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1P-506 CO<sub>2</sub> 흡착제의 산성가스 저항성 연구
표성원,( Pacia Rose Mardie ),고영수 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
아민은 CO<sub>2</sub>에 대하여 높은 선택도를 가져 CO<sub>2</sub> 흡착제로 적용가능성이 높은 물질이다. 아민 기반 흡착제는 Temperature Swing Adsorption (TSA)공정에 적용 시 공정 내 존재하는 CO<sub>2</sub>와 O<sub>2</sub>가 고온조건에서 아민과 반응하여 비가역적 화학종을 형성한다. 비가역적 화학종은 흡착제의 재생안정성을 감소시킨다. 최근 배가스 내 포함된 SO<sub>x</sub>, NO<sub>x</sub>와 같은 산성가스가 아민과 반응하여 열화 화학종을 형성하며, CO<sub>2</sub> 흡착제의 재생안정성을 감소시킨다는 연구결과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 2차 아민의 조성이 조절된 CO<sub>2</sub> 흡착제를 합성하였으며, 각기 다른 공정조건에서 흡/탈착 반복 실험을 진행하여 재생안정성을 평가하였다. 또한 흡/탈착 이후 변화된 표면구조를 In-situ IR을 통해 확인하였다.
Effect of water on performance of amine based CO<sub>2</sub> adsorbents
표성원,전재완,( Pacia Rose Mardie ),고영수 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
Polyethylenimine (PEI)은 한 분자에 다양한 차수의 아민을 포함한 고분자로 단위 분자당 아민의 함량이 높고 저렴한 가격으로 CO<sub>2</sub> 흡착제로서 가능성이 큰 물질이다. 아민 흡수제를 Temperature Swing Adsorption (TSA) 공정에 적용할 때 1, 2차 아민은 CO<sub>2</sub>, O<sub>2</sub>와 반응하여 linear, cyclic urea, amide 등의 화학종을 형성하는데, 이는 안정한 상태의 화학종으로 이로 인한 흡수제 재생 안정성에 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 PEI를 이용하여 CO<sub>2</sub> 흡수제를 합성하였고, Thermogravimetric analysis (TGA)와 In-situ IR을 이용해 흡수제의 특성분석을 진행하였다. 건조한 조건과 수분이 포함된 조건에서 각각 분석을 진행하여 수분이 흡수제의 특성에 미치는 영향을 알아보았다.
수소 가스터빈 복합발전에 대한 Inverted Brayton Cycle의 적용성 분석
표민중(Min Jung Pyo),문성원(Seong Won Moon),김동섭(Tong Seop Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11
The inverted Brayton cycle (IBC) is a technology that uses a turbine to expand the gas below the atmospheric pressure to produce power. In this study, a new model was proposed, which can increase power output and efficiency by applying IBC to the Gas Turbine Combined Cycle (GTCC). IBC integrated technology can produce additional output and heat using the flow gas of the GTCC.
아민계 CO<sub>2</sub> 흡수제의 제조 및 TSA 공정평가
전재완,표성원,( Pacia Rose Mardie ),고영수 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
CO<sub>2</sub> 건식흡수제 중 아민과 실리카로 구성된 유-무기 하이브리드형 흡수제의 경우 실리카의 장점과 아민의 장점을 각각 결합시킨 흡수제로, 활성탄소와 제올라이트 기반 흡수제에 비해 CO<sub>2</sub>에 대한 선택성이 뛰어나며, 흡수제의 성형이 용이하다는 장점이 있다. 온도스윙공정(Temperature swing adsorption, TSA)은 흡착탑에서 흡착과 재생탑에서 재생이 온도 변화에 의해서 운전된다. 흡수제에 사용된 1차 아민은 고온 건조한 조건에서 CO<sub>2</sub>와 반응하여 생성되는 요소(urea)에 의해 deactivation이 발생되며 2차 아민은 O<sub>2</sub>와 반응하여 생성되는 아마이드(amide)에 의해 deactivation이 발생된다. 본 연구에서는 구조와 차수가 다른 아민 물질을 이용하여 In-situ 중합에 의해 CO<sub>2</sub> 건식흡수제를 합성하였고, 합성한 흡수제에 대해 TSA 공정에 맞춘 다양한 특성분석을 진행하였다.
Stability evaluation of the amine-based CO<sub>2</sub> adsorbent
정하영,표성원,전재완,고영수 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
N-[Trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine (2NS)는 분자 내에 1차 아민과 2차 아민을 가지고 있는 사슬 구조의 아민 화합물이고, 2,2-Dimethoxy-1,6-Diaza-2-silacyclooctane (2NSS)는 분자 내에 2차 아민 두 개를 가지고 있는 고리 구조의 아민 화합물이다. TSA(Temperature Swing Adsorption)공정 내 배가스에 포함된 CO<sub>2</sub>나 O<sub>2</sub>에 의해 비가역적 화학종인 urea나 amide 등을 형성하여 Degradation이 발생하며 이는 흡수제의 재생 안정성 저하를 야기한다. 본 연구에서는 구조와 차수가 다른 두 아민 물질을 이용해 흡수제를 합성하였고, TGA(Thermalgravimetric analysis)와 In-situ IR 이용해 합성한 흡수제의 특성 분석을 진행하였다.
Synthesis of amine based sorbents for CO<sub>2</sub> capture
이재건,전재완,표성원,( Pacia Rose Mardie ),고영수 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
TSA 공정은 흡수탑의 저온영역에서 흡착되며 재생탑의 고온영역에서 탈착이 이뤄지는 공정이다. 흡수제가 실제 공정에 적용되기 위해서 높은 흡착량 외에 열에 대한 안정성이 고려되어야한다. Polyethyleneimine (PEI) 물질은 1차 2차 3차 아민을 모두 가지고 있는 아민 고분자 이며 이를 이용한 흡수제는 높은 CO<sub>2</sub> 흡착량을 가지고 있으나 TSA 공정 적용 시 넓은 공정 온도 범위를 가지며 아민의 열화로 인한 안정성 문제가 있다. 본 연구는 TSA 공정에서 흡수능이 유지되고 PEI 대비 공정온도 범위가 개선된 아민을 사용하여 흡수제를 제조하였고, Thermogravimetric Analysis (TGA)를 이용하여 조성에 따른 흡착능과 반복 사용 시에 나타나는 흡수제의 변화를 확인하였다.
1P-495 제올라이트를 이용한 CO<sub>2</sub> 흡착제의 특성 분석 연구
장은성,( Pacia Rose Mardie ),표성원,고영수 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
지구온난화의 주요 원인인 CO<sub>2</sub>를 포집하기 위한 방법으로 CO<sub>2</sub>에 대해 높은 선택도를 나타내는 아민 기반 흡착제의 연구가 활발히 진행되고 있다. 지지체에 아민이 화학적으로 결합한 흡착제는 물리적으로 결합한 흡착제에 비해 안정성이 우수하다. 본 연구에서는 결정성 알루미노 규산염으로 이루어진 3차원 골격구조의 mesopore를 가지는 제올라이트에 아민을 기능화 시킨 흡착제를 합성하였다. 합성된 흡착제에 대하여 특성분석을 진행하였고, CO<sub>2</sub> 흡착 거동 및 다양한 조성에서의 CO<sub>2</sub> 흡착능과 재생 안정성에 대해 평가를 진행하였다.