온실가스 이산화탄소의 폴리아민 흡수제 개발 현황
2018-10-26
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전영호(gulliver)
이산화탄소(carbon dioxide, CO2)는 인간이 만들어낸 온실가스로서, 자연환경과 인류의 삶에 해를 끼치는 지구온난화를 가속시키고 있다. 이러한 CO2는 시멘트공장, 철, 강철 공장, 석탄발전소 등에서 다량 발생되고 있는데, 이를 분리하기 위해, 대부분 배기가스 내 CO2를 알칸올아민 계열 흡수제의 흡수법으로 제거하고 있다. 이러한 흡수제 중에서 모노에탄올아민(monoethanolamine, MEA)를 가장 많이 사용하는데, 이는 가격이 저렴하고, 흡수반응속도가 빨라 흡수탑 높이를 저감시킬 수 있어서 장치비 감소가 가능하다는 점 등 때문이다. 이러한 장점에도 불구하고, MEA는 흡수공정의 비용의 대부분을 차지하는 재생열이 크다는 점, 부식성이 강하다는 점, 휘발성이 있어서, 장기간 운전시 흡수제를 보충해야 한다는 점 등의 극복해야 할 사항이 많다. 이러한 맥락에서, MEA의 대체 흡수제나 보조제로서 한 분자 내에 질소 원자가 2개 이상인 폴리아민(polyamine)은 CO2 흡수능 0.5mol CO2/mol 아민의 제한이 없이 높은 흡수능을 가지며, 재생 에너지는 더 작고, 큰 분자량 때문에 휘발로 인한 흡수제 고갈이 적다는 등의 장점이 있어서, 최근 주목 받으며 연구되고 있다. . 본 보고서에서는, 폴리아민 흡수제와 관련하여, 폴리아민 CO2 흡수 반응의 특성, 분자내 질소 원자 개수와 CO2 흡수 성능과의 상관관계 등을 알아볼 것이다.