KR101022617B1 - 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명자들에 의해 선출원된 국내특허출원번호 제2007-97560호에 제시된 하기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물 포함하여 이루어지는 흡수제를 사용하여 이산화탄소 등 산성가스를 보다 효율적으로 흡수분리할 수 있도록 한 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 흡수제에 산성가스가 흡수되도록 하는 흡수탑과 상기 산성가스가 흡수된 흡수제에서 산성가스를 탈거하는 탈거탑을 포함하여 구성하고, 상기 흡수제는 흡수탑과 탈거탑을 순환되도록 하되, 상기 흡수제가 2.0∼3.0 ㎥/hr의 유량으로 순환되도록 함과 아울러 흡수탑에서 탈거탑으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도 및 탈거탑에서 흡수탑으로 이동하는 흡수제의 희박(lean)농도를 각각 0.5∼0.7 mole-acid gas/mole-absorbent 및 0.1∼0.3 mole-acid gas/mole-absorbent가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112008057697758-pat00001
(여기에서, R1은 -(CH2)a-H (a = 1~3) 또는 -CH-(CH3)2 이다)
<화학식 2>
Figure 112008057697758-pat00002
(여기에서, R2 , R3, R4, R5는 서로 같거나 다른 것으로 H, 탄소수 1~4의 알킬기, 아민에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기 또는 알코올성 수산기에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기에서 선택된 것이고, X는 -CH2, O, NH 또는 SH에서 선택된 것이다)
이산화탄소, 산성가스, 분리, 흡수제 순환유량, lean loading, rich loading

Description

흡수제를 이용한 산성가스 분리방법{Acidic gas separation method using the highly efficient absorbent}
본 발명은 산성가스 분리용 혼합 흡수제를 사용하여 이산화탄소 등의 산성가스를 보다 효율적으로 흡수분리할 수 있도록 한 방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 본 발명자들에 의해 선출원된 국내특허출원번호 제2007-97560호의 혼합 흡수제를 활용하여 이산화탄소 등의 산성가스를 빠른 반응속도 및 높은 흡수능을 가지면서 재생에 많은 에너지를 필요로 하지 않는 상태에서 효율적으로 분리할 수 있도록 한 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법에 관한 것이다.
산업의 발달로 산성 가스의 대기 중 농도 증가로 인한 지구온난화현상이 가속화되면서 각국마다 산성 가스의 배출 및 처리에 대한 규제가 엄격해지고 있다. 특히 지구온난화현상을 야기하는 산성가스 중 대부분을 차지하는 이산화탄소의 분리는 더욱 중요한 문제로 대두되고 있다.
지금까지 연구된 이산화탄소의 분리기술로는 흡수법, 흡수법, 막분리법, 심 냉법 등이 현실성 있는 대안으로 제시되고 있다. 특히, 흡수법은 대용량의 가스를 처리하는데 용이하며, 저농도의 가스분리에 적합하기 때문에 대부분의 산업체 및 발전소에의 적용이 용이하여 널리 활용되고 있다.
흡수법에서 이산화탄소 흡수제로 대표적으로 알칸올아민 흡수제가 사용되고 있다. 이 알칸올아민 흡수제는 알코올성 수산기가 치환된 탄소에 알킬기와 같은 또 다른 치환기가 존재하지 않아 시간이 지날수록 알코올기의 산화과정을 통해 알데히드, 카르복실산, 암모늄염 형태의 양쪽성이온(zwitterion)으로 열화(degradation)가 되어 흡수제로서의 기능을 상실하게 될 뿐만 아니라, 열화물의 존재로 인하여 장치의 부식을 촉진시키게 된다.
알칸올아민 중 대표적인 이산화탄소 흡수제인 모노에탄올 아민(monoethanolamine, MEA)의 산화를 통한 열화과정은 다음과 같다.
반응식 1에서 보는 바와 같이 MEA는 알코올성 수산기에 직접 결합한 탄소에 어떠한 치환기도 존재하지 않아 MEA가 이산화탄소를 흡수하는 과정에서 시간이 경과함에 따라 배가스에 포함된 산소에 의하여 쉽게 알데히드로 산화된다. 알데히드는 다시 카르복실산으로 산화가 일어나 글리신산이 되고, 글리신산은 분자 내 수소이동반응(deprotonation)에 의하여 암모늄염 형태의 양쪽성이온(zwitterion)이 된다. 최종적인 열화생성물인 양쪽성이온은 아민이 + 전하를 띠게 되어 더 이상 흡수제로서의 기능을 발휘하지 못해 이산화탄소를 흡수하지 못하게 된다. 따라서 실제 공정에서는 알칸올아민 흡수제 즉, MEA의 손실이 발생하게 되어 주기적으로 흡수제를 보충해 주어야 할 뿐만 아니라 이렇게 생성된 열화물로 인해 설비의 부식이 촉 진되고 효율이 감소하게 되는 큰 단점이 있다.
Figure 112008057697758-pat00003
상기한 바와 같이 종래 일반적으로 사용되는 흡수제의 문제점을 보완하기 위하여 본 발명자들은 국내특허출원번호 제2007-97560호에서 이산화탄소 등의 산성가스와 빠른 반응속도 및 높은 흡수능을 가지면서 재생에 많은 에너지를 필요로 하지 않고 흡수제의 산화가 잘 일어나지 않는 산성가스 분리용 고효율 흡수제에 관하여 출원한 바 있다.
상기 본 발명자들에 의해 출원된 흡수제는 하기의 화학식 1의 화합물과 하기 화학식 2의 헤테로 환형 화합물을 포함하여 이루어진다.
Figure 112008057697758-pat00004
(여기에서, R1은 -(CH2)a-H (a = 1~3) 또는 -CH-(CH3)2이다)
Figure 112008057697758-pat00005
(여기에서, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다른 것으로 H, 탄소수 1~4의 알킬기, 아민에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기 또는 알코올성 수산기에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기에서 선택된 것이고, X는 -CH2, O, NH 또는 SH에서 선택된 것이다.)
상기한 본 발명자들에 의해 선출원된 흡수제를 사용하게 되면 종래의 문제점이 현저하게 개선된다. 즉, 흡수제의 일예로 사용된 1-아미노-2-프로판올의 경우 반응식 2에서 보는 바와 같이 알코올성 수산기에 직접 결합한 탄소에 존재하는 알킬 치환기의 입체장애로 인하여 알코올이 케톤으로 산화되는 것은 매우 어렵다. 또한, 아주 오랜 시간을 통하여 케톤 구조가 생성된다고 하더라도 더 이상 산화가 진행되지 않아, 상기 예로든 알칸올아민 흡수제들과는 달리 1-아미노-2-프로판올은 흡수제로서의 기능을 계속 유지할 수 있게 된다.
Figure 112008057697758-pat00006
본 발명자들은 전술한 흡수제의 발명에 만족하지 않고, 발명된 흡수제를 사용하여 보다 효율적으로 이산화탄소 등의 산성가스를 분리할 수 있는 방법을 모색하였다. 그 결과 본 발명자들은 배기가스에 함유된 산성가스를 흡수하는 흡수탑과 흡수된 산성가스를 탈거하는 탈거탑을 구성함과 아울러 흡수제를 순환시키면서 운전하는 과정에서 흡수제의 순환유량과 탈거탑으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도 및 탈거탑에서 흡수탑으로 순환되는 흡수제의 희박(lean)농도를 조절할 경우 효 율적인 산성가스 분리 효율을 얻을 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
이에 본 발명은 본 발명자들에 의해 선출원된 국내특허출원번호 제2007-97560호에 제시된 흡수제를 사용하여 이산화탄소 등 산성가스와의 빠른 반응속도 및 높은 흡수능을 가지면서 흡수제의 재생에 에너지가 적게 소요되며 산화가 잘 일어나지 않는 상태에서 효율적으로 이산화탄소 등의 산성가스를 흡수분리해낼 수 있는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가 본 발명은 이산화탄소 등의 산성가스를 흡수분리하는 과정에서 최적의 흡수제 순환유량과 흡수제의 순환과정에서 최적의 흡수제의 농후(rich)농도 및 흡수제의 희박(lean)농도를 제공하여 이산화탄소 등의 산성가스 흡수분리효율을 극대화시킬 수 있는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하기 화학식1 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하여 이루어지는 흡수제에 산성가스가 흡수되도록 하는 흡수탑과 상기 산성가스가 흡수된 흡수제에서 산성가스를 탈거하는 탈거탑을 포함하여 구성하고, 상기 흡수제는 흡수탑과 탈거탑을 순환되도록 한 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112008057697758-pat00007
(여기에서, R1은 -(CH2)a-H (a = 1~3) 또는 -CH(CH3)2이다)
<화학식 2>
Figure 112008057697758-pat00008
(여기에서, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다른 것으로 H, 탄소수 1~4의 알킬기, 아민에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기 또는 알코올성 수산기에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기에서 선택된 것이고, X는 -CH2, O, NH 또는 SH에서 선택된 것이다)
나아가 본 발명에서는 상기 흡수제가 2.0∼3.0 ㎥/hr의 유량으로 순환되도록 함과 아울러 흡수탑에서 탈거탑으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도 및 탈거탑에서 흡수탑으로 이동하는 흡수제의 희박(lean)농도를 각각 0.5∼0.7 mole-acid gas/mole-absorbent 및 0.1∼0.3 mole-acid gas/mole-absorbent가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법을 제공한다.
이하 본 발명에 따른 산성가스 분리방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 분리방법에 적용되는 플랜트의 일 예를 나타낸 것으 로서, 도 1에 도시된 바와 같이 이산화탄소를 포함하는 산성가스의 흡수분리를 위하여 상기 흡수제에 산성가스가 흡수되도록 하는 흡수탑(10)과 상기 산성가스가 흡수된 흡수제에서 산성가스를 탈거하는 탈거탑(20)이 구비되며, 상기 흡수제는 흡수탑(10)과 탈거탑(20)을 순환되도록 구성된다.
즉, 흡수탑(10)에서는 이산화탄소 등의 산성가스가 포함된 가스가 유입되며, 이 가스에 포함된 산성가스는 흡수제에 흡수되고, 잔여가스는 외부로 배출된다. 산성가스가 흡수된 흡수제는 농후(Rich) 펌프(11)를 통해 탈거탑(20)으로 이송된다. 탈거탑(20)으로 이송된 흡수제는 탈거 등의 재생과정을 거치게 되는데, 탈거된 이산화탄소 등의 산성가스는 외부로 배출되면서 별도 처리되고, 흡수제는 희박(lean) 펌프(21)를 통해 흡수탑(10)으로 이송되면서 순환과정을 거치게 된다. 미설명부호 30은 열교환기, 미설명부호 40은 냉각기이다.
여기서 사용되는 흡수제는 본 발명자들에 의해 선출원된 국내특허출원번호 제2007-97560호에 제시된 흡수제, 즉 상기 화학식 1과 화학식 2의 화합물을 포함하는 흡수제를 사용하게 된다. 이와 같이 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 혼합하여 이루어지는 흡수제는 이산화탄소 흡수반응 속도 및 흡수능을 증가시킬 뿐만 아니라, 고온에서 탈거반응도 쉽게 일어나게 하는 효과가 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 상기 출원번호의 발명에 상세하게 기재되어 있으므로 여기서는 개략적인 설명만 기재하기로 한다.
상기 화학식 1의 화합물은 아민과 직접 결합한 α-위치의 탄소원자에는 치환기가 없고, β-위치의 탄소원자에는 알코올성 수산기와 알킬기가 치환되어 있는 구 조로 이루어지므로 이산화탄소 등의 산성가스와의 반응에서 입체장애가 적어 흡수반응이 신속히 진행될 뿐만 아니라 알코올성 수산기의 산화에 의한 열화를 방지하여 흡수제의 수명을 증가시키게 되며, 특히 흡수된 산성가스의 탈거시 입체장애도를 증가시켜 이산화탄소의 탈거를 촉진시키는 장점이 있다. 상기 화학식 1에 해당하는 화합물은 예를 들면, 1-아미노-2-프로판올, 1-아미노-2-부탄올, 1-아미노-2-펜탄올, 1-아미노-3-메틸-2-부탄올 등으로 이루어진 군으로부터 1 종 또는 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 2의 화합물은 반응촉진을 유도하기 위하여 사용되는 것으로서 분자내에 1개 이상의 2차 또는 3차아민을 가지는 헤테로 환형 화합물들 중 하나 이상을 화학식 1의 화합물과 혼합하여 사용한다. 상기 화학식 2에 해당하는 화합물의 예로는 피페라진, 몰포린, 2-메틸피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 2,3-디메틸피페라진, 2,4-디메틸피페라진, 2-에탄올피페라진, 2,5-디에탄올피페라진, 2-아미노에틸피페라진, 치오몰포린, 피페리딘을 포함하는 피페라진, 몰포린, 치오몰포린, 피페리딘 유도체들이 사용될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 포함하는 흡수제는 화학식 1의 화합물 100중량부에 대하여 화학식 2의 화합물 1 ~ 60의 중량비로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 흡수제는 농도가 5 ~ 50%(w/v) 범위인 수용액으로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 흡수제의 농도가 5% 이하인 경우 이산화탄소 등의 산성가스 흡수능은 유지되지만 반응속도가 늦어 흡수되는 이산화탄소의 절대량이 적게 되며, 50% 이상 인 경우 이산화탄소 등의 산성가스 흡수능과 흡수속도는 우수하지만 많은 양의 흡수제가 사용되어 경제성 측면에서 효율적이지 못하기 때문이다.
본 발명의 흡수제는 이산화탄소 뿐만 아니라 다양한 종류의 산성가스 흡수분리에 적용할 수 있으며, 이산화탄소 이외의 산성가스를 예로 들면 H2S, SO2, NO2, COS 등이 있다.
상술한 흡수제는 흡수탑(10)과 탈거탑(20) 사이에서 순환되는데, 본 발명에 따르면 효과적인 이산화탄소 등의 산성가스 흡수분리를 위하여 상기 흡수제가 2.0∼3.0 ㎥/hr의 유량으로 순환되도록 함과 아울러 흡수탑(10)에서 탈거탑(20)으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도 및 탈거탑(20)에서 흡수탑(10)으로 이동하는 흡수제의 희박(lean)농도를 각각 0.5∼0.7 mole-acid gas/mole-absorbent 및 0.1∼0.3 mole-acid gas/mole-absorbent가 되도록 한다. 이러한 운전조건하에서 최적의 산성가스 흡수분리효과를 얻을 수 있다.
여기서, 흡수제의 순환유량이 2.0 ㎥/hr의 미만일 경우 단위시간당 배가스와 접촉시간이 길어져 산성가스 흡수효율은 좋지만 탈거에 많은 에너지가 소모되어 경제성 측면에서 바람직하지 못하다는 문제점이 있으며, 흡수제의 순환유량이 3.0 ㎥/hr를 초과할 경우 이산화탄소 등의 산성가스 흡수능과 흡수속도는 우수하지만 단위시간당 많은 량의 흡수제 순환으로 인하여 경제성 측면에서 효율적이지 못하다는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 흡수제의 순환유량은 2.0∼3.0 ㎥/hr가 되도록 하는 것이 바람직하다.
또, 흡수탑(10)에서 탈거탑(20)으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도가 0.5 mole-acid gas/mole-absorbent 미만일 경우 적은 량의 산성가스가 흡수된 상태에서 흡수제가 탈거탑(20)으로 이송되어 탈거가 이루어지므로 경제적으로 바람직하지 못하다는 문제점이 있으며, 흡수제의 농후(rich)농도가 0.7 mole-acid gas/mole-absorbent를 초과할 경우 과량의 산성가스가 흡수제에 흡수된 상태로 탈거탑(20)에 이송됨에 따라 탈거에 과도한 시간이 소요되어 운전효율이 떨어지거나, 탈거가 제대로 이루어지지 않은 상태에서 흡수탑으로 흡수제가 이동되어 산성가스의 흡수효율이 저하되는 문제점이 발생하므로 흡수제의 농후(rich)농도는 0.5∼0.7 mole-acid gas/mole-absorbent가 되도록 하는 것이 좋다.
또한, 탈거탑(20)에서 흡수탑(10)으로 이동하는 흡수제의 희박(lean)농도가 0.1 mole-acid gas/mole-absorbent 미만일 경우 흡수탑(10)에서 산성가스와의 반응속도를 높일 수는 있으나, 이를 위하여 탈거탑(20)에서 많은 에너지와 시간이 소요되므로 경제적으로 바람직하지 못하다는 문제점이 있으며, 흡수제의 희박(lean)농도가 0.3 mole-acid gas/mole-absorbent를 초과할 경우 흡수제에 과다한 산성가스가 흡수된 상태로 흡수탑(10)에 이송됨에 따라 흡수탑(10)에서의 산성가스 흡수효율이 떨어지는 문제점이 발생하게 되므로 흡수제의 희박(lean)농도는 0.1∼0.3 mole-acid gas/mole-absorbent가 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이산화탄소 등의 산성가스 분리방법은 기본적으로 저온에서 이산화탄소 등의 산성가스를 흡수하고, 고온에서 열에너지를 가하여 흡수된 이산화탄소 등의 산성가스를 흡수제로부터 분리한 다음 흡수제를 다시 이산화탄소 등의 산성가스의 흡수에 사용하는 것이다. 이때 상기 흡수제의 산성가스 흡수온도는 0 ~ 60℃, 탈거온도는 70 ~ 200℃인 상태에서 진행하는 것이 바람직하며, 이에 맞게 흡수탑(10) 및 탈거탑(20)의 온도를 제어하는 것이 바람직하다.
산성가스를 흡수분리하는 과정에서 가장 많은 에너지가 소비되는 부분은 흡수된 이산화탄소 등의 산성가스를 고온에서 흡수제로부터 분리하여 흡수제를 재생(탈거)하는 부분이며, 전체 공정의 약 50 ~ 80% 정도의 에너지가 이 과정에서 소비된다. 따라서 탈거탑(20)에서 탈거시 어느 정도의 에너지를 저감하느냐에 따라 전체 플랜트의 경제성이 확보되는 것이며, 그러므로 흡수된 이산화탄소 등의 산성가스는 낮은 온도에서 흡수제로부터 분리되는 것이 바람직하다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 본 발명자들에 의해 선출원된 국내특허출원번호 제2007-97560호에 제시된 흡수제를 사용하여 이산화탄소 등 산성가스와의 빠른 반응속도 및 높은 흡수능을 가지면서 흡수제의 재생에 에너지가 적게 소요되며 산화가 잘 일어나지 않는 상태에서 효율적으로 이산화탄소 등의 산성가스를 흡수분리해낼 수 있는 방법을 제공하는 효과를 갖는다.
특히 본 발명에서는 이산화탄소 등의 산성가스를 흡수분리하는 과정에서 최적의 흡수제 순환유량과 흡수제의 순환과정에서 최적의 흡수제의 농후(rich)농도 및 흡수제의 희박(lean)농도를 제공하여 이산화탄소 등의 산성가스 흡수분리효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
<실시예 1>
도 1에 나타낸 바와 같이 흡수탑(10), 탈거탑(20), 열교환기(30) 및 냉각장치(40)가 갖추어진 하루 2 톤의 CO2를 처리할 수 있는 파일럿 규모의 연속플랜트에서 1-아미노-2-프로판올 : 피페라진 (9:1) 2.00 M 혼합수용액을 흡수제로 사용하여 배가스 중 이산화탄소 제거율 및 흡수제의 이산화탄소 부하량을 측정하였다.
이때, 흡수제의 순환유량, 흡수탑(10)에서 탈거탑(20)으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도 및 탈거탑(20)에서 흡수탑(10)으로 이동하는 흡수제의 희박(lean)농도는 각각 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 하였다. 또한 이산화탄소 흡수는 40℃, 탈거는 120℃에서 수행하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
<실시예 2, 실시예 3 및 비교예 1 내지 4>
흡수제의 순환유량, 농후(rich)농도 및 희박(lean)농도를 각각 하기 표 1에 나타낸 범위내에서 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 플랜트에서 동일한 방법으로 배가스 중 이산화탄소 제거율 및 흡수제의 이산화탄소 부하량을 측정하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
흡수제 흡수제 순환유량(㎥/hr)
 CO2 부하량 (CO2 mole /흡수제 mole) CO2 제거율
(%)
흡수조건
(Rich) loading		 탈거조건
(Lean) loading		 △ loading
실시예 1 2.0 0.6011 0.1718 0.4293 81.0
실시예 2 2.0 0.6121 0.1052 0.5069 85.0
실시예 3 2.0 0.5778 0.1502 0.4276 100
비교예 1 3.0 0.5717 0.3318 0.2399 73.1
비교예 2 3.0 0.5746 0.0924 0.4822 86.6
비교예 3 3.0 0.4928 0.1729 0.3199 69.4
비교예 4 3.0 0.7120 0.2173 0.4947 82.8
상기 표 1에서 보는 바와 같이 흡수제의 운전조건을 본 발명의 바람직한 범위내로 조절한 실시예 1 내지 3의 경우 본 발명에서 제시하는 흡수제의 운전조건을 벗어난 비교예1과 비교예 3에 비하여 CO2 제거율이 현저하게 높은 것을 확인할 수 있다. 여기서 비교예 2와 비교예 4는 다소 높은 CO2제거율을 보여주고는 있으나, 과도한 탈거 및 흡수로 인하여 효과대비 운전효율이 떨어지는 단점을 가진다.
상기에서 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 참조로 하여 상세히 설명되었으나, 상기 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 이에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사양을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명에 따른 분리방법에 적용되는 플랜트의 일 예를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 흡수탑
11 : 농후(Rich) 펌프
20 : 탈거탑
21 : 희박(lean) 펌프
30 : 열교환기
40 : 응축기

Claims (6)

  1. 하기 화학식1 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하여 이루어지는 흡수제에 산성가스가 흡수되도록 하는 흡수탑과 상기 산성가스가 흡수된 흡수제에서 산성가스를 탈거하는 탈거탑을 포함하여 구성하고, 상기 흡수제는 흡수탑과 탈거탑을 순환되도록 한 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법.
    <화학식 1>
    Figure 112008057697758-pat00009
    (여기에서, R1은 -(CH2)a-H (a = 1~3) 또는 -CH-(CH3)2 이다)
    <화학식 2>
    Figure 112008057697758-pat00010
    (여기에서, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다른 것으로 H, 탄소수 1~4의 알킬기, 아민에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기 또는 알코올성 수산기에 치환된 탄소수 1~4의 알킬기에서 선택된 것이고, X는 -CH2, O, NH 또는 SH에서 선택된 것이다)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡수제는 2.0∼3.0 ㎥/hr의 유량으로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡수제는 흡수탑에서 탈거탑으로 이동하는 흡수제의 농후(rich)농도 및 탈거탑에서 흡수탑으로 이동하는 흡수제의 희박(lean)농도를 각각 0.1∼0.3 mole-acid gas/mole-absorbent 및 0.5∼0.7 mole-acid gas/mole-absorbent가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법.
  4. 청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수제는 5 ~ 50%(w/v) 농도의 수용액으로 사용하는 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분리방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 흡수탑에서의 흡수제 흡수 온도는 0 ~ 60℃, 상기 탈거탑에서의 흡수제 탈거 온도는 70 ~ 200℃로 하는 것을 특징으로 하는 흡수제를 이용한 산성가스 분 리방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 산성가스는 CO2, H2S, SO2, NO2, COS에서 선택된 적어도 하나의 가스인 것을 특징으로 하는 산성가스 분리방법.
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