• 제목/요약/키워드: supercritical CO2

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국내 초임계 석탄화력발전소에 연소 후 CO2 포집공정 설치 시 성능 및 경제성 평가 (Performance and Economic Analysis of Domestic Supercritical Coal-Fired Power Plant with Post-Combustion CO2 Capture Process)

  • 이지현;곽노상;이인영;장경룡;심재구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권2호
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    • pp.365-370
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    • 2012
  • 국내 초임계 석탄화력발전소에 연소 후 $CO_2$ 포집공정을 설치하였을 경우에 예상되는 발전단가와 $CO_2$ 저감비용(Cost of $CO_2$ avoided)을 산출하였다. 본 연구에서 고려된 연소 후 $CO_2$ 포집기술은 이미 상업적으로 적용이 가능하고, 기존의 화력발전에 적용이 용이한 아민 화합물을 이용한 화학 흡수법을 기초로 하였으며, 경제성 평가를 위해 연간 발생하는 비용 및 발전량을 연간 균등화(Levelized)하여 발전단가를 산정하는 수명기간 중 발전단가 분석(LCCA: Life Cycle Cost Analysis) 방식을 활용하여 분석하였다. 경제성 평가에서 가장 중요한 항목 중 하나인 설비 투자비(건설비 등) 및 운영비 산출을 위해, 기존의 $CO_2$ 포집 설비가 없는 기준 석탄화력발전소의 건설비는 IEA(국제에너지기구)에서 제시하는 국내 초임계석탄화력 발전소(순출력 767 MW급)의 데이터를 활용하였으며, 석탄화력발전소에 $CO_2$ 포집설비가 추가된 경우에도 IEA에서 제시하는 기준 석탄화력발전소와 $CO_2$ 포집설비 설치 후의 OECD 평균 순공사비(Overnight cost) 증감분을 참조하여 계산하였다. 상기 데이터를 이용하여 기존 석탄화력발전소 및 $CO_2$ 포집 설비 설치 후의 발전단가 및 $CO_2$ 포집비용을 분석한 결과 $CO_2$ 포집설비 설치 후 발전 효율은 기존 초임계 석탄화력발전소의 발전효율 41%에서 31.6%로 약 9.4%가 저하되었으며, 발전단가는 기존의 45.5 USD/MWh에서 73.9 USD/MWh로 약 62%가 증가되었고 $CO_2$ 포집비용은 41.3 USD/$tCO_2$로 산출되었다.

초임계 이산화탄소에 의한 멸치어유의 고도불포화지방산 농축 (Concentration of Polyunsaturated Fatty Acids from Anchovy Oil by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 임상빈;좌미경;송대진
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.848-854
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    • 1998
  • 멸치어유로부터 EPA와 DHA가 농축된 분획을 제조할 목적으로, 흡착제, 보조용매, 추출압력을 달리하여 초임계 이산화탄소로 추출 분획한 후 추출수율과 지방산 조성을 측정하였다. 추출수율은 흡착제를 사용하지 않은 경우 추출시간의 증가에 따라 급격히 증가하여, 추출 3시간 후에는 63%였지만, 흡착제로 실리카겔과 질산은을 코팅한 실리카겔을 사용한 경우는 완만하게 증가하여 각각 26%와 33%였다. 어유를 질산은으로 코팅한 실리카겔과 혼합하여 추출하였을 때 추출잔류물 분획에 고도불포화지방산들이 농축되었다. 어유를 실리카겔과 혼합하여 초임계 이산화탄소에 보조용매로 hexane, ethyl acetate, ethanol과 함께 추출하였을 때 추출 2시간 후 추출수율은 각각 53.1, 86.3, 88.5%로 초임계 이산화탄소만으로 추출하였을때인 20.0%에 비하여 $2.7{\sim}4.4$배 증가하였다. 보조용매로 ethyl acetate를 사용하였을 때 추출잔류물 분획에서의 EPA와 DHA의 농도가 가장 높았다. 어유를 질산은이 코팅된 실리카겔과 혼합하여 초임계 이산화탄소에 보조용매로 ethyl acetate와 함께 추출하였을 때 추출 3시간 후 추출수율은 207, 276, 345 bar에서 각각 67.3, 76.4, 67.1%로 초임계 이산화탄소만을 사용하였을 때인 33.1%보다 2배 이상 증가하였다. 추출물 분획들의 지방산 조성은 원료 어유에 비하여 모든 추출압력 조건에서 $C14{\sim}C18$의 농도는 증가하였고, EPA와DHA 농도는 큰 폭으로 감소하였다. 추출압력 276 bar에서 추출잔류물 분획의 EPA와 DHA 농도는 각각 28.2%와 38.3%로 원료 어유에 비하여 각각 212%와 236% 농축되었다.

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초초임계압(USC) 화력발전기술 개발 (Development of Ultra-Supercritical (USC) Power Plant)

  • 장성호;김범수;민택기
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.205-210
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    • 2012
  • 화력발전은 지구온난화의 주범으로 인식되고 있지만, 산업화와 지속적인 국가경제성장에 의한 전력소요 증가는 에너지사용을 증대시켜 에너지 자원의 부족을 초래하고 환경오염물질의 과다배출로 지구 환경문제를 유발하고 있다. 에너지원의 확보를 위한 국가와 지역간 경쟁이 심화되어 새로운 갈등의 원인이 되고 있으며, 지구온난화와 에너지 문제를 해결하기 위해 교토의정서 등 기후변화 협약이 체결되고 화석에너지에 재생에너지로의 에너지원의 전환과 다양화가 추진되고 있지만, 각국의 이해관계와 기술부족으로 완벽한 해결책을 제시하지 못하는 상황이다. 에너지 부족을 해소하고 $CO_2$ 배출량을 저감할 수 있는 가장 효과적인 방안으로 기존 화력발전 효율을 향상시킨 고효율 발전과 Near Zero Emission 수준의 저공해 기술이 결합된 고효율 석탄화력발전시스템을 개발현황을 논하고자 한다.

초임계유체 추출에 의한 초피나무 과피 중 신미성분의 추출조건 (The extraction condition of pungent compounds from Zanthoxylum piperitum D.C pericarps by using supercritical fluid extraction)

  • 이창주;김명석;신경우;김용두;심재한
    • 한국약용작물학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.19-23
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    • 2003
  • 초임계추출(SFE)를 이용한 초피나무 과피 중 신미성분의 최적추출조건을 조사하였다. 최적 추출 압력은 $300kg/cm^2$ 이었으며 온도는 $60^{\circ}C$, 추출 부피는 $12\;m{\ell}$, flow rate는 3m/min 그리고 modifier로 사용한 methanol의 함량비율은 20%였다. 추출시간은 초반 20분 안에 대부분의 신미성분이 추출되었다. 또한 용매추출법과 비교한 결과 추출효능이 약 40%정도 향상되었고 시간은 20분으로 단축되었으며 유기용매 methanol은 12 ml밖에 소요되지 않을 뿐만 아니라 주요한 추출용매로 무독성 액화$CO_2$를 사용하기에 독성 유기용매의 다량 사용을 피할 수 있는 친환경적이고 경제적인 방법으로 생각되어 진다.

Strength Development and Carbonation Characteristics of Slag Cement/Class C Fly Ash blended CO2 Injection Well Sealant

  • Kim, Tae Yoo;Hwang, Kyung-Yup;Hwang, Inseong
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제21권2호
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    • pp.29-37
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    • 2016
  • CO2 injection well sealant is vulnerable to supercritical CO2 (scCO2) exposure. To develop an alternative to the conventional sealant system (class G cement/class F fly ash), the performance of slag cement (SPC) systems containing class F fly ash (FFA) or class C fly ash (CFA) was evaluated and compared with the conventional sealant under scCO2 conditions. All sealant systems showed an immediate increase in compressive strength upon scCO2 exposure and, at 37.6 MPa, SPC/CFA showed the highest compressive strength after 14 days, which was much higher than the 29.8 MPa of the conventional sealant system. Substantial decreases in porosity were observed in all sealant systems, which were partly responsible for the increase in strength. Carbonation reactions led to pH decreases in the tested sealants from 12.5 to 10~11.6. In particular, the greatest decrease in pH in slag cement/class C fly ash probably supported relatively sustainable alkali activation reactions and the integrity of cement hydrates in this system. XRD revealed the presence of CaCO3 and a decrease in the content of cement hydrates in the tested sealants upon scCO2 exposure. TGA demonstrated a greater increase of CaCO3 and calcium-silicate-hydrate phases in SPC/CFA than in the conventional sealant upon scCO2 exposure.

폴리디메틸실록산계 안정화제를 이용한 초임계 이산화탄소에서의 ʟ-Lactide의 개환중합 (Ring-Opening Polymerization of ʟ-Lactide with Polydimethylsiloxane Based Stabilizers in Supercritical Carbon Dioxide)

  • 황하수;임권택
    • 청정기술
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    • 제12권2호
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    • pp.62-66
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    • 2006
  • 다양한 폴리디메틸실록산계 공중합체를 안정화제로 이용하여 초임계 이산화탄소 내에서의 개환중합을 통해 PLLA를 제조하였다. 초임계 개환중합에 사용된 폴리디메틸실록산 공중합체는 폴리디메틸실록산 거대개시제를 사용하여 그룹전이중합법(GTP법)을 이용하여 제조하였다. $\small{L}$-락타이드의 초임계 현탁중합을 통해 수미크론크기의 입자가 형성되었음을 전자 주사 현미경을 통해 확인하였고, 또한 겔 투과 크로마토 그라피 분석을 통해 상당히 좁은 분자량 분포의 PLLA가 제조되었음을 확인하였다.

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Analytical Head-space Supercritical Fluid Extraction Methodology for the Determination of Organochlorine Compounds in Aqueous Matrix

  • Ryoo, Keon-Sang;Ko, Seong-Oon;Hong, Yong-Pyo;Choi, Jong-Ha;Kim, Yong-gyun;Lee, Won-Kyoung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권5호
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    • pp.649-656
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    • 2006
  • The proposed head-space supercritical fluid extraction (SFE) methodology as an alternative to an existing conventional procedure was explored for the determination of organochlorine compounds in aqueous matrix. In this study, polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides (OCPs) were utilized as target analytes. To enhance the recovery efficiency, the factors such as the $CO _2$ density, the extraction time, and the extraction mode were investigated. Furthermore, the analytical procedures and the results obtained were compared with those provided by the conventional method (the U.S. EPA method 8080). Under the optimized conditions, i.e., a combination of static with dynamic SFE mode at 2,000 psi and 40 ${^{\circ}C}$, the head-space SFE methodology gave equivalent or better to the conventional method in recovery efficiencies with clear advantages such as simple sample treatment and fast analysis time as well as reduced solvent and reagent consumption.