| 초록 |
바이오매스로부터 fuel grade ethanol (>99 wt%)을 만들기 위한 기존 공정은 다단의 증류탑을 사용하므로 재비기에서의 스팀에너지가 과도하여 에너지효율이 낮고 탄소 배출량이 많은 단점이 있다. 선행연구에 따르면 에탄올-물 혼합용액에 비평형 초음파가 인가되었을 때 생성되는 분무는 벌크용액보다 에탄올 농도가 높다. 초음파를 이용한 분리 방법은 공정 스케일에서의 경제성이 평가된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 해당 원리를 이용하여 에탄올-물 혼합물을 fuel grade로 분리하는 청정 분리공정 개념설계를 진행하고 기술경제성평가를 수행하였다. 해당 공정은 전기에너지만으로 분리를 수행하기에 기존 공정 대비 환경친화적이며, renewable 전기를 사용했을 때 그 잠재력이 크다. 일반화된 분석을 위해 기존 기술 (azeotropic distillation, extractive distillation, pressure swing adsorption)과 초음파를 이용한 분리 기술, 총 네가지를 공정 시뮬레이션 모델로 구현하고 이를 바탕으로 각 공정의 경제성을 비교하였다. 이를 통해 초음파 분리 공정이 기존의 분리 공정을 대체할 수 있을지 가능성을 확인하였다. |
