초록 ▼

- 기존의 흡수율을 대체할 수 있는 가-액 분리막 접촉기 (membrane contactor) 시스템 구축 - 이산화탄소 분리용 막접촉기로서 기공성 및 투과성이 우수한 비대칭형 PVDF (polyvinylidene fluoride) 중공사막 개발 - PVDF 중공사막을 이요하여 1-2 $Nm^3$/h 규모의 연소 배기 가스 처리용 막접촉기 모듈 개발 - 중공사막 접촉기용으로서 화학적으로 안정한 아민계 고효율 이산화탄소 혼합 흡수제 개발 - 5 $Nm^3$/h 규모의 연소 배기 가스로부터 이산화

- 기존의 흡수율을 대체할 수 있는 가-액 분리막 접촉기 (membrane contactor) 시스템 구축 - 이산화탄소 분리용 막접촉기로서 기공성 및 투과성이 우수한 비대칭형 PVDF (polyvinylidene fluoride) 중공사막 개발 - PVDF 중공사막을 이요하여 1-2 $Nm^3$/h 규모의 연소 배기 가스 처리용 막접촉기 모듈 개발 - 중공사막 접촉기용으로서 화학적으로 안정한 아민계 고효율 이산화탄소 혼합 흡수제 개발 - 5 $Nm^3$/h 규모의 연소 배기 가스로부터 이산화탄소를 95%이상의 효율로 연속적으로 분리 회수할 수 있는 막접촉기-탈거탑 hybrid 공정 개발 - 이산화탄소 분리용 흡수탑 공정과 막접촉기 공정의 경제성 비교 검토 - 500 $Nm^3$/h 규모의 연소 배기가스로부터 이산화탄소 95%이상 분리 회수용 분리막 접촉기 실용화 공정 설계

Abstract ▼

The details of the research content of the last two years (2nd stage) were : - Design and optimization of PVDF hollow fiber membrane contactor module - Experimental and theoretical study on $CO_2$ removal efficiency and mass transfer in porous membrane contactor system - Comparison of mem

The details of the research content of the last two years (2nd stage) were : - Design and optimization of PVDF hollow fiber membrane contactor module - Experimental and theoretical study on $CO_2$ removal efficiency and mass transfer in porous membrane contactor system - Comparison of membrane contactor and absorption column for $CO_2$ removal efficiency - Selection of $CO_2$ absorbent for hollow fiber membrane contactor - Assessment for stability and durability of membrane contactor - Research on module scale-up for membrane contactor-stripper hybrid system - Preparation of PVDF hollow fiber membrane contactor module for bench-scale (2 $Nm^3$/hr) - Operation and optimization of pilot-scale (5 $Nm^3$/hr) hybrid process for $CO_2$ removal - Economical assessment for membrane contactor hybrid process - Study on module design for membrane contactor

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...24
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...30
• 제 1 절 외국의 기술개발 현황...30
• 1. 흡수법...30
• 2. 흡착법...31
• 3. 분리막법...32
• 4. 혼성 분리법...34
• 제 2 절 국내의 기술개발 현황...35
• 1. 흡수법 및 흡착법...35
• 2. 분리막법...35
• 3. 혼성 분리법...37
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...38
• 제 1 절 막접촉기용 PVDF 중공사막 제조 연구...38
• 1. PVDF 중공사막 제조 실험...38
• 2. PVDF 중공사막 물성 평가...42
• 3. 중공사막 접촉기용 모듈 제작...49
• 4. 요약...53
• 제 2 절 막접촉기-탈거탑 hybrid 시스템 연구...54
• 1. Hybrid 시스템 구축 및 운전...54
• 2. 이산화탄소 제거 효율 평가...58
• 3. 이산화탄소 흡수 거동 해석...62
• 4. 요약...81
• 제 3 절 막접촉기용 이산화탄소 흡수제 연구...83
• 1. 이산화탄소 흡수제 실험...83
• 2. 각 흡수제의 이산화탄소 제거효율...88
• 3. 각 흡수제에 대한 중공사막의 안정성...90
• 4. 중공사막 접촉기용 혼합 흡수제...96
• 5. 요약...101
• 제 4 절 이산화탄소 흡수제의 반응 Kinetics...102
• 1. 이산화탄소 혼합흡수제 실험...102
• 2. 흡수제 piperazine과 TEA...102
• 3. 화학반응을 동반한 물질전달...107
• 4. 실험결과...108
• 5. 중공사막 모듈의 크기에 따른 이산화탄소 분리효율...132
• 6. 요약...140
• 제 5 절 Pilot 규모 hybrid 공정 연구...141
• 1. 이산화탄소 분리 회수 공정 scale-up...141
• 2. 보일러 배기가스 성분 분석...145
• 3. 실험결과...150
• 4. 요약...160
• 제 6 절 막접촉기 공정의 경제성 평가...161
• 1. 흡수모듈의 이산화탄소 분리 제거 비용 평가...161
• 2. 이산화탄소 분리 공정의 전력 원단위 평가...167
• 제 7 절 중공사막 모듈 설계 제작 연구 (위탁)...170
• 1. 중공사막 제조 공정...170
• 2. 분리막 접촉기 모듈...177
• 3. 요약...194
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...195
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...198
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...200
• 제 7 장 참고문헌...210