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Clean Technology, Vol.7, No.1, 51-63, March, 2001
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이단 적층 흡착탑을 이용한 CO2 PSA 공정
CO2 PSA Process using Double-Layered Adsorption Column
이화웅, 최재욱, 송형근, 나병기
초록
화력발전소의 연소가스에서 고순도의 CO2를 분리, 회수하는 것을 목적으로, 에너지 비용이 적게 드는 것으로 알려진 PSA(Pressure Swing Adsorption)공정을 이용하였다. 흡착제로서 활성탄 및 제올라이트를 사용하여 연소가스에서 CO2를 회수할 수 있는 장치를 제작하고 이를 조업하는 조건을 확립하고자 하였다. CO2 회수용으로 적합하지 않다고 알려져 있는 활성탄을 이용하여도 세정단계의 변형을 통한 새로운 사이클을 이용하여 고순도의 CO2를 생성물로 얻을 수 있었다. 또한 활성탄과 제올라이트 각 흡착제의 흡착특성을 이용하여 이들 두 흡착제의 장점을 최대로 이용할 수 있도록 흡착탑의 일부만을 제올라이트 13X를 채워 조업하는 2단 적층 흡착탑을 이용하여 회수율의 향상을 얻을 수 있었다. 흡착탑의 도입부 쪽에 활성탄을, 배출부 쪽에 제올라이트를 채움으로써 최대의 효과를 얻을 수 있었는데, CO2 농도 13%, 유량 10 SLPM, 흡착압력 2.2기압에서 제올라이트를 부피비로 25%만 사용하여도 40%의 회수율 향상을 얻을 수 있었으며 50%를 이용한 경우에는 회수율이 67%까지 증가하였는데 이는 제올라이트만을 이용한 경우의 회수율과 비슷한 결과였다.
In this study, PSA, known as the most economic process, was used to recover CO2 from the power-plant flue gas. Activated carbon and zeolite molecular sieve 13X were used as adsorbent. Activated carbon has been deemed inadequated adsorbent for separating CO2 from the flue gas. However, highly concentrated CO2 could be obtained as a product on the activated carbon adsorbent using the new operating cycle modifying the rinse step. Also, the recovery of CO2 was improved using double-layered adsorption column packed with the activated carbon and the zeolite 13X simultaneously. Adsorption column was filled with the activated carbon in the feed-end side, and the zeolite 13X in the product-end side. The recovery of CO2 increased about 40% with only 25% zeolite, and increased 67% with 50% zeolite at the experimental conditions of 13% CO2 concentration, 10 SLPM flow rate and 2.2 atm adsorption pressure.
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