본 연구의 목적은 활성탄의 CO2 흡착능을 향상시키기 위하여 화학적 전처리 방법을 개발하는 것이다. 다양한 방법과 이론이 존재하지만 이번 연구에서는 아미노화와 분해를 비교하여 흡착능을 비교하기로 하였다. 본 연구에서는 4가지 유형의 활성탄 입자를 원료 물질과 크기에 따라 준비하였고, 수산화칼륨으로 전처리하여 열처리 및 아민화과정을 거 친 후, CO2 흡착능을 비교 평가하였다. 실험결과, 단순 열처리과정만 적용할 때는 600℃ 가 가장 우수하였고, 800℃에서 아민화시킨 시료가 1.4 mmol/g의 가장 좋은 흡착능을 보 였다. 400～600℃에서 아민화를 시킨 시료는 처리온도와 비례하는 선택도를 보여주었다. 분해시간 또한 흡착능과 정비례하는 관계가 나타났다.

The advanced method for CO2capture is currently one of the most important environmental issues in worldwide and it is therefore necessary to have available technologies, which minimize the discharge of CO2 including Carbon-14 from nuclear facilities into the atmosphere. A key aspect of this work is to provide the technically principal data required to improve a CO2 removal system for the utilization of regenerative sorbent use, specifically include suggestions regarding its modified column design (parallel dual-bed assembly), stop-restart operation and the economic feasibility of sorbent use. The removal performance of soda lime and the effects of relative humidity (RH) and packing bed-depth (BD) on CO2 removal were investigated. In a single-bed, it revealed that the utilization of soda lime for CO2 removal at line velocity of 13 cm/sec and bed depth of 12 cm increased with the increased relative humidity up to 85%. However, in the parallel dual-bed assembly applied with the stop-restart operation, a maximum utilization rate of soda lime for CO2 removal was obtained even at 55% of RH and 8 cm of BD, specifically the utilization rate of soda lime by using this CO2 removal assembly was about two-fold superior to that in a single-bed.

이산화탄소는 주요 온실가스이며 의심할 여지없이 지구 온난화의 주범이다. 대기의 이산화탄소는 대부분 전기 발전에 사용되는 화석 연료의 연소에 의해 고농도화 되는데, 기후 변화의 억제를 위해서는 대기로부터 이산화탄소를 포획 및 격리가 필수적이다. 한편, 발전소의 소각재는 전기 수요가 증가함에 따라 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 소각재의 증가에 따라 소각재를 활용한 폐기물 자원순환에 관한 관심이 증가하고 있다. 일반적으로 순환 유동층 연소 방법에서는 탈황반응을 위하여 석회석을 인위적으로 첨가하게 되는데, 이 경우, 탈황 반응에 관여하지 않는 잉여 성분은 소각재 중에 CaO 화합물의 형태로 존재한다. CaO와 이산화탄소의 가역적인 반응은 이산화탄소를 제거하는 매우 유망한 방법이다. 특히 상온 상압에서 이루어지기 때문에 매우 경제적이라 할 수 있다. 현재 이와 같은 반응을 토대로 소각재를 이산화탄소와 반응시켜 복합탄산염으로 제조하여 시멘트의 원료로 사용하는 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 다량의 물을 사용하기 때문에 취급이 어렵고, 건조를 위해 많은 에너지가 소모 되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 에너지 고효율 공정을 위하여 반건식 복합탄산염 제조를 연구하였으며, 정량분석을 통해 수분의 양이 발전소 소각재의 이산화탄소 포집 특성에 미치는 영향을 연구하였다.

Mineral carbonation is one of the safest permanent carbon dioxide sequestration methods. Carbon Capture & Utilization (CCU) is a process that utilizes available resources by removing carbon dioxide in a method of mineral carbonation. It can be applied to industries producing high carbon dioxide emissions. This study aims to investigate the absorption performance of carbon dioxide at high concentrations. Calcium hydroxide suspension was used as an absorbent. In addition, NaOH and Mg(OH)2 were used as additives. Carbon dioxide removal efficiency with NaOH increased from 30% to 90% when the additive amount was increased from 1wt% to 3wt%. In the case of Mg(OH)2, carbon dioxide absorption efficiency was minimal regardless of the additive amount. In addition, the solid byproducts werec onfirmed by X-ray diffraction spectra and SEM images.

This research deals with carbon dioxide utilization using amino acid salt solution. Energy-efficient CCU (carbon capture and utilization) technology in which no thermal desorption step is required was suggested. Waste concrete was considerd as Ca2+ source. (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine) was used. After solution is saturated with carbon dioxide, 25wt% 100 ml of calcium chloride solution to replace Ca2+ from waste concrete in experiment was added. And then, precipitated calcium carbonate (PCC) was formed. As a result of absorption experiments of (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine), CO2 loading value for the first absorption and reabsorption step was 0.7354 and 0.2848 mol CO2/ mol absorbent, respectively. Also, the yield of PCC formation of (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine) was 43.63%. Based on these data, the amount of CO2 reduction was calculated. Calcium carbonate can be classified into calcite, vaterite, and aragonite according to their crystal structures and morphology. XRD and SEM analysis were performed and the result showed that the morphology of produced PCC salt was vaterite.