막분리기술을 통한 천연가스 내 N2/CH4분리 공정에 대한 전망

목차

없음

본문내용

현재 천연가스를 통한 화력발전은 2020년 기준 전 세계 총발전량의 24%를 차지하고 있으며, 다른 연료의 연소에 비해 깨끗한 부산물이 생성된다는 점에서 앞으로도 사용 가능성이 커지고 있다.[1] 이로 인해 천연가스는 기후변화에 악영향을 많이 주지 않으면서 전 세계적으로 증가하는 에너지 수요를 감당할 수 있는 현실적인 대안으로 각광을 받고 있다.[2] 다만 천연가스 내에 존재하는 메탄을 주 연료로 사용하기 위해서는 다른 불순물들을 분리해야 하는 정제과정이 필요하다. 그중 천연가스 내 질소의 존재는 천연가스 내의 메탄을 주 에너지원으로 사용에 있어 에너지함량을 감소시키게 된다. 또한 질소가 일정 함량 포함되어있는 상태로 연료를 사용하게 된다면 연료 연소반응 간 질소의 분해로 인해 NOx와 같은 환경오염 유발 물질인 질소산화물이 형성된다. 따라서 천연가스를 정제하는 과정에서 메탄과 질소를 고순도로 분리하여 메탄을 사용하는 것이 요구된다.

참고자료

· https://www.iea.org/fuels-and-technologies/gas
· 이상림, 이지웅, and 김길환. "에너지전환 정책에 따른 우리나라 중기 발전용 천연가스 수요 전망." 한국기후변화학회지 10.1 (2019): 47-54.
· Poling, B. E.; Prausnitz, J. M.; O’Connell, J. P. The Properties of
· Gases and Liquids, 5th ed.; McGraw Hill: New York, 2001.
· R.W. Baker and K. Lokhandwala: Natural gas processing with
· membranes: An overview. Ind. Eng. Chem. Res. 47, 2109 (2008)
· Shang, Hua, et al. "CH4/N2 separation on methane molecules grade diameter channel molecular sieves with a CHA-type structure." Chinese Journal of Chemical Engineering 27.5 (2019): 1044-1049.
· Park, Seong-Je, et al. "극저온 공기분리플랜트 기술." Journal of the KSME 56.1 (2016): 32-35.
· 조우람, et al. "PSA 법을 이용하여 CH₄/CO₂/N₂ 혼합가스 중에서 메탄의 분리." 청정기술 17.4 (2011): 389-394.
· 정민지, 박재우, and 오현철. "플렉서블한 금속-유기 골격체 (MOFs) 를 활용한 메탄/질소 분리." Korean Journal of Materials Research 28.9 (2018): 506-510.
· 차경환, 김정훈, and 이용택. "메탄/이산화탄소 2 단 중공사 분리막 분리공정 전산모사." 멤브레인 26.5 (2016): 365-371.
· 이지영, et al. "바이오메탄 정제공법에 대한 고찰." 대한환경공학회 학술발표논문집 (2008): 572-575.
· 김태훈, and 배윤상. "유무기 복합다공체 기반 N 2/CH 4 분리용 흡착제." NICE (News & Information for Chemical Engineers) 38.6 (2020): 61-65.
· Carreon, Moises A. "Molecular sieve membranes for N2/CH4 separation." Journal of Materials Research 33.1 (2018): 32-43.
· Yousef, Samy, et al. "Ultra-permeable CNTs/PES membranes with a very low CNTs content and high H2/N2 and CH4/N2 selectivity for clean energy extraction applications." journal of materials research and technology 15 (2021): 5114-5127.
· Gulbalkan, Hasan Can, et al. "Assessing CH4/N2 separation potential of MOFs, COFs, IL/MOF, MOF/Polymer, and COF/Polymer composites." Chemical Engineering Journal 428 (2022): 131239.
· Li, Yanmei, et al. "A facile approach to synthesize SSZ-13 membranes with ultrahigh N2 permeances for efficient N2/CH4 separations." Journal of Membrane Science 632 (2021): 119349.