| 초록 |
모노에탄올아민(MEA) 기반 흡수 공정은 이산화탄소 포집 기술들 중에서 가장 폭넓게 적용되는 공정 중에 하나이며, CO2 포집 비용을 줄이기 위해서 높은 재생에너지 소모량을 절감하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 초구조(superstructure) 기반의 최적화 방법론을 적용하여, 최적 설계 및 운전 조건을 도출하였다. 철강, 시멘트, 정유 공정에 적용된 MEA 기반 흡수공정을 평가했으며, 다양한 CO2 농도, 유량, 조성을 갖는 배기가스에 대해 연구를 진행하였다. 상용모사기 Unisim®을 활용하여 포집 공정의 모델링 및 시뮬레이션을 진행하였고, 운전 변수 및 장치 구조 최적화는 MATLAB®의 유전자알고리즘을 상용모사기와 연계하는 방법으로 수행하였다. 민감도 분석과 공정 최적화를 통해, MEA 기반 CO2 포집이 비발전 산업에서 배출되는 배기가스 처리에 적용되었을 때, 전체론적인 방식으로 에너지소비가 최소화되었다. 이러한 사례 연구를 통해, CO2 농도가 공정 에너지 소모량 및 공정 설계에 미치는 영향을 분석하였다. 이와 동시에, 운전 조건 최적화뿐만 아니라 가장 적합한 구조개선 결정을 동시에 진행하여, 이 연구에서 활용한 공정 설계 방법의 효율성을 입증하였다. 사사 : 본 연구는 2014년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 (재)한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터의 지원을 받아 수행된 연구임 (NRF-2014M1A8A1049338). |
