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셰일저류층 흡탈착 특성을 고려한 이산화탄소 저장-회수증진 시뮬레이션 연구
이원석,김영민 한국자원공학회 2022 한국자원공학회지 Vol.59 No.5
이 연구에서는 셰일저류층을 대상으로 이산화탄소 주입에 따른 저장-회수증진 복합거동 특성을분석하였다. 실제 셰일저류층 자료를 기반으로 개념모델을 구축하였으며, 이산화탄소 주입에 따른 저장 및 회수증진에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 흡탈착 특성에 따른 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 단순 감압에 의한 생산량은 흡탈착 특성에 직접적인 영향을 받으며, 이산화탄소 주입의경우 생산량 및 저장량은 메탄 및 이산화탄소의 흡탈착 특성이 복합적으로 작용하여 큰 차이를 보이지 않지만, 흡착 용량과의 상관성을 관측할 수 있었다. 저장효율 측면에서는 80% 이상의 셰일저류층 대상 이산화탄소 처분이 가능할 것으로 판단되나, 회수증진 관점에서는 흡탈착 특성에 의한영향이 미약하기 때문에 추가적인 저류층 물성과의 연계 및 다양한 주입 공법 적용 등을 동시에 고려한 운영 최적화 분석이 필요할 것으로 판단된다.
VOCs 제거를 위한 제올라이트 흡착탑의 운전 온도 최적화
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee ),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),고영서(Youngseo Go),김성수(Sung Su Kim),이상문(Sang Moon Lee ) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 비등점이 낮아 대기 중으로 쉽게휘발되는 특징을 가졌다. 주로 사업장에서 배출되며 사용되는 도료 등에 따라 다양한 종류의 VOCs 가 배출된다. 대기 중에 배출된 VOCs는 화학 반응을 통해 오존과 미세먼지를 생성하는 전구체로 작용하여 인체와 환경에 전반적인 악영향을 미친다. 특히 VOCs 중 벤젠의 경우 1급 발암물질로 분류되는 등 VOCs 자체로도 인체에 유해하다. 이러한 VOCs를 제어하기 위한 방법으로 중⋅소규모 사업장의 경우 주로 흡착탑을 이용한다. 흡착제로는 주로 활성탄이 이용되며, 폭발의 위험, 마모로 인한 재생의 어려움과 같은 문제가 존재한다. 이를 방지하고자 우수한 내구성과 열적 안정성을 갖는 제올라이트를 활성탄의 대체제로써 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 10 LPM급 bench-scale에서 온도에따른 흡⋅탈착 특성을 확인하였다. 그 결과, 적절한 온도 범위에서 최적의 VOCs 흡⋅탈착 운전 효율을 확보할 수 있었으며, 산업 공정에서 활성탄을 대체한 연속 제올라이트 흡⋅탈착 시스템 운전이가능할 것으로 판단되었다.
VOCs 제거를 위한 제올라이트 흡착탑의 흡⋅탈착 및 응축 특성 연구
김준오(Jun Oh Kim),장영희(Younghee Jang),이예환(Ye Hwan Lee ),정현수(Hyeonsu Jeong),최승원(Seungwon Choi),변성제(Seongje Byun),고영서(Youngseo Go),김성수(Sung Su Kim),이상문(Sang Moon Lee ) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
끓는점이 낮아 대기 중으로 쉽게 휘발되는 특징을 갖는 물질을 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)이라고 한다. VOCs중 벤젠의 경우 1급 발암물질로 인체에 악영향을 미치며 대기중에서 광화학 반응을 통해 미세먼지와 오존을 생성한다. 이러한 VOCs는 주로 사업장에서 배출되며, 중⋅소규모 사업장의 경우 주로 흡착법을 이용한다. 흡착탑은 흡착제를 통해 VOCs를 제어하는 방법으로 응축⋅회수 시스템과 연계하여 흡착된 VOCs를 에너지 자원으로써 재활용 할 수 있다. 흡착제로는 주로 활성탄이 이용되나, 열축적으로 인한 폭발의 위험성, 2차 폐기물 발생과 같은 문제점을야기한다. 때문에 활성탄의 대체제로 우수한 열적 안정성과 내구성을 갖는 제올라이트 흡착제에 대한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 제올라이트 흡착탑의 온도에 따른 흡⋅탈착 특성을 확인하고자 하였으며, 탈착된 VOCs의 효율적인 응축을 위하여 응축 방법에 따른 효율을 비교하였다. 그 결과, 흡착의 경우 주입된 톨루엔 대비 20ppm이 검출될 때를 파과점으로 지정하여 낮은 온도(20 ℃)에서진행 될수록 파과점까지 도달하는 시간이 늦어짐을 확인하였다. 탈착의 경우 고온(220 ℃)에서 진행될수록 빠른 탈착 속도를 나타내었다. 탈착된 VOCs를 온도 조절할 수 있는 칠러와 부동액을 이용한칠러 응축과 액체 질소를 이용한 액체 질소 응축 방법을 비교하였다. 그 결과, 칠러의 온도가 높을수록 효율이 감소하였으며, 액체 질소를 이용할 경우 안정적인 효율을 나타내었다. 이를 통해 저온 흡착과 고온 탈착으로 효율적인 흡착탑 운영이 가능할 것으로 판단되며, 우수한 응축 효율을 위하여응축⋅회수 시스템을 저온으로 설계하는 것이 중요한 것으로 판단하였다.
전용우,김현정,박서현 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
본 연구에서는 질산, 아세트산 및 염산으로 개질한 활성탄 흡착제를 이용하여 휘발성유기화합물인 톨루엔(toluene)의 흡·탈착 특성을 연구하였다. 산 개질에 따른 펠렛형 다공성 탄소 흡착제의 표면적 특성은 주사전자현미경(FE-SEM), 질소흡탈착장치(ASAP2020), XPS를 통하여 분석하였으며, 톨루엔의 제거효율은 가스크로마토그래피(GC)를 이용하여 확인하였다. 흡착제를 처리한 산의 종류와 VOCs와의 상관관계를 통하여 pH가 흡착속도에 미치는 영향을 고찰하였다.