• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.50-54
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• 2018

본 연구에서는 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine, DETA) 수용액에 물리흡수제인 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP)을 도입한 저수계 흡수제에서 이산화탄소 포집에 따른 흡수제의 상분리 현상을 고찰하였다. 2 M DETA 수용액에서 NMP 조성이 30 wt%를 초과하면 $CO_2$ 흡수에 따라 흡수제의 상이 분리되는데 그 이유는 DETA-카바메이트 이온종의 NMP에 대한 낮은 용해도로 설명할 수 있다. 흡수제 내에서 NMP의 조성이 증가함에 따라 상분리 된 흡수제의 상층과 하층의 이산화탄소 로딩 차이가 커지고 하층의 부피가 감소하게 된다. 2 M DETA + NMP + 물 혼합 흡수제를 이용하여 충진탑에서의 이산화탄소 포집을 실시할 경우 흡수제 내 NMP조성이 40 wt%에 이르면 흡수속도가 줄어드는 것으로 확인되었다. 이는 이산화탄소 흡수에 따른 점도 증가로 인한 흡수제 액막에서의 물질전달 저항 때문으로 해석된다. DETA + NMP + 물로 구성된 저수계 흡수제를 이산화탄소 포집에 적용하면 상분리에 따른 이산화탄소-rich 상 부피 감소로 재생에너지를 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.124-129
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• 2015

본 연구에서는 5~30 bar의 이산화탄소에 대한 DMPEG250 (dimethyl ether of polyethylene glycol), DEC (diethyl carbonate), DMC (dimethyl carbonate), 그리고 TAT (triacetin)의 용해도를 측정하기 위해 일정 부피법에 따른 용해도 측정 장치를 사용하였다. 이들에 대한 이산화탄소 용해도는 측정된 부피와 압력을 Peng-Robinson 방정식에 대입하여 얻은 이산화탄소의 몰수로부터 얻어졌다. 이산화탄소에 대한 물리 흡수제의 용해도는 같은 온도에 대해 DMPEG250 > TAT > DEC > DMC 순으로 나타났다. DMPEG250에 DEC를 혼합한 물리 흡수제를 사용할 경우 이산화탄소에 대한 용해도는 DMPEG250 단독에 의한 경우보다 높은 값을 가지는 것으로 확인되었다. 그러므로 DEC가 혼합된 DMPEG250/DEC 혼합 물리 흡수제는 기존의 DMPEG250이 가지는 높은 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 용해도 향상까지 거둘 수 있어 향후 연소 후 이산화탄소 포집 공정에 효과적인 적용을 기대할 수 있다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4643-4648
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• 2010

본 논문에서는 주요 온실가스인 이산화탄소를 고압 환원 분위기인 연소전 조건에서 회수하기 위해 물리흡수제인 DMSO, Sulfone, PEG를 이용하여 이산화탄소 흡수특성을 조사하였다. 회분식 기-액 평형반응기를 이용하여 흡수반응온도 및 압력에 따른 이산화탄소 용해도와 물리흡수제의 재생성, 그리고 초기흡수특성을 연구하였다. 실험결과 PEG가 이산화탄소 용해도 및 초기 흡수능력이 가장 우수하였다. 그리고 PEG를 비롯한 물리흡수제가 다양한 흡수반응온도 및 압력에서 우수하게 재생됨을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.334-339
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• 2013

In this study, as a candidate of the carbon dioxide ($CO_2$) absorbents, the mixture solution of polyethylene glycol dimethyl ether (PEGDME) and tetrahydrofuran (THF) were investigated. $CO_2$ absorption rate was measured by using high pressure $CO_2$ screening equipment in the range of 1 - 10wt% THF. Absorption capacity of the mixture solution was also estimated. Based on the results, we found that mixture solution containing THF had higher absorption rate and $CO_2$ loading capacity compared to PEGDME at $25^{\circ}C$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.584-591
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• 2017

수중에서 중금속은 흡착제에 의한 표면흡착과 금속수산화물로의 침전/제거반응이 동시에 일어나기 때문에 이들 각각에 의한 중금속 제거기작은 명확하게 구분되어 설명되지 못한다. 본 연구에서는 중금속 제거기작을 보다 명확하게 이해하기 위해 $850^{\circ}C$로 소성된 황토를 이용하여 다양한 pH 조건에서 Cu, Pb, Zn, Cd, 그리고 Cr 수용액 각각을 대상으로 회분식실험을 수행하였다. 실험결과 Cr을 제외한 중금속 농도는 반응초기에(<5분) 급격하게 감소되어 초기농도 대비 약 90%가 제거되었다. 한편, pH는 대상 금속 수용액에 따라 정도의 차이를 보이긴 하나 전체적으로 반응시간에 따라 지속적으로 증가되어 7.0-9.0까지 증가되었다. 반응시간에 따라 증가되는 pH 값과 높은 pH 조건에서 상대적으로 높은 중금속 제거율은 금속수산화물의 침전과 관련 있어 보인다. 흡착제(상용활성탄, 비소성황토, 소성황토)별 반응시간에 따른 pH 변화에 대한 비교실험결과, pH 증가현상은 소성황토에서만 두드러지게 나타나 소성과정에서 황토의 물성특성이 변화되었던 것으로 생각된다. 따라서 소성황토에 의한 중금속 제거는 흡착제에 의한 단순흡착뿐 아니라, 높은 pH 조건에서 금속수산화물을 형성함으로써 흡착질 표면에 침전 제어 될 수 있음을 보여준다.

• 한국안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.86-91
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• 2006

Oil spills caused by the accidents have been occurred from house and factory waste, grounded tanker, the rupture of storage tank and oil pipelines, the deterioration of various industrial facilities, etc. Many oil spills result in contamination of shorelines and workplace. Fire and explosion may happen from these spills. There are several technologies used for clean-up application, which include use of oil dispersing agents, absorbents, solidifiers, booms and skimmers by physical, chemical, and biological methods. Methods for oil spill clean-up operation are classified into the absorption type, gel type and self-swelling type. Porous materials with oil absorptive properties are classified into micropore, mesopore, and macropore depending on their pore sizes. Recently, new porous materials with smaller size have been developed, but the selective oil absorption in water-in-oil interface demonstrates the macro pore size. In this study oil absorption effects were evaluated using the organic porous materials with a complex function of gel type and swelling type. Samples were subjected to analysis by FT-IR spectroscopy and were characterized in terms of gel formation and morphologies. Oil sorption capacity, pressure retention force and gel strength were also measured. From these results, the physicochemical reactivity before and after gelation was verified and the industrial applications of clean-up operation were suggested.

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.55-62
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• 2012

수산화칼륨(KOH) 수용액을 이용한 $CO_2$ 포집에 관한 연구를 수행한 결과 $K_2CO_3$ 생성 및 $KHCO_3$가 생성되는 화학흡수 반응이 순차적으로 일어났고 그 후 $CO_2$ 물리흡수가 일어남으로써 전 반응이 종료되었다. KOH가 한계 반응물인 회분식 흡수에서 $K_2CO_3$의 생성 속도는 $OH^-$ 농도에 관해 1차 반응이며 $KHCO_3$ 생성 속도는 $CO_3^{2-}$ 농도에 0차 반응으로 흡수 속도는 $0.18gCO_2/mi$n으로 계산되었고 이 값은 $K_2CO_3$ 수용액에서의 흡수 속도와 일치한다. 5% KOH 흡수제의 $CO_2$ 포집율의 경우 1구간에서 57%, 2구간에서 12% 이었으며 전체 19%로 측정되었다. KOH 흡수제의 $CO_2$ 포집양은 이론값보다 2~3% 정도 작았는데 그 이유는 $KHCO_3$ 이외 $K_2CO_3{\cdot}KHCO_3{\cdot}1.5H_2O$가 생성되는 부 반응이 동반되기 때문으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제16권3호
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• pp.377-383
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• 2007

In this study, the relationship between the pore size distribution and the adsorption amount of adsorbates is investigated in detail. Adsorption amounts of non-polar adsorbates were greater than those of polar adsorbates because of slight negative charge on surfaces of adsorbents. The adsorption of benzene on the surface of absorbents was largely influenced by the specific pore size of $2{\sim}4$ times of benzene diameter. But in case of toluene, the adsorption of toluene was affected by pore sizes of $2{\sim}4$ times as well as $4{\sim}6$ times of the diameter of toluene. Both acetone and MEK were examined by the same method. The adsorption of acetone was influenced by pore sizes of $2{\sim}4$ times of the diameter of acetone. But acetone does not look to be built up multi-layer on those pore sizes. Since acetone molecule is small and its mobility is so fast, it is assumed that the adsorption and desorption of acetone is simultaneously occurred at the same time even at room temperature. In case of MEK, MEK was effected by pore sizes of $2{\sim}4$ times of the diameter of MEK.

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.237-247
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• 2017

Dimethyl Ether (DME) 합성 및 분리공정에서 8% 이상의 $CO_2$가 DME 합성반응기로 유입되면 DME 생산성이 저하되는 문제가 발생된다. 따라서 본 연구에서는 DME 합성기로 유입되는 $CO_2$ 제거를 위한 방법으로 물리적 흡수제를 이용한 대표적인 세 가지 공정에 대해 전산모사를 통해 에너지 소모량을 서로비교 하였다. 비교 대상으로 선정한 공정으로는 메탄올을 사용하는 Rectisol$^{(R)}$ 공정, 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르(dimethyl ethers of polyethylene glycol, DEPG)를 사용하는 SelexolTM 공정 그리고 노말 메틸 피로리돈(n-methyl pyrrolidone, NMP)를 사용하는 Purisol$^{(R)}$ 공정으로 하였다. 각 공정에 대한 에너지 소모량을 비교해 본 결과 Rectisol$^{(R)}$ 공정 ${\gg}$ SelexolTM 공정 > Purisol$^{(R)}$ 공정 순으로 에너지가 많게 소모됨을 알 수 있었다. 그러므로 DME 제조공정에서 물리적 흡수제를 사용한 $CO_2$제거공정으로 가장 적합한 공정은 Purisol$^{(R)}$ 공정이라 판단된다.