1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디에틸포스페이트에서의 이산화탄소 용해도 측정과 이를 이용한 이산화탄소 포집 공정 모사

Abstract

최근 이산화탄소 배출에 대한 관심이 높아지면서 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 한 가지가 이온성 액체를 이용한 이산화탄소의 포집 및 저장이다. 이온성 액체는 우수한 이산화탄소 용해도를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이온성 액체를 이용한 이산화탄소 포집·저장 연구의 전 단계로서 이온성 액체의 이산화탄소 용해도를 측정하고, 이를 바탕으로 공정 시뮬레이션 프로그램인 Aspen Plus를 이용하여 이산화탄소 포집 공정을 시뮬레이션 하였다. 대상 이온성 액체는 1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate였으며 Peng-Robinson 상태방정식과 quadratic mixing rule을 이용해 이성분계 파라미터를 최적화하고 기타 조성에서의 끓는점을 계산하였다. 이 실험에는 실험 과정 중 물질의 거동을 직접 눈으로 확인할 수 있는 variable volume view cell을 사용하였다. 역청탄을 이용한 화력 발전소의 배기 가스를 이용한다는 가정 하에 시행한 이산화탄소 포집·저장 시뮬레이션은 이온성 액체를 이용할 경우 Monoethanolamine을 이용할 경우에 비해 약 36%의 에너지를 절약할 수 있다는 결과를 나타냈다.