2-(에틸아미노)에탄올과 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르를 포함한 저수계 상분리 흡수제의 CO2 포집 특성 (Absorption Characteristics of Water-Lean Biphasic Solvent Composed of 2-(Ethylamino)Ethanol and Diethylene Glycol Diethyl Ether for CO2 Capture)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 30권 / 4호 / 337 ~ 344페이지
· 저자명 : 홍연기, 왕슈아이, 이진규, 유정균

초록

기존의 수계 아민 기반 흡수제 CO2 포집 공정에서 흡수제 재생 시 요구되는 에너지를 저감하기 위해 본 논문에서는 저 수계 상분리 흡수제를 이용하였다. 주 흡수 물질로는 2차 아민인 EAE (2-(ethylamino) ethanol)와 BAE (2-(butylamino) ethanol)를 사용하였고 상분리 유도제 역할로 서로 다른 logP를 갖는 7종의 에테르계 유기 용매를 사용하여 흡수제 스크리닝을 진행하였다. CO2 흡수 전에는 단일상으로 존재하지만 CO2 흡수 후 액 액 상분리가 발생하는 흡수제 중 높은 CO2-흡수 성능을 가지면서 실제 공정에 적용할 수 있는 점도를 고려하여 EAE/DEGDEE (diethylene glycol diethyl ether)/물 흡수제를 선정하고 유기 용매의 농도에 따른 CO2 흡수 성능을 평가하였다. 5 M EAE/20 wt% DEGDEE/물 흡수제의 경우 CO2에 대한 순환 흡수 용량 110 gCO /Lsolvent였으며 이는 기존 MEA (monoethanolamine) 수용액 흡수제 순환 용량의 1.8배였다. 이는 유기 용매에 대한 카바메이트의 용해도가 낮아 상분리가 발생함에 따른 CO2 농축 효과와 CO2 흡수 후 형성된 카바메이트 안정성의 감소로 인한 결과로 볼 수 있다. 13C NMR 분석을 통해 CO2 희박상에는 유기 용매만 존재 하고, CO2 농축상에는 활성 아민, EAE 카바메이트 양성자화된 EAE가 존재함을 확인하였다.

영어초록

A water-lean biphasic absorbent was used in order to reduce the energy required for absorbent regeneration in the conventional aqueous amine-based CO2 capture process. Secondary amines, EAE (2-(ethylamino) ethanol) and BAE (2-(butylamino) ethanol), were used as the main absorbents, and seven ether-based organic solvents with different logP were tested as phase-separation inducers. An absorbent that exists as a single phase before CO2 absorption but undergoes liquid-liquid phase separation after CO2 absorption was selected because its high CO2 absorption performance and viscosity were suitable for practical application. The absorbent composed of EAE/DEGDEE (diethylene glycol diethyl ether)/water was evaluated for its CO2 absorption performance based on the concentration of the organic solvent. For the 5 M EAE/20 wt% DEGDEE/water absorbent, the cyclic CO2 absorption capacity was 110 gCO /Lsolvent, which was 1.8 times more than the cyclic absorption capacity of the conventional MEA (monoethanolamine) aqueous solution. This can be attributed to the CO2 enrichment effect that results from phase separation due to the low solubility of carbamate in the organic solvent as well as the reduced stability of the carbamate formed after CO absorption. 13 C NMR analyses revealed that the CO2-lean phase primarily contained organic solvents, while the CO2-rich phase consisted of active amine, EAE carbamate, and protonated EAE.

참고자료

· 없음