| 초록 |
지구온난화의 주범인 이산화탄소를 제거하기 위한 CCU(Carbon Capture and Utilization) 기술이 전세계적인 주목 받고 있다. CCU 기술 중 하나인 광물탄산화 기술은 이산화탄소를 수산화칼슘과 반응시켜 이산화탄소를 제거하고, 생성물인 탄산칼슘은 시멘트의 재료로 이용할 수 있는 일석이조의 기술이다. 광물탄산화 기술을 이용하여 하루 수백톤의 이산화탄소를 에너지 효율적으로 제거하기 위해서는 기포칼럼반응기의 지름이 커야만 한다. 그런데, 대부분의 기포컬럼반응기에 대한 연구는 실험실규모 반응기에 대해서만 집중적으로 진행되었기 때문에 정보가 거의 없는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 반지름 2.2m, 높이 6m의 중간시험 규모 기포칼럼반응기에서 여러 조건 변화에 따른 이산화탄소 제거효율에 대한 연구를 전산유체역학을 이용하여 진행하였고, 실제 실험 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 전산유체역학 모델의 gas holdup, mass transfer coefficient, interfacial area 값은 오차율 5% 내외에서 여러 실험식과 잘 맞았고, 이산화탄소 제거효율의 경우 실제 실험결과와 비교해서 오차율 7%내외로 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 모델은 추후 4배 규모 확대된 중간시험규모 광물탄산화 반응기 모델링의 토대가 될 예정이다. |
