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  이산화탄소 포집 공정 관련 질문드립니다.
  글쓴이 : 캠린이   고유ID : adjlk8933     날짜 : 20-09-10 00:41     조회 : 79    
안녕하십니까 스테파노님.

이산화탄소 포집 공정을 모사중 몇 가지 질문이 생겨 이렇게 글을 남기게 되었습니다.

흔히 이산화탄소 포집 공정에서

"이산화탄소 포집율 90%를 만족했다."라는 말을 자주 쓰는데 이 때 포집율이란

이산화탄소 포집 공정으로 들어가는 이산화탄소의 양에 대한 재생탑 상부로 빠져나가는 이산화탄소의 양을 뜻하는
것인지
순환되고 있는 이산화탄소의 양에 대한  재생탑 상부로 빠져나가는 이산화탄소의 양을 뜻하는 것인지

혹은 재생탑 상부로 빠져나가는 흐름 중 이산화탄소의 농도를 뜻하는 것인지 검색 자료에는 명시되어 있지 않아 여
쭈어봅니다.

또한 흡수제로 모노에탄올아민(MEA)를 이용하는데

MEA는 부식성이 높기 떄문에

많은 자료들에서 Rich Amine Loading (흡수탑 하부로 배출되는 흐름 중 CO2/MEA 몰 비)에 대한 범위는  제한해두는 것을 확인할 수 있었습니다.
하지만 Lean Amine Loading(재생탑 하부로 배출되는 흐름 중 CO2/MEA 몰 비)에 대한 자료는 찾기가 힘든데
Lean Amine Loading 값 자체는 이산화탄소의 포집 공정의 결과로서 의미가 없는 값인 것인지
여쭈어 보고 싶습니다 !

스테파노 Stefano   20-09-10 02:12
(0) 일반적으로 비율, 수율, 효율, 등을 언급할 경우라면 우선 전체가 100%라고 보고 그에대한 상대치를 평가하는 것이기 때문에 질문에서 언급한 "포집율"도  전체량중 포집된 양을 말합니다.

(1) 따라서 CO2 포집공정에 유입되는 양을 기준으로 흡수탑에서 흡수된 후 재생탑에서 실제로 회수되는 CO2의 양을 포집율로 나타냅니다. 

포집율, %  = (Regenerator Overhead CO2 Molar Flow Rate / Absorber Feed CO2 Molar Flow Rate) * 100% ....(1)

(2) <..MEA는 부식성이 높기
MEA 자체가 부식성이 있는 것이 아니고  MEA Water Solution에 흡수되어있던 산성가스 (CO2, H2S 등이 수용액에서 H+이온을 방출하게 됨에 따라 부식성을 나타내는 것이지요.

(3) <...Rich Amine Loading (흡수탑 하부로 배출되는 흐름 중 CO2/MEA 몰 비)에 대한 범위는  제한...>
==> MEA에 포화되는 양에 대한 CO2 Loading 양을 제한하는 이유는 MEA에 포화될 때까지 흡수탑 단수를 늘이다 보면 너무 탑의 높이가 늘어나기 때문입니다.  평형에서 어느 정도 떨어진 상태의 CO2의 Loading이 최적조건(특히 장치비 관점에서)이라는  이유에서 그리하는 것입니다 .

(4) <.. Lean Amine Loading(재생탑 하부로 배출되는 흐름 중 CO2/MEA 몰 비)에 대한 자료는 찾기가 힘든데
Lean Amine Loading 값 자체는 이산화탄소의 포집 공정의 결과로서 의미가 없는 값인 것인지..>
==>재생탑에서 MEA에 흡수된 CO2를 완전히 Stripping하여 CO2-Free MEA가 Regenerator Bottom에서 재생되어 나오도록 하려면 재생탑의 단수효도 늘어나고 또한 Regenerator Bottom의 온도도 높아져야 하기 때문에 Utility(Steam, CW)도 크게 늘어나야 합니다.  따라서 여기에서도 Lean Amine에 잔류하는 CO2의 양도 어느정도 허용해 주는 것이 경제성(장치비, 유틸리티비) 면에서 최적화를 추구하는 것이지요.

(5) 결과적으로 MEA 순환량은 다음과 같이 계산됩니다.

Net MEA 순환량, kg-mole MEA/h  =  (포집 CO2 유량, kg-mole-CO2/h)  /  (Rich Amine CO2 Loading  kg-mole CO2/kg-mole MEA - Lean Amine CO2 Loading  kg-mole CO2/kg-mole MEA)  ........................(2)

MEA Solution 순환량,  kg-mole-MEA Solution/h =  ( Net MEA 순환량, kg-mole MEA/h ) / (Mole Fraction of MEA, kg-mole MEA/kg-mole MEA Solution)    ...........................................................................(3)
캠린이 adjlk8933   20-09-13 20:09
감사합니다 스테파노님

항상 1을 물어도 10을 배우고 가는 느낌입니다.
도삐 kimdoil829   20-09-16 15:36
감사합니다
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