| 초록 |
새로운 가스 분리 흡수제를 산업에 적용하기 위해서 공정 모사는 필수적이다. 새로운 아민-이온성 액체 혼합 흡수제를 적용한 공정 모사에서, 아민은 cyclic capacity 값이 큰 2-isopropylaminoethanol(IPAE)를 선택하였다. 이온성 액체는 낮은 열용량과 점도를 갖고 수용성인 물질을 선택하였다. 공정 모사기는 물성값 추정이 가능한 Aspen Plus V8.0을 사용하였다. 비평형 모델을 사용한 흡수탑, 열교환기, 탈거탑으로 이루어진 공정에서, e-NRTL 모델을 적용한 뒤 분해방법을 사용하여 15% CO2 유입 조건에서, 흡수 온도 및 탈거탑 유입온도를 각각 40 ℃, 80 ℃로 설정하여 모사하여 30% MEA(monoethanolamine)의 재생에너지가 4.25 GJ/tonCO2, 95% 순도의 CO2가 배출되는 결과를 얻었다. 유기물질인 IPAE는 Aspen Plus 내부의 물성 추정 기능을 사용하였으며, 이온성 액체는 그룹 기여법을 통해 임계 물성, 밀도, 증기압을 추정하였다. 아민-이온성액체-물-CO2 시스템의 증기압과 CO2 흡수 반응의 속도 및 평형상수는 기액평형 실험과 NMR spectra를 통해 구한 뒤 적정 조건으로 모사하여 아민과 이온성 액체 혼합 흡수제의 재생에너지 값을 얻었으며, 이 값을 토대로 아민-이온성 액체 혼합 흡수제의 기존 30 wt% MEA 흡수제에 대한 대체가능성을 고찰하였다. |
