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"MEA수용액 공정"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. MEA 수용액 공정 개요
2.1. 배경 및 필요성
2.2. 이산화탄소 포집공정 기술 분류
3. 연소 전 이산화탄소 포집 기술
3.1. 정제 기술
3.2. 수성가스변위(WGS) 기술
3.3. 수소/이산화탄소 분리 기술
4. 연소 후 이산화탄소 포집 기술
4.1. 흡수법
4.2. 흡착법
4.3. 막분리법
5. 현재 연구개발 동향 및 전망
5.1. CLC 공정
5.2. FC 기술
5.3. DAC 기술
6. 결론
7. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
최근 이산화탄소로 대표되는 온실가스 감축에 전 세계적인 관심과 노력이 집중되고 있다. 이러한 흐름 속에서 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술은 기술적 완성도와 경제성 및 기존 발전 설비들과의 부합성이 높아 중, 단기적 이산화탄소 대량 처리에 적합한 기술로 평가받고 있다. CCS 기술은 화력발전소 및 제철소 등에서 발생한 대량의 이산화탄소를 물리, 화학적 방법으로 포집한 후 파이프 라인과 선박으로 저장소까지 수송하여 안정적으로 저장하는 일련의 기술이다. CCS 기술은 2050년 이산화 탄소 전체 감축 목표량 중 약 19%를 담당할 것으로 예측되고 있으며, 특히 이산화탄소 대량 발생 분야인 발전 부문에서만 전체 감축 목표량의 약 10%를 담당할 것으로 예측되고 있다. CCS 기술은 발전소와 같은 대규모 화석 연료 시스템에서 생성되는 CO2의 배출을 줄이기 위한 기술이자 유망한 접근 방식으로 알려져 있으며, 기후 변화를 막기 위해서는 산업 공정을 포함한 다양한 배출원으로부터 CO2 포집이 필요하다.
2. MEA 수용액 공정 개요
2.1. 배경 및 필요성
전 세계적으로 이산화탄소로 대표되는 온실가스 감축에 대한 관심과 노력이 집중되고 있다. 한국 정부도 2020년까지 BAU(Business As Usual) 대비 온실가스 30% 감축을 목표로 다양한 기후 변화 대응기술 확보에 힘쓰고 있다. 이러한 흐름 속에서 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술은 기술적 완성도와 경제성 및 기존 발전 설비들과의 부합성이 높아 중, 단기적 이산화탄소 대량 처리에 적합한 기술로 평가받고 있다. CCS 기술은 화력발전소 및 제철소 등에서 발생한 대량의 이산화탄소를 물리, 화학적 방법으로 포집한 후 파이프 라인과 선박으로 저장소까지 수송하여 안정적으로 저장하는 일련의 기술이다. 2050년 이산화 탄소 전체 감축 목표량 중 약 19%를 CCS 기술이 담당할 것으로 예측되고 있으며, 특히 이산화탄소 대량 발생 분야인 발전 부문에서만 전체 감축 목표량의 약 10%를 담당할 것으로 예측되고 있다. 따라서 CCS 기술은 산업 공정뿐만 아니라 모든 점 배출원과 분산 배출원으로부터 CO2 포집을 포함해야 하며, 대기 중에서 직접 CO2 포집도 고려해야 할 것이다. CCS 기술은 CO2 배출원으로부터 CO2를 포집하는 포집기술과 포집한 CO2를 땅속 또는 해양에 저장하는 저장 기술로 구분할 수 있으며, 비용은 연료의 종류와 적용, 국가 상황, 환경 규제 등에 따라 다르지만 일반적으로 포집 기술 비용이 전체 CCS 비용의 약 70-80%를 차지한다. []
2.2. 이산화탄소 포집공정 기술 분류
이산화탄소 포집 기술은 크게 연소 전 기술과 연소 후 기술로 나눌 수 있다. 연소 전 기술은 연료를 부분 산화시켜 합성가스(H2+CO)를 제조하고 이를 이용하여 수소와 이산화탄소를 분리하는 방식이다. 또한 수성가스변위 반응을 통해 수소와 이산화탄소로 전환한 후 분리하는 공정이다. 연소 후 기술은 연료를 연소시킨 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 기술로, 흡수법, 흡착법, 막분리법 등 다양한 방식으로 이산화탄소를 선별적으로 분리하는 기술을 포함한다. 전반적으로 연소 전 기술은 고압의 고농도 이산화탄소 분리에 유리하나 전환 공정이 복잡하고, 연소 후 기술은 상대적으로 저농도 이산화탄소 포집에 적합하다고 할 수 있다. 최근에는 화학순환 연소, 연료전지 기술, 직접 공기 포집 기술 등 새로운 개념의 포집 기술들도 연구개발 중에 있다. 이와 같이 다양한 이산화탄소 포집 기술이 개발되고 있지만, 경제성 및 성능 향상 등 해결해야 할 과제들이 여전히 남아있는 실정이다.
3. 연소 전 이산화탄소 포집 기술
3.1. 정제 기술
IGCC의 경우 정제수준은 가스터빈, SOFC, PEMFC 등 발전을 위한 적용분야 및 WGS 반응 촉매, CO2 포집율 등 반응조건에 따라 상이하다. SOFC 발전에 적용하기 위해서는 고도 정제 수준이 요구된다. 또한 석탄의 가스화 과정에서는 CO, H2의 합성가스 외에 CO2, CH4, H2S, NH3, N2, CnHm, Hg 등의 여러 가지 불순물이 나온다. 이를 줄이는 기술이 필요하다. 최근에는 수은에 대한 환경 규제가 강화되어 미국의 경우 2011년부터 총량 규제를 실시할 예정이고 우리나라의 경우도 2010년부터 규제를 도입할 예정이다. 정제분야는 흡수제나 분리막을 이용하여 수소/이산화탄소를 ...
참고 자료
Lee, J. G. (2015). 멤브레인을 이용한 이산화탄소 포집기술의 특허정보분석과 기술전략. In Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference (pp. 526-539). Korea Technology Innovation Society.
서성일. (2011). 석탄 화력발전소에서 순산소 연소를 통한 이산화탄소 회수 기술. NICE. 29권 5호.
Gkotsis, P., Peleka, E., & Zouboulis, A. (2023). Membrane-Based Technologies for Post-Combustion CO2 Capture from Flue Gases: Recent Progress in Commonly Employed Membrane Materials. Membranes, 13(12), 898.
우대식, 남성찬, 정순관, & 윤여일. (2012). MEA 흡수제를 이용한 이산화탄소 포집 공정 모사. 한국산학기술학회 논문지, 13(1), 431-438.
Karimi, M., Shirzad, M., Silva, J. A., & Rodrigues, A. E. (2023). Carbon dioxide separation and capture by adsorption: a review. Environmental Chemistry Letters, 21(4), 2041-2084.
최형철, 문흥만, 조정호.(2018). 순산소 연소를 위한 초저온 공기분리장치의 최적공정 설계 연구. 화학공학. 제56권 제5호.
Yadav, S., & Mondal, S. S. (2022). A review on the progress and prospects of oxy-fuel carbon capture and sequestration (CCS) technology. Fuel, 308, 122057.
정재흠, 임영섭, 정영수, 이웅, 양시엽. (2011). 모노에탄올아민(MEA)을 이용한 이산화탄소 포집공정: 배가스 분할 유입을 통한 흡수제 재생 에너지 저감 연구. 화학공학. 제49권 제6호
