Optimization and Economy Evaluation of a Moving-Bed Adsorption Process with Heat Integration for CO Capture
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이광순
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049335
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
이 논문은 지구온난화를 유발시키는 CO2 배출량 감축을 위하여, 발전소와 같은 대량의 CO2 배출원에 적용할 수 있는 CO2포집 공정으로써의 이동상 흡착 공정(MBA)에 대한 연구를 수행하였다. MBA공정은 하나의 흡착탑과 두개의 탈착탑으로 구성되며 각각의 탑들은 다른 조건의 온도,압력범위에서 흡착과 탈착을 수행한다. CO2를 흡착하는 흡착제는 탑 내부에서는 기체상 흐름과 반대인 향류방향 흐름으로 거동하면서 각 탑들을 순환하게 된다. 설계된 구조하에서, 흡착탑에서 발생하는 흡착열을 탈착탑에서 필요한 에너지로써 사용할 수 있게 만들어주는 열통합 네트워크가 적용되며 이것은 결과적으로 CO2 포집비용을 감소시키게 된다. 고안된 공정의 검증과 개발을 위하여 열통합이 고려된 엄밀한 수학적인 식이 확립되었고 이것을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이터를 구축하였다. 또한 경제성 평가를 위한 합리적인 모델을 구성하여 해당 공정의 경제성을 평가할 수 있도록 하였다. 결과적으로 운전비용만 고려해보았을때, zeolite13X 의 흡착제를 이용한 MBA공정은 CO2포집 공정의 선도기술인 MEA 흡수공정보다 약 1/3의 CO2포집비용 감소가 가능하다는 결과를 얻었다.
more초록/요약
The economy of a moving-bedadsorption (MBA) process as a carbon capture process from a large CO emission source was studied. The MBA process consists of an adsorption bed and two desorption beds that are operated under different temperature and pressure conditions. Adsorbent particles circulate around the beds in a direction counter to the gas flow in each bed. A heat integration network was devised as an integral part of the process to minimize the energy cost by recovering the heat of adsorption and reusing the energy as the heat of desorption. A mathematical model of the process, including the heat integration network, was established, and the operating costs under optimum operating conditions were estimated. Thus, the MBA process with zeolite 13X adsorbent was found to require approximately one third of the operating costs of a representative mono ethanol amine based absorption process.
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