| 초록 |
현재 온실 효과에 의한 지구 온난화 현상은 전 세계에 기후 변화를 유발하고 있다. 이러한 변화는 환경에 피해를 발생하고 있으며, 그 문제점은 더욱 커져가고 있다. 그 중 메탄은 이산화탄소에 비해 온난화 지수가 21배로 메탄 1분자당 지구 온난화에 미치는 영향은 이산화탄소 1분자의 21배정도 된다. 온실 가스는 주로 인간의 활동에 의해 발생되고 있어 세계 기후 변화 협약 등에서도 규제가 요구되고 있다. 우리는 이산화탄소와 메탄 감축에 대한 노력이 필요하며 이에 대한 방법으로 이산화탄소, 메탄의 분리정제 기술이 필요하다. 바이오 가스는 음식물쓰레기 처리시설, 축산분뇨처리장, 매립지 등에서 발생한다. 본 연구는 음식물 쓰레기 매립지에서 바이오가스를 분리정제 하여 정제 농도 98% 이상의 고순도의 메탄가스, 분리회수 농도 90% 이상의 공정 시스템을 가지는 분리막 정제 시스템 개발을 하여 연구를 수행하였다. 바이오가스 정제 공정은 2단, 3단 재순환 공정으로 설계하였으며, 음식물쓰레기 매립지에서 공급되는 혼합가스는 메탄 농도 75vol%, 이산화탄소 농도 25vol%로 하였다. 중공사막 모듈로는 상용모듈을 사용하였으며 메탄으로 구성된 혼합가스 분리실험을 토대로 공정 설계를 실시하였다. 혼합가스 분리실험 결과 각 단별로 막의 면적 비율별로 최종 생산되는 메탄의 농도와 회수율을 확인하였으며,각 단의 stage-cut을 계산할 수 있었다. 공정에서 목표로 한 메탄의 정제 농도 98%를 만족하는 조건에서 각 단의 메탄의 회수율과 필요 막면적을 확인해 볼수 있었다. |
