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Applied Chemistry for Engineering, Vol.23, No.6, 624-629, December, 2012
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K2CO3를 담지시킨 고체 허니컴 이산화탄소 흡수제의 제조 및 이의 특성 평가
Preparation of Honeycomb Carbon Dioxide Adsorbent Impregnated K2CO3 and Its Characterization
이동철, 김진배, 유윤종1, †
  • 호서대학교 화학공학과
  • 1한국에너지기술연구원 에너지융합소재연구단
Dong-Chul Lee, Jin-Bae Kim, and Yoon-Jong You1, †
  • Department of Chemical Engineering, Hoseo University, Asan, Chungnam 336-795, Korea
  • 1Korea Institute of Energy Research, Yuseong, Daejeon 305-343, Korea
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초록
온실가스의 주요성분인 이산화탄소를 포집 및 회수하기 위해 세라믹 종이로 만든 허니컴에 K2CO3를 담지 시켜 이산화탄소 흡수특성을 알아보았다. 70 ℃, 66% RH 항온항습 조건에서 K2CO3를 담지 시킨 허니컴 흡수제의 이산화탄소 흡수량은 13.8 wt%를 나타내었다. 이러한 결과는 K2CO3 담지율 17.6 wt%와 거의 동일한 수준으로서 허니컴 흡수제에 담지된 K2CO3의 흡수 반응이 원활하게 진행되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 허니컴 흡수제를 충진한 반응기에 4.51% 이산화탄소와 수분 동시공급 또는 수분 선 공급 후 이산화탄소를 공급하여 50∼80 ℃ 범위에서 이산화탄소 흡수 후 파과특성을 분석하였다. 그 결과 수분을 먼저 공급한 후 건조된 이산화탄소를 공급했을 때 더욱 늦게 파괴되어 흡수 반응이 좋아짐을 알 수 있었다. 흡수제와 이산화탄소의 흡수 반응에서의 생성물인 KHCO3는 128 ℃에서 이산화탄소를 탈착하여 재생된다는 것을 Temperature Programmed Desorption (TPD)분석 결과를 통해 확인할 수 있었다.
To capture and recover carbon dioxide (CO2), we impregnated honeycomb made of ceramic paper with K2CO3 and its absorption characteristics of CO2 were investigated. The absorption amount of CO2 on the honeycomb absorbent impregnated with K2CO3 was 13.8 wt% at a constant temperature (70 ℃) and relative humidity (66%) condition. Because the absorption amount of CO2 achieved almost the same loading ratio of K2CO3 (17.6 wt%), the absorption reaction of CO2 by K2CO3 on the honeycomb absorbent seems to be going smoothly. In addition, CO2 absorption breakthrough characteristics of the honeycomb absorbent were analyzed at the temperature range of 50∼80 ℃, and the water vapor was fed to an absorption column before the feeding of CO2 or simultaneously with CO2. As a result, the absorption capacity of CO2 was more enhanced using the water vapor supplying before CO2 than that of simultaneous supplying. It was confirmed by temperature programmed desorption analysis that the KHCO3 produced by the absorption reaction of K2CO3 and CO2 is regenerated by the desorption of CO2 at a temperature of about 128 ℃.
Keywords:CO2 absorption;potassium carbonate;honeycomb;carbon dioxide;ceramic sheet
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