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저농도 이산화탄소 포집용 흡착제 개발 및 최적조건에 관한 연구
A Study on the Low Concentration Carbon Dioxide Adsorbent and Optimal Conditions 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.29 no.1, 2012년, pp.1 - 12  

이주열 ((주)애니텍 기술연구소) ,  박덕신 (철도기술연구원) ,  조영민 (철도기술연구원) ,  권순박 (철도기술연구원) ,  황윤호 ((주)애니텍 기술연구소) ,  송형진 ((주)애니텍 기술연구소) ,  이상봉 ((주)애니텍 기술연구소)

초록
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본 논문은 다양한 시설내에 적은 농도의 $CO_2$ 제거를 위한 선택적 $CO_2$ 흡수능력을 향상시킨 흡착제의 효율평가에 관한 것이다. 직경 4mm의 구형 흡착제는 시판용 제올라이트에 첨가제, 물, 바인더, LiOH를 섞어 제조하였다. 칼럼테스트에서 400분 이내에 90% 이상의 $CO_2$흡착효율을 나타내었고, 흡착필터모듈 흡착능력을 평가하기 위해 회분식과 연속식타입의 챔버테스트가 시행되었다. 회분식테스트에서 30분 이내에 약 92%의 $CO_2$가 제거되는 것을 확인하였다. 연속식테스트에서 30분 이내 70%의 $CO_2$가 제거효율을 보였으며, 2,500ppm 이상의 $CO_2$가 제거되는 것을 확인하였다. 재현성테스트를 수차례 수행한 결과 15일동안 1,000ppm 이상의 $CO_2$가 연속적으로 제거됨을 보였다. TGA 분석법을 이용한 흡착량 분석에서 흡착제 g당 5.0mmol의 $CO_2$를 흡착하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 흡착제는 상온에서 저농도 $CO_2$ 실내환경에 적용가능한 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, $CO_2$ adsorbent was developed for removing low concentration of $CO_2$ in multiple-use facilities. The efficiency of the adsorbent which was improved selective $CO_2$ adsorption capabilities was evaluated. The pellet type adsorbent was modified from a...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 실내환경에 노출된 저농도 이산화탄소를 제거하기 위한 방안으로서 이산화탄소의 선택적 흡착률을 향상시킨 흡착제를 개발하고 컬럼테스트와 챔버테스트에 의해 성능을 평가하였다. 흡착제는 제올라이트, LiOH, 바인더 및 물을 혼합하여 펠렛형태로 제조하였다.
  • 본 연구에서 개발한 이산화탄소 흡착제의 성능을 평가하기 위하여 컬럼테스트를 실시하였다. 실험 절차는 Fig.
  • 본 연구에서는 이산화탄소의 선택적 흡착능이 우수한 제올라이트를 기본 흡착제로 개질을 통해 밀폐된 실내 공간에서 배출되는 저농도 이산화탄소를 선택적으로 흡착하는 처리기술을 개발하여 에너지 소비가 적고 유지관리비용이 경제적일 뿐 아니라 쾌적한 실내환경을 유지하는 것을 목표로 하였다.
  • 실험방법은 배치식 챔버테스트와 동일하며 1시간동안 실험을 한 뒤 CO2 filter module를 정지시킨 후 챔버문을 열고 자연상태에서 5시간동안 방치시키면서 1일 2회 반복실험을 하였다. 상기 실험방법은 도시철도차량 또는 광역버스와 같은 차량의 출퇴근 시간대의 이용객이 많은 혼잡 상황에서 발생하는 일시적인 이산화탄소 고농도 환경에서 흡착효율을 평가하기 위한 것이다
  • 6 %이다. 이 결과는 겨울철 다중이용시설의 실내공기 수준을 구현한 것으로서, 본 연구에서 개발한 흡착제의 실제 환경에 대한 적용 가능성을 평가하기 위한 것이다

가설 설정

  • 넷째, 1일 2회 반복테스트를 수행하여 측정결과에 대한 신뢰성을 확보한다. 챔버테스트 흡착효율 실험은 용량 4m3인 챔버에서 수행되었으며, 실험조건인 챔버 용적은 다중이용시설 중 철도차량에 대한 적용성을 가정하였으며, Fig. 5와 같이 도시철도차량 내부용적을 시뮬레이션하여 재산정한 값을 따른 것이다. 풍량은 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이산화탄소는 무엇의 기준이 되는 물질인가? 일반적으로 이산화탄소(CO2)는 실내공기질과 환기상태를 점검하는 기준척도가 되는 기체상 물질로 실내공간에서 이산화탄소의 농도가 증가하면 호흡에 필요한 산소의 농도가 상대적으로 부족하게 되므로 인체에 악영향을 미치게 되어 일산화탄소(CO)와 함께 중요한 실내공기 오염물질 중 하나로 분류되고 있으며, 실내오염의 주요 지표로 사용된다[3, 4]. 이산화탄소의 대기분포는 0.
펠렛형태로 제작한 흡착제의 컬럼테스트 결과는? 흡착제는 제올라이트, LiOH, 바인더 및 물을 혼합하여 펠렛형태로 제조하였다. 흡착제의 컬럼테스트 결과 400분 이내 90 % 이상의 흡착율을 나타내어 본 연구에서 개발한 흡착제의 최적 제조인자를 찾을 수 있었다. 흡착제 모듈의 성능테스트는 배치형과 연속형 챔버테스트 방법으로 실험하였다.
산업혁명 이후 이산화탄소의 대기분포농도는? 이산화탄소의 대기분포는 0.03 %이나 산업혁명 이후 급속히 증가하여 1960년 320 ppm에서 2010년 390 ppm을 초과하였으며 실내에서의 환기조건은 미국에서는 2,000 ppm, 우리나라와 일본은 1,000 ppm이하를 권장하고 있다[5, 6]. 실내공기 중의 이산화탄소는 사람의 호흡에 의해 주로 배출되지만 부엌에서 요리 시에도 발생하는 대기배출물로서 대기 중의 이산화탄소는 대기의 자정작용에 의해 희석되거나 제거되지만, 실내공기환경에서는 환기장치를 설치하거나 또는 공기정화기와 같은 별도의 제거장치를 하지 않고는 저절로 없어지지 않는다.
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참고문헌 (12)

  1. H. C. Yoo and K. H. Noh, Natural Ventilation System of Express Bus for Indoor Air Quality and Energy Saving, J. Kor. Soc. Living Environ. Sys., 17(1), 21 (2010). 

  2. S. O. Baek and Y. S. Kim, Characterization of Air Quality in Various types of Indoor Environments in Urban areas-Foucusing on Homes, Offices, and Restaurants, J. KAPRA, 14(4), 343 (1998). 

  3. K. H. Kim, Preparation of Solid Sorbents and Isothern Adsorption Modeling for Low Level $CO_2$ , Master thesis, Kyung-Hee University (2010). 

  4. Ministry of Environment, Guideline of Indoor Air Auality (http://www.me.go.kr/). 

  5. C. S. Sim, Sink Analysis with Satellite Sensing for Exploring Global Atmospheric $CO_2$ Distributions, Kor. Environ. Institute (2010). 

  6. Environmental Report, Ministry of Environment, Korea, 245 (2010). 

  7. D. W. Cha, "Indoor Air Pollution", 1st ed.. 100, Kimoondang (2007). 

  8. B. S. Kim, J. Y. Lee, and S. D. Kim, Characterization of Dry Sorbents for $CO_2$ Separation from MSW Incineration Flue Gas, J. Kor. Oil Chem. Soc., 27(3), 318 (2010). 

  9. Y. Zou, M. Vera, and A. E. Rodrigues, Adsorption of Carbon Dioxide at High Temperature-a Review, Separation and Purification Technology, 26, 195 (2002). 

  10. K. M. Lee and Y. M. Jo, Ambient Adsorption of Low-level Carbon Dioxide by Metal Treated Activated Carbon, Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, 4, 316 (2009). 

  11. K. M. Lee and Y. M. Jo, Adsorption Characteristics of Chemically Modified Sorbents Carbon Dioxide. KSIEC, 19(5), 533 (2008). 

  12. J. M. Goo, The Study on Adsorption/Desorption Characteristics and the Development of Optimized Adsorbent Manufacturing Process for $CO_2$ Selective Adsorption in Waste Synthesis Gas Ingredient, Master Thesis, A-Jou University (2011). 

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