KR100711237B1 - 흡착제가 충진된 분리막 및 이를 이용한 이산화탄소 분리방법 - Google Patents

흡착제가 충진된 분리막 및 이를 이용한 이산화탄소 분리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡착제가 충진된 분리 막과 이를 이용한 이산화탄소의 분리방법에 관한 것으로서, 본 발명은 주입부에 주입된 이산화탄소가 함유된 기체에서 이산화탄소를 선택적으로 투과부로 투과시키는 분리층을 갖는 이산화탄소 분리 막에 있어서, 상기 분리 막의 이산화탄소의 선택도와 투과도를 높이기 위하여 투과부에 하기 수학식 1을 만족하는 흡착제가 충진된 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막과, 이를 이용하여 이산화탄소를 분리하는 방법을 제공한다.
<수학식 1>
q1>q2
상기 수학식 1에서 q1은 흡착제의 이산화탄소 흡착용량이고, q2는 분리층의 이산화탄소 흡착용량을 나타낸다.

Description

흡착제가 충진된 분리막 및 이를 이용한 이산화탄소 분리 방법{Membranes embedded with adsorbents and method of separating carbon dioxide with the membranes}
도 1은 종래 이산화탄소 분리 막을 이용한 이산화탄소 막 분리 방법을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따라 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 막 분리 방법을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 분리 막의 부분절개 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 흡착제가 충진된 분리 막을 이용하여 저농도의 이산화탄소를 분리정제하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 흡착제가 충진된 분리 막을 이용하여 고농도의 이산화탄소를 분리정제하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
10 : 분리 막
11 : 분리층 12 : 다공성 지지체
13 : 흡착제
20 : 주입부
30 : 투과부
본 발명은 흡착제가 충진된 분리 막과 이를 이용한 이산화탄소의 분리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분리 막의 이산화탄소 선택도와 투과도를 동시에 증가시키기 위하여 분리 막의 투과부에 흡착제를 충진하여 이산화탄소 막 분리 효율을 획기적으로 증진시킬 수 있도록 한 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막 및 이를 이용한 이산화탄소의 분리방법에 관한 것이다.
이산화탄소를 분리하기 위하여 사용되는 방법 중 중요한 하나는 막분리 방법인데, 상기 막 분리 방법은 이산화탄소를 분리하기 위해 종래 사용되던 습식흡수, 건식흡수, 물리흡착, 저온증류 방법에 비하여 장치가 간단하고, 비용이 저렴하며 에너지 효율적이란 장점 때문에 차세대 이산화탄소 분리 기술로 현재 많은 관심을 받고 있다.
상기 막 분리 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 이산화탄소를 선택적으로 투과하는 분리 막(110)의 주입부(120)를 가압하거나 또는 투과부(130)에 진공을 걸어주어 주입부(120)와 투과부(130)의 이산화탄소 분압차에 의해 이산화탄소를 포함하는 가스로부터 이산화탄소를 고농도로 회수하거나 또는 초고순도로 정제하는 것이다. 이때 분리 막(110)은 일반적으로 이산화탄소가 함유된 기체에서 이산화탄소가 선택적으로 주입부(120)의 벽면에서 흡착된 후 분압차에 의해 투과부(130)의 벽면 으로 확산되어 투과되는 분리층(111)을 다공성 지지체(112) 상에 형성한 것을 사용하게 된다.
이러한 막 분리 방법에 의한 이산화탄소 분리 방법의 효율은 분리 막(110)의 이산화탄소 분리성능 즉, 선택도와 투과도에 의해서 결정된다. 여기서, 이산화탄소 선택도는 다른 성분에 비하여 분리 막(110)이 이산화탄소를 얼마나 선택적으로 투과시키느냐의 척도이며 이산화탄소 투과도는 분리 막(110)이 이산화탄소를 얼마나 빨리 투과시키느냐의 척도이다. 즉, 막 분리 방법에 의해 회수 및 정제된 이산화탄소 농도는 선택도에 비례하며, 이산화탄소 회수 및 정제 속도와 용량은 투과도에 비례한다.
따라서 막 분리 방법에 의한 고효율 이산화탄소 분리 기술 개발을 위해서는 높은 선택도와 높은 투과도를 동시에 갖는 이산화탄소 분리 막(110)의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 현재까지 알려진 이산화탄소 분리 막(110)들은 선택도가 증가하면 투과도가 감소하고, 투과도가 증가하면 선택도가 감소하는 즉, 선택도와 투과도의 역비례 관계를 갖는다는 공통적인 점을 갖고 있다.
이에 본 발명은 종래 이산화탄소 분리 막이 공통적으로 갖고 있는 선택도와 투과도 역비례 관계를 극복하여, 분리 막의 선택도와 투과도를 동시에 증진시켜 이산화탄소 분리 효율을 높일 수 있도록 한 이산화탄소 분리 막과 분리 방법을 제공하는 그 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이산화탄소를 선택적으로 투과시키는 분리층을 포함하는 분리 막의 주입부에 이산화탄소가 함유된 기체를 주입하고, 분압차에 의해 이산화탄소가 상기 분리층을 투과하면 투과부의 이산화탄소를 포집하는 분리 막을 이용한 이산화탄소의 분리방법에 있어서, 상기 분리 막의 이산화탄소의 선택도와 투과도를 높이기 위하여 투과부에 흡착제를 충진한 다음 이산화탄소를 분리하는 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리 방법을 제공한다.
아울러 본 발명에서는 주입부에 주입된 이산화탄소가 함유된 기체에서 이산화탄소를 선택적으로 투과부로 투과시키는 분리층을 갖는 이산화탄소 분리 막에 있어서, 상기 분리 막의 이산화탄소의 선택도와 투과도를 높이기 위하여 투과부에 흡착제가 충진된 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막을 제공한다.
이때 투과부에 충진되는 흡착제는 분리층과 하기 수학식 1을 만족하는 것을 사용하는 것이 좋다.
q1>q2
상기 수학식 1에서 q1은 흡착제의 이산화탄소 흡착용량이고, q2는 분리층의 이산화탄소 흡착용량을 나타낸다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따라 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 막 분리 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 분리 막의 부분절개 사시도이다.
상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이산화탄소의 분리방법은, 이산화탄소를 선택적으로 투과시키는 분리층(11)을 포함하는 분리 막(10)의 투과부(30)에 흡착제(13)를 충진한 다음 분리층(11)의 주입부(20)에 이산화탄소가 함유된 기체를 주입하고, 분압차에 의해 이산화탄소가 상기 분리층(11)을 투과하면 투과부(30)의 이산화탄소를 포집하는 과정으로 이루어진다. 즉, 본 발명에서는 이산화탄소를 분리하는 과정에서 분리 막(10)의 이산화탄소의 선택도와 투과도를 높이기 위하여 투과부(30)에 흡착제(13)를 충진하여 사용하는 것에 가장 큰 특징이 있다.
이와 같이 투과부(30)에 흡착제(13)가 충진될 경우 분리 막(10)의 이산화탄소 투과도와 선택도는 증가하게 되는데, 이것은 이산화탄소를 분리하기 위해 흡착제(13)가 충진된 투과부(30)를 진공으로 만들어주면 흡착제(13)의 기공에 의하여 주입부(20)와 투과부(30) 사이의 이산화탄소 분압차이가 더 커지기 때문이다.
이때, 분리 막(10)의 투과부(30)에 충진되는 흡착제(13)는 분리층(11)과 하기 수학식 1을 만족하는 것을 사용하는 것이 좋다.
<수학식 1>
q1>q2
상기 수학식 1에서 q1은 흡착제의 이산화탄소 흡착용량이고, q2는 분리층의 이산화탄소 흡착용량을 나타낸다.
이와 같이 흡착제(13)의 이산화탄소 흡착용량이 분리층(11)의 이산화탄소 흡착용량보다 큰 것을 사용하게 되면 분리 막(10)의 주입부(20)와 투과부(30)의 분압차를 보다 높여 주어 이산화탄소의 투과도와 선택도를 보다 높여줄 수 있게 된다. 이때, 투과부(30)에 충진되는 이산화탄소 흡착제(13)는 분체나 과립상일 수 있으며, 흡착제 충진성과 진공에 대한 우수한 반응성을 고려하면 과립 상이 유리하나, 이는 선택적으로 이루어질 수 있는 것으로 반드시 한정할 필요는 없다.
여기서, 분리층(11)은 제올라이트, 탄소, 실리카에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고, 흡착제(13)는 상기 분리층(11)과 대응되게 제올라이트, 탄소, 실리카에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 흡착제(13)가 13X 제올라이트이고, 분리층(11)은 훠자사이트(Faujasite, 이하 FAU라 함)제올라이트인 것을 사용하는 것이 좋다.
통상적으로 흡착용량(q, adsorption capacity)은 단위 질량 당 흡착된 몰수로 나타내며 그 단위로는 mol/kg 또는 mmol/g가 사용되데, 이는 당해분야에서 용이하게 측정 가능한 것에 해당된다. 이러한 흡착용량과 관련하여 F. Handan Tezel 등은 Na 양이온을 갖는 13X, FAU, ZSM-5 제올라이트의 이산화탄소 흡착용량은 13X > FAU > ZSM-5 순서임을 밝혔다(Microporous and Mesoporous Materials 76(2004) 71). 따라서, 상기 논문 결과를 토대로 또는 측정된 흡착용량을 토대로 용이하게 분리층(11)과 흡착제(13)를 구성할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 분리 막(10)을 구성하는 분리층(11)은 도면에 도시된 바와 같이 다공성 지지체(12) 상에 형성되어 있으나, 필요에 따라서는 다공성 지지체(12)의 생략이 가능하다. 아울러 다공성 지지체(12)는 공지된 다양한 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 다공성 알파-알루미나를 사용할 수도 있다.
이때, 다공성 지지체(12)는 도면에 도시된 바와 같이 투과부(30) 방향으로 내부에 수납공간이 구비되고, 상기 수납공간에 흡착제(13)가 충진되도록 하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 구조를 갖도록 하는 것이 가능하다.
다공성 지지체(12)인 다공성 알파-알루미나 튜브상에 FAU 제올라이트 분리층(11)을 형성한 분리 막(10)은 본 발명자들에 의해 선출원된 국내출원번호 제10-2004-0110374호에서 상세하게 기술하고 있으며, 필요에 따라서는 다양한 종류의 다공성 지지체(12) 상에 분리층(11)이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이산화탄소 분리방법은 연소 전 합성가스나 연소 후 배기가스와 같은 저농도 이산화탄소 기류에서 이산화탄소를 고농도로 회수하는 분야와 미량의 불순물을 포함하는 이산화탄소를 초고순도로 정제하는 분야에 직접적으로 적용 가능하며, 이외에도 다양한 분야에 적용이 가능하다.
예를 들어 저농도 이산화탄소를 포함하는 기체에서 고농도로 이산화탄소를 회수하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같은 공정이 도입될 수 있다. 즉, 이산화탄소 함유가스 공급단계(S110)를 통해 공급되는 연소 전 합성가스와 연소 후 배기가스에는 다량의 수분이 존재할 수 있으므로 수분을 제거하는 제습 단계(S120)와, 흡착제가 충진 된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리단계(S130), 분리 막의 투과부 에 투과된 이산화탄소를 회수조로 이송시키기 위한 진공 펌핑 단계(S140) 및 이송된 이산화탄소를 저장하는 단계(S150)를 거처 저농도의 이산화탄소를 포함하는 기체에서 고농도의 이산화탄소를 회수 할 수 있다. 필요에 따라서 이산화탄소 회수율과 회수된 이산화탄소의 순도를 증진시키기 위해서 분리단계(S130)를 2회 이상 반복하여 실시할 수도 있으며, 이는 선택적으로 이루어질 수 있는 것이다.
또한 미량 불순물을 포함하는 이산화탄소를 초고순도로 정제하기 위하여 도 5에 도시된 공정이 도입될 수도 있다. 즉, 미량의 불순물을 포함하는 이산화탄소를 고압으로 담고 있는 저장조(S210)에서 소정의 압력과 유량으로 미량 불순물을 포함하는 이산화탄소를 공급하는 단계(S220), 흡착제가 충진 된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리 단계(S230), 분리 막의 투과부에 투과된 이산화탄소를 보관조로 이송시키기 위한 진공 펌핑 단계(S240) 및 정제된 이산화탄소를 보관조(S260)에 보관하기 위하여 압축하는 단계(S250)를 거쳐 미량의 불순물을 포함하는 이산화탄소를 초고순도로 정제할 수 있다. 이때, 분리단계(S230)에서 분리 막을 통과하지 못한 기체는 별도의 압축 단계(S270)를 거쳐 저장조(S210)에 저장되어 위의 과정을 반복하게 할 수 있다.
아울러 정제된 보관조(S260)의 이산화탄소를 좀 더 고순도화하기 위하여 정제된 이산화탄소를 소정의 압력과 유량으로 공급하여 분리 막을 통과시키는 과정(도면에서 점선라인)을 반복하여 실시할 수도 있으며, 이는 필요에 따라 선택적으로 이루어질 수 있는 것이다.
이하 본 발명을 아래의 실시예들을 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 여기에 제시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
본 발명자들에 의해 선출원된 한국특허 출원번호 제10-2004-0110374호에서 제시한 방법에 따라 직경 10mm, 길이 10cm이며 막 면적 30cm2인 파우자사이트(faujasite, 이하 FAU라 함) 제올라이트 분리 층을 다공성 알파-알루미나 튜브 외부에 코팅하여 4개의 분리 막(이하에서는 편의상 A, B, C, D로 분류 함; 같은 조건에서 제조된 것들이나 그 성능에는 다소 차이가 있으므로 4개의 분리 막을 제조하여 그 결과치들의 평균값을 나타내기 위함임)을 제조하였다.
이후 도 2에 도시된 바와 같이 상기 다공성 알파-알루미나 튜브 내부, 즉 투과부에 FAU 제올라이트보다 이산화탄소 흡착용량이 더 큰 13X 제올라이트 과립을 충진한 다음 진공모드에서 CO2/N2 분리성능을 평가하였다.
실험 방법은 자세히 설명하면 다음과 같다.
CO2 부피백분율이 50%인 CO2-N2 혼합기체를 2기압의 압력으로 400cc/min의 속도로 FAU 제올라이트 분리 층에 도입하고, 13X 제올라이트 과립이 충진 된 FAU 제올라이트 분리 막의 투과부를 60Torr 압력으로 진공상태를 만들어 준다. 분리 막을 통과한 투과기체는 진공펌프에 의해 분석기와 유량계로 운반된다.
분석기와 유량계로 운반된 투과기체의 조성과 양을 측정함으로써 CO2와 N2의 투과도, 그리고 CO2/N2 선택도를 계산할 수 있다. 계산된 투과도와 선택도를 표 1에 수록하였다.
CO2 투과도(∏(CO2))는 하기 수학식 2a에 의하여 계산되었다.
Figure 112006040641601-pat00001
상기 수학식 2a에서 J(CO2)는 단위 시간(sec)당 단위 면적(m2)의 분리층을 통과한 CO2 성분의 몰수(mol)이며, p(CO2)f와 p(CO2)p는 주입부와 투과부에서의 CO2 성분의 분압을 나타낸다. J(CO2)는 유량계로부터 얻어진 기체투과속도(cc/min)와 기체분석기로부터 얻어진 투과기체의 조성으로부터 계산될 수 있다. CO2 부피백분율이 50%인 CO2-N2 혼합기체를 주입부에 도입하였으므로 p(CO2)f는 1기압 즉, 1 x 105 Pa이고, p(CO2)p는 투과부 전체압력(60 Torr = 60 x 133.322 Pa = 8 x 103 Pa)과 기체분석기로부터 얻어진 투과기체의 조성으로부터 계산될 수 있다.
N2 투과도(∏(N2))는 하기 수학식 2b에 의하여 계산되었다.
Figure 112006040641601-pat00002
상기 수학식 2b에서 J(N2)는 단위 시간(sec)당 단위 면적(m2)의 분리층을 통과한 N2 성분의 몰수(mol)이며, p(N2)f와 p(N2)p는 주입부와 투과부에서의 N2 성분의 분압을 나타낸다. J(N2)는 유량계로부터 얻어진 기체투과속도(cc/min)와 기체분석기로부터 얻어진 투과기체의 조성으로부터 계산될 수 있다. CO2 부피백분율이 50%인 CO2-N2 혼합기체를 주입부에 도입하였으므로 p(N2)f는 1기압 즉, 1 x 105 Pa이고, p(N2)p는 투과부 전체압력(60 Torr = 60 x 133.322 Pa = 8 x 103 Pa)과 기체분석기로부터 얻어진 투과기체의 조성으로부터 계산될 수 있다.
CO2/N2 선택도(α(CO2/N2))는 하기 수학식 3에 의하여 계산되었다.
Figure 112006040641601-pat00003
상기 수학식 3에서 투과부에서 CO2와 N2 성분의 분압의 비는 투과기체의 조성으로부터 구할 수 있으며, 주입부에서 CO2와 N2 성분의 분압의 비는 CO2 부피백분율이 50%인 CO2-N2 혼합기체를 주입부에 도입하였으므로 1이다.
60Torr 진공모드에서 흡착제가 충진 된 분리 막의 CO2/N2 분리성능
분리 막 투과도 (mol/m2secPa) CO2/N2 선택도 회수된 CO2 농도 (%)
CO2 N2
A 2.9 x 10-7 2.2 x 10-8 12.0 93
B 3.5 x 10-7 1.9 x 10-8 17.0 95
C 4.4 x 10-7 3.6 x 10-8 10.8 92
D 3.1 x 10-7 3.3 x 10-8 8.9 90
평균 3.5 x 10-7 2.8 x 10-8 12.2 93
<비교예 1>
다공성 알파-알루미나 튜브 내부, 즉 투과부에 FAU 제올라이트보다 이산화탄소 흡착용량이 더 큰 13X 제올라이트 과립을 충진하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 실시하여 CO2/N2 분리성능을 평가하였다. 그 결과는 표 2에 수록하였다.
60 Torr 진공모드에서 흡착제가 충진되지 않은 분리 막의 CO2/N2 분리성능
분리 막 투과도 (mol/m2secPa) CO2/N2 선택도 회수된 CO2 농도 (%)
CO2 N2
A 1.6 x 10-7 2.2 x 10-8 7.0 88
B 1.3 x 10-7 1.4 x 10-8 9.0 90
C 2.2 x 10-7 3.8 x 10-8 5.4 85
D 1.8 x 10-7 4.1 x 10-8 4.3 82
평균 1.7 x 10-7 2.9 x 10-8 6.4 86
표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이 13X 제올라이트 과립이 충진된 경우가 충진하지 않은 경우에 비하여 CO2 투과도는 약 70 내지 170%(평균 105%) 증가하였고, CO2/N2 선택도는 약 70 내지 110%(평균 91%) 증가하였다. 따라서 흡착제를 충진하는 것이 분리 막의 투과도와 선택도를 동시에 증가시킬 수 있는 효과적인 방법임을 확인할 수 있다. 흡착제를 충진한 경우, 이산화탄소 투과도가 증가 하는 이유는 흡착제에 의하여 투과부의 이산화탄소 분압이 감소하여 이산화탄소 투과도가 증가하는 것이며 또한 이산화탄소 투과도가 증가함으로써 선택도도 증가하는 것으로 설명되었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 흡착제가 충진 된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리 방법은 분리 막의 선택도와 투과도를 동시에 증가시킴으로써 분리 막에 의한 이산화탄소 회수 및 정제 공정의 효율을 증진시킬 수 있으며, 미량의 불순물을 포함하는 이산화탄소를 초고순도로 정제하거나 또는 저농도 이산화탄소를 포함하는 기류로부터 이산화탄소를 고농도로 회수하는 분야의 효율 향상에 큰 기대효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 연소 전 합성가스 및 연소 후 배기가스에서 이산화탄소를 고농도로 회수하는 공정, 미량의 불순물을 포함하는 이산화탄소를 초고순도로 정제하는 공정에 곧바로 적용 가능할 뿐만 아니라, 본 발명에서 개발된 원리는 수소, 산소 등 기체 막 분리 공정의 효율 증진에 응용이 가능하다.

Claims (12)

  1. 이산화탄소를 선택적으로 투과시키는 분리층을 포함하는 분리 막의 주입부에 이산화탄소가 함유된 기체를 주입하고, 분압차에 의해 이산화탄소가 상기 분리층을 투과하면 투과부의 이산화탄소를 포집하는 분리 막을 이용한 이산화탄소의 분리방법에 있어서,
    상기 분리 막의 이산화탄소의 선택도와 투과도를 높이기 위하여 투과부에 흡착제를 충진한 다음 이산화탄소를 분리하는 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소의 분리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리 막의 분리층과 흡착제 사이에 분리층을 지지하는 다공성 지지체가 구비됨을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 다공성 지지체는 투과부 방향으로 내부에 수납공간이 구비되어 상기 수납공간에 흡착제가 충진된 것임을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 막의 투과부에 충진되는 흡착제는 분리층과 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소의 분리방법.
    <수학식 1>
    q1>q2
    상기 수학식 1에서 q1은 흡착제의 이산화탄소 흡착용량이고, q2는 분리층의 이산화탄소 흡착용량을 나타낸다.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 분리층은 제올라이트, 탄소, 실리카에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고, 흡착제는 상기 분리층과 대응되게 제올라이트, 탄소, 실리카에서 선택된 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 흡착제가 13X 제올라이트이고, 분리층은 훠자사이트(Faujasite) 제올라이트인 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 분리 막을 이용한 이산화탄소 분리방법.
  7. 주입부에 주입된 이산화탄소가 함유된 기체에서 이산화탄소를 선택적으로 투 과부로 투과시키는 분리층을 갖는 이산화탄소 분리 막에 있어서,
    상기 분리 막의 이산화탄소의 선택도와 투과도를 높이기 위하여 투과부에 흡착제가 충진된 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 분리 막의 분리층과 흡착제 사이에 분리층을 지지하는 다공성 지지체가 구비됨을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 다공성 지지체는 투과부 방향으로 내부에 수납공간이 구비되어 상기 수납공간에 흡착제가 충진된 것임을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막.
  10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 막의 투과부에 충진된 흡착제는 분리층과 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막.
    <수학식 1>
    q1>q2
    상기 수학식 1에서 q1은 흡착제의 이산화탄소 흡착용량이고, q2는 분리층의 이산화탄소 흡착용량을 나타낸다.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 분리층은 제올라이트, 탄소, 실리카에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고, 흡착제는 상기 분리층과 대응되게 제올라이트, 탄소, 실리카에서 선택된 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 흡착제가 13X 제올라이트이고, 분리층은 훠자사이트(Faujasite) 제올라이트인 것을 특징으로 하는 흡착제가 충진된 이산화탄소 분리 막.
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