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건식 sorbent를 이용한 배가스 CO2 회수공정 기반기술

Elemental Technology Development of a Dry Regenerable Sorbent Process for CO2 Capture from Flue Gas Streams

보고서 정보
연구책임자 이창근
참여연구자 진경태 , 선도원 , 조성호 , 유호정 , 서용원 , 이승용 , 유정석 , 정석용 , 김중석 , 유영우 , 홍선욱
보고서유형1단계보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2005-03
주관부처 과학기술부
등록번호 TRKO201000012435
DB 구축일자 2013-04-18
키워드 건식흡수제.유동층공정.이산화탄소.CO2회수공정.고속유동층.Dry sorbent.Fluidized bed reactor.Carbon dioxide.CO2 capture process.Fast fluidized bed.

초록

● 건식 sorbent를 이용한 이산화탄소 회수 공정선정 및 공정개념설계
- 최적 공정 선정에 의한 벤치규모 2탑 유동층 공정에서의 실험과 특허 출원
- 건식 sorbent를 이용한 $_{CO}2$ 분리회수장치의 3가지 고유형태 제안과 고체순환장치를 제안하여 특허를 출원
- 고속유동층반응기에서 최적조업조건 설정: 반응성과 반응기내의 고체체유량의 상관관계를 도출하여 팬설계에 적용; 고속유동층내 체류시간 3초이내에 $_{CO}2$ 회수율 90%이상 가능함을 입증함
- 공정설계

Abstract

The contents of research can be summarized as follow:
1. Selection of an optimum process for $^{CO}2$ capture using dry regenerable sorbents and conceptual design of the process.
- Selecting optimum processes.
- Finding optimum operating conditions in bubbling fluidized bed react

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제출문 ... 2
  • 보고서초록 ... 3
  • 요약문 ... 4
  • SUMMARY ... 7
  • CONTENTS ... 10
  • 목차 ... 14
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 26
  • 1. 연구개발의 목적 ... 26
  • 가. 연구개발의 필요성 ... 26
  • 2. 연구개발의 목표 및 범위 ... 28
  • 가. 1단계(2년 6개월) 연구개발 목표 ... 28
  • 나. 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 28
  • 3. 건식 sorbent를 이용한 CO2 회수 기술의 개요 ... 29
  • 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 31
  • 1. 국외 기술개발 동향 ... 31
  • 2. 국내 기술개발 동향 ... 32
  • 3. 건식 sorbent 회수법의 분석 ... 33
  • 4. CO2 회수처리기술의 비용 분석 ... 34
  • 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 36
  • 제1절 기포유동층반응기에서의 반응성특성 ... 36
  • 1. 서론 ... 36
  • 2. 실험 ... 36
  • 가. 실험장치 ... 36
  • 나. 고체흡수제 ... 36
  • 3. 공급된 흡수제의 기포 유동층 반응특성 ... 37
  • 가. SorbNHR5 ... 37
  • 나. SorbNX30 ... 46
  • 다. SorbNX101 ... 51
  • 4. 공급흡수제의 유동층에서 반응특성 ... 55
  • 가. SorbNH의 물리적 특성 ... 55
  • 나. SorbNH의 실험조건 ... 56
  • 다. 결과 및 고찰 ... 57
  • 라. SorbNH 실험의 요약 ... 67
  • 5. 동양제철화학 NaHCO3의 기포유동층 반응특성 ... 70
  • 가. NaHCO3의 열역학적 특성 ... 70
  • 나. NaHCO3의 물리적 특성 ... 70
  • 다. NaHCO3의 실험결과 및 토의 ... 72
  • 라. NaHCO3 실험요약 ... 83
  • 6. 공급 SorbN2-SU의 기포유동층에서 특성 ... 84
  • 제2절 고속유동층반응기에서의 반응특성 ... 86
  • 1. 서론 ... 86
  • 2. 실험 ... 86
  • 가. 실험장치 ... 86
  • 나. 실험조건 ... 86
  • 다. 실험일지 ... 89
  • 3. 고속유동층에서의 실험 및 고찰 ... 98
  • 가. NaHCO3의 최적유속 및 고체농도 조건실험 ... 98
  • 나. 고속유동층반응기에서 NaHCO3의 변수실험 ... 100
  • 다. SorbNX의 고속유동층에서의 실험 ... 102
  • 라. SorbNHR의 수력학적특성 고찰 ... 103
  • 제3절 최적공정의 선정 ... 112
  • 1. 3가지 공정형태의 제안 ... 112
  • 2. 입자이송순환장치 제안 ... 113
  • 제4절 2탑 유동층 공정에서의 연속실험 ... 116
  • 1. 2탑 유동층공정에서 장기연속실험 ... 116
  • 가. 실험 ... 116
  • 나. SorbNX101의 연속실험 ... 117
  • 다. SorbNHR5의 연속운전 ... 112
  • 라. SorbNHR의 연속실험 ... 124
  • 2. 2탑 유동층 연속실험시 SorbNX101의 변수실험 ... 125
  • 제5절 공정설계 ... 128
  • 1. 설계배경 및 설계 전략 ... 128
  • 2. 물질수지 및 열수지 ... 130
  • 3. PDU 공정설계 (100 Nm3/h 용량) ... 134
  • 제6절 건식 Sorbent를 이용한 배가스 CO2 회수공정 기반기술 개발 ... 139
  • 1. 건식 유동층 흡수-재생 공정의 고체순환 모사 ... 139
  • 가. 서론 ... 139
  • 나. 건식 CO2 흡수와 재생 공정의 이론 ... 139
  • 다. 공정에서 입자 수지 ... 141
  • 라. 계산 순서 ... 144
  • 마. 실험 ... 144
  • 바. 모사 조건 ... 145
  • 사. 결과 및 고찰 ... 146
  • 아. 건식 유동층 흡수-재생 공정의 고체순환 특성 ... 155
  • 2. TGA 반응 특성 해석 ... 156
  • 가. 서론 ... 156
  • 나. 이론 ... 156
  • 다. 실험 ... 157
  • 라. 결과 및 고찰 ... 159
  • 마. TGA 반응 특성 ... 167
  • 3. 흡수탑·재생탑에서 반응 전환율 해석 ... 168
  • 가. 이론적 배경 ... 168
  • 나. 결과 및 고찰 ... 177
  • 다. CO2 회수공정의 모사 특성 ... 186
  • 4. 프로그램 사용설명 ... 187
  • 가. 전산기 프로그램의 구성 ... 187
  • 나. 주입자료 및 계산결과 형식 ... 189
  • 다. 전산기 프로그램 계산 순서 및 방법 ... 209
  • 5. 결론 ... 211
  • 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 216
  • 1. 연구개발 목표의 달성도 ... 216
  • 2. 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 218
  • 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 219
  • 1. 계속연구의 필요성 ... 219
  • 2. 최종목표와의 연계성 ... 219
  • 3. 기술의 응용 및 활용 계획 ... 219
  • 가. 적용대상 ... 219
  • 나. 기술의 spin-off ... 220
  • 4. 기업화 추진방안 ... 220
  • 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 221
  • 제1절 Green House Gas Control Technologies(GHGT7)학회 ... 221
  • 1. 개회 ... 221
  • 2. 기조연설 ... 221
  • 3. 기술의 종합 (Technical Overviews) ... 224
  • 제2절 미국의 지구온난화 관련 프로젝트 (Third Annual Conference on CarbonCapture & Sequestration) ... 234
  • 1. 서론 ... 234
  • 2. Climate Change Science Program (CCSP) 소개 ... 235
  • 가. CCSP 개요 ... 235
  • 나. CCSP 목적 ... 235
  • 3. Climate Change Technology Program (CCTP) 소개 ... 237
  • 4. 결론 ... 246
  • 제7장 참고문헌 ... 247

연구자의 다른 보고서 :

참고문헌 (25)

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