| 초록 |
이산화탄소 연소 후 포집 기술 중 건식흡수제 이용 기술은 기존의 습식용액 대신에 고체입자를 사용하여 CO2와 반응하여 안정된 화합물로 변하고, 다른 조건에서 CO2를 배출하고 원래의 화합물로 재생되는 원리를 갖고 있다. 그로인해 기존의 습식흡착법과 다르게 폐수가 발생되지 않고 부식문제가 적으며, 재생공정에서의 높은 에너지 소모의 문제점을 극복할 수 있는 장점을 가진다. 건식흡수제 소재로서 알칼리금속, 알칼리 토금속, 건식 아민 등의 다양한 소재가 개발되고 있다. 그중 알칼리 금속 건식 CO2 흡수제는 Na, K계 화합물을 활성증진제로 사용하고 Mg계 화합물을 주요 활성성분으로 하여 고강도의 특성을 가진다. 그러나, 반응메카니즘이 밝혀진 바가 없어 실규모 공정의 구성에 어려움이 있다. 본 연구에서는 HSC Chemistry 프로그램을 사용하여 Potassium based sorbent의 CO2 흡착에 대한 열역학적 분석 및 Gibb's free energy 계산하여 이론적 흡착메커니즘을 설정한 뒤 GC와 balance를 동시에 측정 가능한 가압유동층 반응기를 사용하여 실험하였다. 한국전력연구원에서 제공한 Potassium based sorbent, P4를 일정한 고압(20bar)에서 흡착(200~210℃) 및 재생반응(390~400℃) 실험을 진행시켰으며, GC로 CO2흡착량을, Balance로 H2O흡착량 분석하여 CO2와 H2O의 반응정도를 알아낼 수 있었다. 그 결과 Potassium based sorbent의 이론적 반응메커니즘과 실험적 반응메커니즘을 비교하여 실제 반응메커니즘을 알 수 있었다. |
