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심재구 ( Jae-goo Shim ),아프잘아킬 ( Afzal Aqeel ),최보미 ( Bo-mi Choi ),이정현 ( Jung-hyun Lee ),곽노상 ( No-sang Kwak ),임호진 ( Ho-jin Lim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2016 한국물환경학회지 Vol.32 No.4
N-nitrosamines are a class of carcinogenic chemicals that can pose significant hazards to the human life. Ultraviolet (UV) light irradiation is considered as one of the effective methods to reduce N-nitrosamines in the aqueous phase. This study aimed to investigate the pH influence on UV photodegradation of N-nitrosamines (i.e., N-nitrosodibutylamine (NDBA) and N-nitrosopyrrolidine (NPYR)) closely related to water treatment. Photodegradation rate constants of NDBA and NPYR remained between 3.26×10-2 L/W-min to 5.08×10-3 L/W-min and 1.14×10-2 L/W-min to 2.80×10-3 L/W-min at pH2-10, respectively. This study also focused on the formation of oxidized products (i.e., primarily NO2- and NO3-). Under slightly acidic and eutral conditions, NO2- formation was more prevalent than NO3- formation, while under strong acidic conditions, NO3- was more prevalent. There was no significant change in total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN), suggesting negligible loss of N-nitrosamines and degradation products from the system. NDBA was easily photodegraded than NPYR. This study also demonstrated that a lower pH is a favorable condition for photolytic degradation of N-nitrosamines in water.
Performance Analysis of Upgrading Process with Amine-Based CO<sub>2</sub> Capture Pilot Plant
Kwak, No-Sang,Lee, Junghyun,Lee, Dong Woog,Lee, Ji Hyun,Shim, Jae-Goo Korea Electric Power Corporation 2018 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.4 No.1
This study applied upgrades to the processes of a 10 MW wet amine $CO_2$ capture pilot plant and conducted performance evaluation. The 10 MW $CO_2$ Capture Pilot Plant is a facility that applies 1/50 of the combustion flue gas produced from a 500 MW coal-fired power plant, and is capable of capturing up to 200 tons of $CO_2$. This study aimed to quantitatively measure efficiency improvements of post-combustion $CO_2$ capture facilities resulting from process upgrades to propose reliable data for the first time in Korea. The key components of the process upgrades involve absorber intercooling, lean/rich amine exchanger efficiency improvements, reboiler steam TVR (Thermal Vapor Recompression), and lean amine MVR (Mechanical Vapor Recompression). The components were sequentially applied to test the energy reduction effect of each component. In addition, the performance evaluation was conducted with the absorber $CO_2$ removal efficiency maintained at the performance evaluation standard value proposed by the IEA-GHG ($CO_2$ removal rate: 90%). The absorbent used in the study was the highly efficient KoSol-5 that was developed by KEPCO (Korea Electric Power Corporation). From the performance evaluation results, it was found that the steam consumption (regeneration energy) for the regeneration of the absorbent decreased by $0.38GJ/tonCO_2$ after applying the process upgrades: from $2.93GJ/ton\;CO_2$ to $2.55GJ/tonCO_2$. This study confirmed the excellent performance of the post-combustion wet $CO_2$ capture process developed by KEPCO Research Institute (KEPRI) within KEPCO, and the process upgrades validated in this study are expected to substantially reduce $CO_2$ capture costs when applied in demonstration $CO_2$ capture plants.
신 흡수제(KoSol-4)를 적용한 10MW급 CO₂ 포집 Pilot Plant 성능시험
곽노상(No-Sang Kwak),이동욱(Dong Woog Lee),이지현(Ji Hyun Lee),이인영(In Young Lee),장경룡(Kyung Ryoung Jang),심재구(Jae-Goo Shim) 한국에너지기후변화학회 2015 에너지기후변화학회지 Vol.10 No.1
KEPCO 전력연구원에서 개발한 고효율 아민계 습식 CO₂ 흡수제(KoSol-4)를 적용하여 Pilot Plant 성능시험을 수행하였다. 500MW급 석탄화력발전소에서 발생되는 연소 배가스의 1/50을 적용하여 하루 200톤의 CO₂를 처리할 수 있는 연소후 CO₂ 포집기술의 성능을 확인하였으며 또한 국내에서는 유일하게 재생에너지 소비량을 실험적으로 측정함으로써 KoSol-4 흡수제의 성능에 대한 신뢰성 있는 데이터를 제시하고자 하였다. 그리고 흡수탑 인터쿨링 및 린-리치아민 열교환기 효율 향상에 따른 에너지 저감 효과를 테스트하였다. 흡수탑에서의 CO₂ 제거율은 국제에너지기구 산하 온실가스 프로그램(IEA-GHG)에서 제시하는 CO₂ 포집기술 성능평가 기준치(CO₂ 제거율: 90%)를 안정적으로 유지하였다. 또한 흡수제(KoSol-4)의 재생을 위한 스팀 사용량(재생에너지)은 2.8 GJ/tonCO₂이 소비되는 것으로 산출되었는데 이는 기존 상용 흡수제(MEA, Monoethanolamine)의 평균 재생에너지 수준(약 4.0 GJ/tonCO₂) 대비 약 30% 이상 저감된 수치이다. 본 연구를 통해 KEPCO 전력연구원에서 개발한 KoSol-4 흡수제 및 CO₂ 포집 공정의 우수한 CO₂ 포집 성능을 확인할 수 있었고, 향후 본 연구에서 성능이 확인된 고효율 흡수제(KoSol-4)를 실증급 CO₂ 포집플랜트에 적용 할 경우 CO₂ 포집비용을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대되었다.
곽노상 ( No Sang Kwak ),이지현 ( Ji Hyun Lee ),엄용석 ( Yong Seok Eom ),김준한 ( Jun Han Kim ),이인영 ( In Young Lee ),장경룡 ( Kyung Ryoung Jang ),심재구 ( Jae Goo Shim ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.1
반응열량계를 사용하여 1, 2, 3차 아민 수용액과 이산화탄소의 반응열을 각각 측정하였다. 이를 통해 MEA(monoethanolamine, 1차 아민), EAE(2-(ethylamino) ethanol, 2차 아민), MDEA (N-methyldiethanolamine, 3차 아민) 30 wt% 수용액이 40 oC에서 이산화탄소와 반응시 발생하는 반응열을 측정하고 이를 CO2의 loading ratio에 따라 어떻게 변화하는지 평가하였다. 또한, 입체장애 구조를 가지는 AMP(2-amino-2-methyl-1-propanol, 1차 아민), DEA(diethanolamine, 2차 아민), TEA(triethanolamine, 3차 아민) 30 wt% 수용액의 반응열을 각각 측정하여 입체장애 구조가 반응열에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과, 흡수제의 입체장애 유무와 관계없이 1차 > 2차 > 3차 아민 순으로 반응열이 증가함을 확인하였다. 그리고 입체장애 아민이 동일 차수의 비 입체장애 아민보다 상대적으로 반응열이 낮지만 그 차이는 크지 않음을 확인하였다.