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메탄올 용매를 이용한 이산화탄소와 황화수소 포집공정의 열역학적 해석 및 전산모사에 관한 연구
A Study on the Thermodynamic Analysis and the Computer Simulation for the $CO_2$ and $H_{2}S$ Capture Process Using Methanol as a Solvent 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.14 no.4 = no.43, 2008년, pp.287 - 292  

조정호 (공주대학교 화학공학부) ,  이지환 (경인여자대학 환경보건과)

초록
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본 연구에서는 연소 배 가스 중에 포함되어 있는 이산화탄소와 황화수소 성분을 메탄올 용매로 포집하는 공정에 대해서 전산모사를 수행하였다. 메탄올 용매에 대한 이산화탄소와 황화수소의 용해도를 증가시키기 위해서 흡수탑의 압력은 30 bar로 운전되도록 하였으며, 용매의 공급온도는 프로필렌을 냉매로 사용하여 $-20^{\circ}C$로 하였다. 이산화탄소와 황화수소의 포집공정의 전산모사를 위한 열역학 모델식으로는 NRTL 액체 활동도계수 모델식과 Soave-Redlich-Kwong 상태방정식을 사용하였으며, 기체 성분들의 메탄올 용매에 대한 용해도 추산을 위해서 Henry의 법칙을 사용하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, computer simulation works have been performed for the capture process of the $CO_2$ and $H_{2}S$ gases contained in the effluent stream using methanol aqueous solution. In order to increase the solubilities of the $CO_2$ and $H_{2}S$ in the ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 메탄올 수용액을 용매로 이용하여 연소 배가스 중에 포함되어 있는 이산화탄소와 황화수소를 동시에 포집할 수 있는 공정에 대한 열역학적 해석 및 전산모사에 대한 연구를 수행하였다. 포집공정의 전산모사를 위해서 액상에서 물과 메탄올 사이의 열역학적 비이상성에 대한 해석을 위해서 NRTL 액체활동도계수 모델식과 이성분계 상호작용 매개변수를 사용하였으며, 흡수탑과 탈거탑의 운전압력이 비교적 고압이기 때문에 이상기체 상거동에서 벗어나는 현상을 해석하기 위해서 SRK 상태방정식 모델식과 각각의 이성분계 상호작용 매개변수를 이용하였다.
  • 본 연구에서는 메탄올 수용액을 용매로 이용하여 연소 배가스 중에 포함되어 있는 이산화탄소와 황화수소를 동시에 포집할 수 있는 공정에 대한 열역학적 해석 및 전산모사에 대한 연구를 수행하였다. 포집공정의 전산모사를 위해서 액상에서 물과 메탄올 사이의 열역학적 비이상성에 대한 해석을 위해서 NRTL 액체활동도계수 모델식과 이성분계 상호작용 매개변수를 사용하였으며, 흡수탑과 탈거탑의 운전압력이 비교적 고압이기 때문에 이상기체 상거동에서 벗어나는 현상을 해석하기 위해서 SRK 상태방정식 모델식과 각각의 이성분계 상호작용 매개변수를 이용하였다.

가설 설정

  • 연소 배가스 중에 포함되어 있는 이산화탄소와 황화수소의 용해도는 용매의 종류, 용매의 농도, 용매의 공급온도, 용매의 순환유량, 흡수탑의 운전 압력과 흡수탑의 높이 등에 의해서 결정될 수 있다. 본 연구에서는 용매의 종류와 농도는 98.5 wt%의 메탄올 수용액으로 결정하였으며, 용매의 공급온도는 프로필렌 냉동 사이클을 이용하는 것으로 가정하여 -20℃로 고정하였다. 흡수탑의 운전 압력은 30 bar이며, 흡수탑의 높이는 이론단수 5단으로 고정시켰다.
  • 연소 배가스 중에 포함되어 있는 이산화탄소와 황화수소의 용해도는 용매의 종류, 용매의 농도, 용매의 공급온도, 용매의 순환유량, 흡수탑의 운전 압력과 흡수탑의 높이 등에 의해서 결정될 수 있다. 본 연구에서는 용매의 종류와 농도는 98.5 wt%의 메탄올 수용액으로 결정하였으며, 용매의 공급온도는 프로필렌 냉동 사이클을 이용하는 것으로 가정하여 -20℃로 고정하였다. 흡수탑의 운전 압력은 30 bar이며, 흡수탑의 높이는 이론단수 5단으로 고정시켰다.
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