| 초록 |
아민 수용액을 이용한 CO2 포집 공정에서 가장 많은 에너지를 소비하는 부분은 재생 공정이다. 재생 공정에서는 아민과 결합된 carbamate 또는 bicarbonate 형태의 CO2를 120 oC 내외의 열에 의해 분리시켜 기체 CO2로 변화시키고, 액체 흡수제는 원래 상태로 되돌아가게 된다. 이 공정에는 재생을 위한 열에너지 공급 문제와 기·액간 상변화가 동시 수반되어 제어하는 물리적 문제, 흡수제의 부반응에 의한 변성 문제 등 많은 문제점이 발생한다. 본 연구에서는 기존의 MEA 흡수제 사용 시 문제점을 개선하고자, aliphatic ring에 수산화기를 치환한 소재를 혼합하여 사용하는 KP 흡수제를 선정하였다. KP 수용액 (30 wt% amine + 70 wt% water)의 흡수열은 differential reaction calorimeter (DRC)를 사용하여 313 K의 반응온도에서 측정하였다. 흡수열은 CO2와 아민 수용액간의 반응에서 생성되는 종에 따라 성능이 크게 달라진다. 그러므로 종과 흡수열간의 상관관계를 통해 작용기가 반응 전체에 미치는 영향을 확인하기 위해, 1H NMR spectroscopy를 이용하여 KP 수용액과 CO2간의 반응에서 생성되는 종 분포를 확인하였다. Hydroxyl group이 치환된 KP-(1), (2), (3)의 흡수열은 기존 KP와 MEA의 흡수열 대비 최대 31 % 낮은 성능을 보였다. 또한, 종 분화 연구를 통해 KP와 KP-(1), (2), (3)가 서로 다른 reaction step으로 반응이 진행됨을 확인하였다. |
