm의 알루미늄 적층 필름 포장에 넣은 후, 질소 기체로 치환포장하여 30℃에서 254일 동안 저장하였고, 같은 조건에서 산소흡수제가 함입되지 않은 대조구 포장 조건과 비교하였다. 산소흡수제는 조제분유와 직접적인 접촉을 하지 않으면서도 포장 내부의 산소를 전량 흡수할 수 있었으며 산소의 제거에 따른 산화 방지로 인하여 이산화탄소 발생을 보이지 않았다. 전 저장기간 동안 대조구 포장 제품에 비하여 산소흡수제 함입 포장의 제품에서는 0.7~2.2 meq/kg 만큼의 낮은 과산화물가를 보여서 조제분유 포장에서 산소흡수제의 산화 지연 효과를 확인할 수 있었다. 초기 갈변지표 물질인 HMF 함량은 두 처리구간 큰 차이를 보이지 않았다. 본 연구의 산소흡수제 함입 조제분유 포장은 소용량 포장의 유통기한을 연장하고 제품 품질을 향상시킬 수 있는 가능성을 제공하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.485-494
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• 2000

지구 온난화에 대하여 55% 이상의 영향을 미치는 $CO_2$ 제어에 관심이 고조되고 있는 가운데 $CO_2$ 저감을 위한 새로운 기술들이 개발중이다. 특히 저농도의 $CO_2$ 분리 및 회수를 위해서는 화학적 흡수법이 유용하다 본 연구에서는 입체적으로 감추어진 아민 AMP(2-Amino-2-Methyl-1-Propanol)에 piperazine을 첨가한 혼합흡수제를 이용하여 stirred vessel 에서 $2.0kmol/m^3$ AMP수용액에 piperazine의 농도 $0{\sim}0.4kmol/m^3$, 반응온도 $30{\sim}70^{\circ}C$. $CO_2$ 분압 10.130~20.260 kPa등의 조건에서 실험을 하여 $CO_2$와 혼합흡수제간의 동역학적 특성을 조사하여 다 음과 같은 결론을 얻었다. 1) 온도가 싱승함에 따라 piperazine을 첨가한 흡수제와 첨가하지 않은 흡수제 사이의 흡수속도 차이가 더욱 크게 나타났으며 이 사실은 piperazine의 활성화에너지 57.147 kJ/mol이 AMP의 활성화에너지 $E_2$ 41.7 kJ/mol보다 크기 때문에 고온으로 갈수록 흡수속도에 대한 piperazine의 가여도가 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 2) 단일 흡수제 AMP $2.0kmol/m^3$에 piperazine 농도를 $0.4kmol/m^3$까지 첨가시켰을 때 단일 AMP 흡수제에 대해 $30^{\circ}C$ 에서 최소 6.33%, $70^{\circ}C$에서 최대 12% 정도의 흡수속도 향상을 얻을 수 있으므로 신흡수제의 반응성괄 비교해 볼 때 기존의 흡수제보다 우수하다고 볼 수 있다. 3) 혼합흡수제의 $CO_2$ 실험에서 piperazine과 $CO_2$와의 반응속도 상수는 30, 40, 50, $70^{\circ}C$에서 각각 217.21, 420.46, 707.00, $3162.167m^3/kmol{\cdot}s$였으며 MDEA에 piperazine을 첨가하여 행한Xu 실험에서 30, 40, 55, $70^{\circ}C$에서 얻은 1867, 367.32. 693.01, $2207.65m^3/kmol{\cdot}s$값과 비교하여 볼 때 $30{\sim}70^{\circ}C$ 모든 범위에서 높게 나타났으며 AMP와 piperazine의 혼합흡수제에서 piperazine 반응속도상수 $k_p$는 In $k_p$=28.324-6934.7/T로 표현된다.

• 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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• 제43권2호
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• pp.294-298
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• 2005

연소기체로부터 이산화탄소를 흡수하는 유동층 공정에 사용되는 흡수제의 흡수 및 재생 반응특성을 측정 및 고찰하였다. 유동층 공정을 위해서 제조된 흡수제 Sorb NH의 흡수 및 재생 반응속도는 순수한 $Na_2CO_3$보다 더 빨랐다. 흡수 반응에서 Sorb NH의 겉보기 활성화에너지는 -10,100 cal/g mol, 순수한 $Na_2CO_3$의 겉보기 활성화에너지는 -12,200cal/g mol이었다. 재생반응에서 Sorb NH의 겉보기 활성화에너지는 약 12,050 cal/g mol, 순수한 $Na_2CO_3$의 활성화에너지는 약 11,320 cal/g mol이었다.