NCCU(Non-Capture CO2 Utilization) 기술의 CO2 감축 잠재량 산정 (Estimating CO2 Emission Reduction of Non-capture CO2 Utilization (NCCU) Technology)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 53권 / 5호 / 590 ~ 596페이지
· 저자명 : 이지현, 이동욱, 장세규, 곽노상, 이인영, 장경룡, 최종신, 심재구

초록

본 연구에서는 다양한 CO2 재활용 기술 중 경제성 및 CO2 감축량 효과가 큰 것으로 평가되는 CO2 활용 중탄산나트륨 제조기술 대상으로 상용 플랜트 운영시 전체 CO2 감축량을 산정하고자 하였다. 상기 CO2 재활용 기술은 발전소배가스 중에 포함된 CO2의 탄산화 반응을 통해 상업적으로 유용한 중탄산나트륨을 제조하는 기술로서 현재 한국동서발전의 지원을 받아 한전 전력연구원에서 연구개발 진행 중이다(기술개발 사업명: NCCU, Non-Capture CO2 Utilization).
본 기술의 CO2 감축량 산정을 위해 하루 100톤 CO2 처리 규모(연간 36,500톤 CO2 처리 가능, 발전 용량 기준 5 MW 급)의 상용급 플랜트를 대상으로 공정모사 프로그램(PRO/II 9.1)을 활용한 열 및 물질 수지 분석을 수행하였으며 특히종래 유사기술과의 비교를 통한 간접 CO2 감축량 산정을 위해 탄산나트륨 및 중탄산나트륨 등의 제조를 위한 대표적기술인 Solvay 공정과의 에너지 사용량을 비교·분석하였다. 분석 결과 종래 Solvay 공정은 단위 중탄산나트륨 생산을위한 에너지 사용량이 약 7.4 GJ/tNaHCO3으로 이를 해당 에너지를 얻기 위해 필요한 석탄 사용량 및 CO2 발생량으로 환산시 연간 약 48,862 톤 CO2에 해당 된다. 반면 발전소 배가스 중에 포함된 CO2를 활용한 중탄산나트륨 제조공정의 경우 탄산화 반응에 의한 CO2 직접 포집분(연간 약 36,500 톤)과 동일 화합물 생산을 위한 종래 공정(Solvay) 대비 낮은 에너지 사용량에 따른 간접적인 CO2 저감량(연간 약 46,885 톤) 효과로 전체 CO2 감축량은 약 83,385톤으로산정되었다. 상기 분석을 통해 본 논문의 CO2 활용 중탄산나트륨 제조기술은 제품 판매에 따른 경제적 효과뿐만 아니라 종래 공정에 비해 낮은 에너지 사용으로 CO2 저감효과가 매우 높아 대규모 CO2 저장 공간이 필요한 CCS(Carbon Capture & Sequestration) 기술의 대안기술로서 유망한 것으로 분석되었다.

영어초록

Estimating potential of CO2 emission reduction of non-capture CO2 utilization (NCCU) technology was evaluated.
NCCU is sodium bicarbonate production technology through the carbonation reaction of CO2 contained in the flue gas. For the estimating the CO2 emission reduction, process simulation using process simulator (PRO/II) based on a chemical plant which could handle CO2 of 100 tons per day was performed, Also for the estimation of the indirect CO2 reduction, the solvay process which is a conventional technology for the production of sodium carbonate/sodium bicarbonate, was studied. The results of the analysis showed that in case of the solvay process, overall CO2 emission was estimated as 48,862 ton per year based on the energy consumption for the production of NaHCO3 (7.4 GJ/tNaHCO3). While for the NCCU technology, the direct CO2 reduction through the CO2 carbonation was estimated as 36,500 ton per year and the indirect CO2 reduction through the lower energy consumption was 46,885 ton per year which lead to 83,385 ton per year in total.
From these results, it could be concluded that sodium bicarbonate production technology through the carbonation reaction of CO2 contained in the flue was energy efficient and could be one of the promising technology for the low CO2 emission technology.

참고자료

· 없음