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박보령,전종열,이지연,김정훈 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1
부생가스 중 LDG, BFG, FOG 등에서는 CH4, H2, CO, CO2 등 다성분혼합물의 상태로 존재하며 일산화탄소를 대량으로 배출하여 지구온난화를 가중시키고 있다. 만일 경제적으로 일산화탄소를 분리회수할 수 있는 분리기술이 된다면 탄소자원화의 원료를 값싸고 공급할 수 있다. 본 실험에서는 부생가스내에 일산화탄소를 분리 회수하는 분리막 정제 시스템 개발을 위한 연구를 수행하였다. 분리막 공정 설계에 필요한 데이터를 확보하기 위하여 분리막 모듈의 이산화탄소, 일산화탄소, 질소, 메탄 등을 대상으로 기체들의 조성, 공급온도 및 공급압력, 스테이지컷 등의 운전조건을 고려하여 분리실험을 수행하였다. 실험한 결과를 바탕으로 공정 설계 인자에 따른 공정설계 시뮬레이션을 구성하였으며, 막분리 공정 설계 시뮬레이션 결과 및 실험결과를 비교 분석하였다.
철강부생가스 내 일산화탄소 분리ㆍ정제용 막분리 모듈 시험 및 전산모사
박보령,김정훈,전종열,이지연 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
전세계 철강산업에서 발생하는 부생가스(LDG, BFG, FOG)에는 CH<sub>4</sub>, H<sub>2</sub>, CO, CO<sub>2</sub> 등의 고부가가치 가스 등이 대량으로 포함되어 있으며, 국내의 철강산업은 전세계 시장의 4%정도로 이러한 부생가스를 매년 수천 만톤을 배출하고 있다. 지금까지 경제성 있는 분리정제기술의 부족으로 현재 저부가가치의 발전용으로 주로 사용되고 있으며 이 과정에서 이산화탄소를 대량으로 배출하여 지구온난화를 가중시키고 있다. 기존 대형 CO 농축 및 정제기술로 증류기술이 대부분 활용되고 있으나, 제철 부생가스 중 LDG와 같은 부생가스는 CO를 약 60% 함유하고 있음에도 N<sub>2</sub>, CO<sub>2</sub>도 약 20% 혼합되어 있어 통상의 심냉법으로는 CO 분리가 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 철강부생가스에서 발생하는 LDG 가스를 정제하여 99%이상의 고순도 일산화탄소의 공정효율을 가지는 분리막 정제 시스템 개발을 위한 연구를 수행하였다. 분리막 공정 설계에 필요한 데이터를 확보하기 위하여 분리막 모듈의 각 기체의 단일기체에 대한 투과 거동 및 LDG 혼합기체 분리시험을 진행하였다. 또한 혼합기체 분리시험에 사용된 다양한 운전조건으로 전산모사를 수행하였다.