KR101915866B1 - 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법 - Google Patents

흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101915866B1
KR101915866B1 KR1020160181103A KR20160181103A KR101915866B1 KR 101915866 B1 KR101915866 B1 KR 101915866B1 KR 1020160181103 A KR1020160181103 A KR 1020160181103A KR 20160181103 A KR20160181103 A KR 20160181103A KR 101915866 B1 KR101915866 B1 KR 101915866B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
adsorbate
sample gas
adsorbent
supply unit
concentration
Prior art date
Application number
KR1020160181103A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180077372A (ko
Inventor
문종호
박영철
김현욱
이형근
이창근
조성호
이동호
민병무
이종섭
선도원
박재현
류호정
배달희
이승용
이효진
이도연
진경태
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020160181103A priority Critical patent/KR101915866B1/ko
Publication of KR20180077372A publication Critical patent/KR20180077372A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101915866B1 publication Critical patent/KR101915866B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation
    • G01N25/4806—Details not adapted to a particular type of sample
    • G01N25/4813—Details not adapted to a particular type of sample concerning the measuring means
    • G01N25/482—Details not adapted to a particular type of sample concerning the measuring means concerning the temperature responsive elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on
    • G01N2001/2826—Collecting by adsorption or absorption

Abstract

본 발명은 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 흡착제 흡탈착 측정장치에 있어서, 반응챔버; 상기 반응챔버 내에 구비되며, 설정된 농도의 흡착질과 제1비흡착질을 포함하는 샘플가스가 유입되어 토출되고, 내부에 흡착제가 투입되는 반응튜브; 상기 반응튜브의 토출단에 연결되어 상기 샘플가스가 토출되는 반응튜브토출관; 상기 반응튜브토출관에 연결되어 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 온도에 따른 상기 흡착제의 흡착, 탈착 거동을 분석하는 가스분석기; 및 상기 반응챔버 내를 가열하는 가열수단과, 상기 반응챔버 내의 온도가 설정된 온도로 조절되도록 상기 가열수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치에 관한 것이다.

Description

흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법{System for analyzing absorption and desorption of Absorbent}
본 발명은 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법에 대한 것이다.
산업의 발달과 함께 이산화탄소의 대기 중 농도 증가로 인한 지구온난화문제가 나타나면서 이를 해결하기 위한 방안이 절실하게 되었다. 대기 중의 이산화탄소 농도 증가의 원인 중 가장 큰 요인은 에너지산업에서 사용하는 석탄, 석유, LNG 등의 화석연료의 사용이다. 이에 따라 화석연료의 사용으로 발생하는 이산화탄소를 분리회수함으로써 대기 중 이산화탄소 농도를 감소시키려는 기술개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이산화탄소 분리기술은 크게 흡수법, 흡착법, 막분리법 및 심냉법으로 구분되어진다. 이중 흡수법이 대용량의 이산화탄소 발생원으로부터 이산화탄소를 분리하는 기술 중 현재로서는 가장 활용이 가능한 방법으로 인식되고 있다.
하지만, 흡수법의 핵심이 되는 흡수제의 개발은 세계 각국의 지속적인 노력에도 불구하고 획기적인 물질이 개발되지 않고 있는 실정이다. 이는 이산화탄소 흡수제가 흡수에만 국한되지 않고 이산화탄소를 흡수한 후 용이하게 탈거(낮은 온도에서)가 되어야 하기 때문이다. 실제 흡수반응과 탈거반응은 역반응으로, 용이한 흡수반응은 탈거반응에 많은 에너지가 필요함을 의미한다. 따라서, 연구자들은 이러한 한계점을 극복할 수 있는 흡수제의 개발에 매진하고 있는 실정이다.
이러한 시도의 일환으로 흡수제의 흡수능평가와 반응속도 평가가 이루어지고 있다. 흡수능이란 흡수제가 흡수조건(저온)과 탈거조건(고온)에서 어느 정도 이산화탄소를 흡수하느냐를 평가하는 것으로 흡수조건에서는 이산화탄소를 잘 흡수하고, 탈거조건에서는 이산화탄소를 흡수하지 않는 것이 바람직하다.
이와는 별도로 흡수제와 이산화탄소의 반응속도 평가도 중요한데, 흡수능이 아주 우수한 물질이라도 반응속도가 매우 늦을 수 있기 때문이다. 즉, 반응속도가 매우 느린 메틸디에탄올아민(MDEA)의 경우 반응메커니즘에 따르면 1몰의 MDEA가 1몰의 이산화탄소를 흡수하여 흡수능이 큰 반면, 대표적인 상용 흡수제인 에탄올아민(MEA)은 2몰이 1몰의 이산화탄소와 반응하여 MDEA에 비해 상대적으로 흡수능이 나쁘다. 하지만, MEA는 빠른 반응속도로 가지고 있어 대표적인 상용 흡수제로 이용되고 있는 실정이다.
전 세계적 이슈가 되고 있는 이산화탄소의 경우, 일반적으로 바람직한 이산화탄소 제거용 흡수제는 용이하게 이산화탄소와 반응하여 이산화탄소를 흡수하고, 다시 용이하게 이산화탄소를 탈거한 후 흡수제는 재순환되어 흡수반응에 다시 참여하는 것이다. 그렇게 하여야만 이산화탄소 흡수 및 탈거에 소요되는 비용을 감소시켜 경제성을 확보할 수 있다.
이러한 이산화탄소 흡수제의 흡수 및 탈거능력은 주로 이산화탄소와 흡수제의 기체-액체 평형값과 기체-액체 반응속도로 평가된다. 이산화탄소와 흡수제의 기체-액체 평형값은 흡수제가 이산화탄소를 흡수할 수 있는 양이 어느 정도인지 탐색하는 것으로 흡수제의 구조에 기인하는 경우가 많으며, 그 측정방법 및 장치 또한 일반화되어 있는 현실이다.
한국 등록특허 제1659123호 한국 공개특허 제2012-0043958호 한국 등록특허 제1000453호 한국 등록특허 제0715240호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 분석대상이 되는 흡착제에 대하여, 설정된 비흡착질과 흡착질의 농도를 갖는 샘플가스에 대한 흡착제의 흡착과 탈착 파과거동을 하나의 시스템 내에서 모두 온도별에 따라 분석할 수 있고, 이를 데이터베이스화할 수 있는, 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 흡착제 흡탈착 측정장치에 있어서, 반응챔버; 상기 반응챔버 내에 구비되며, 설정된 농도의 흡착질과 제1비흡착질을 포함하는 샘플가스가 유입되어 토출되고, 내부에 흡착제가 투입되는 반응튜브; 상기 반응튜브의 토출단에 연결되어 상기 샘플가스가 토출되는 반응튜브토출관; 상기 반응튜브토출관에 연결되어 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 온도에 따른 상기 흡착제의 흡착, 탈착 거동을 분석하는 가스분석기; 및 상기 반응챔버 내를 가열하는 가열수단과, 상기 반응챔버 내의 온도가 설정된 온도로 조절되도록 상기 가열수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치로서 달성될 수 있다.
그리고, 상기 반응챔버 내의 상기 반응튜브 전단에 구비되어, 상기 샘플가스를 예열하는 제1예열기; 및 흡착시험모드시 상기 제1예열기를 통과한 상기 샘플가스를 상기 반응튜브로 유입시키고, 탈착시험모드시 상기 제1예열기를 통과한 상기 샘플가스를 방향전환밸브 토출관으로 유입시켜 배기시키는 방향전환밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반응챔버 내에 구비되어 유입되는 제2비흡착질를 예열하는 제2예열기;를 더 포함하고, 상기 제2비흡착질은 상기 제1비흡착질과 동일물질, 동일유량으로 유입되며, 흡착시험모드시 상기 제2예열기를 통과한 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 방향전환밸브 토출관을 통해 배기되고, 탈착시험모드시 상기 제2예열기를 통과한 상기 제2비흡착질은 상기 반응튜브로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 반응챔버 내에 구비되어 유입되는 표준물질을 예열하는 제3예열기;를 더 포함하고, 흡착시험모드시 상기 제3예열기를 통과한 상기 표준물질은 상기 샘플가스와 함께 상기 반응튜브로 유입되고, 탈착시험모드시 상기 제3예열기를 통과한 상기 표준물질은 상기 제2비흡착질과 함께 상기 반응튜브로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반응튜브의 유입단과 토출단 각각에 구비되어 유입되는 가스의 온도를 실시간으로 측정하는 제1온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 가스분석기는, 흡착시험모드시 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 흡착 파과거동을 분석하고, 탈착시험모드시 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 탈착 파과거동을 분석하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 흡착제의 흡탈착 파과거동을 분석하기 위한 시스템에 있어서, 반응챔버 측으로 샘플가스를 공급하는 샘플가스 공급부 측으로 흡착질을 공급하는 흡착질 공급부; 상기 샘플가스 공급부 측으로 제1비흡착질을 공급하는 제1비흡착질공급부; 상기 샘플가스 공급부 측으로 물을 공급하는 물 공급부; 상기 샘플가스 공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스를 예열시키는 제4예열기; 상기 반응챔버 내에 구비되며 상기 샘플가스 공급부와 연결되어 설정된 농도의 흡착질과 제1비흡착질과 물을 포함하는 샘플가스가 유입되어 토출되고, 내부에 흡착제가 투입되는 반응튜브; 상기 반응튜브의 토출단에 연결되어 상기 샘플가스가 토출되는 반응튜브토출관; 상기 반응튜브토출관에 연결되어 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 온도에 따른 상기 흡착제의 흡착, 탈착 거동을 분석하는 가스분석기; 상기 반응챔버 내를 가열하는 가열수단과, 상기 반응챔버 내의 온도가 설정된 온도로 조절되도록 상기 가열수단을 제어하는 제어부; 상기 반응챔버 내의 상기 반응튜브 전단에 구비되어, 상기 샘플가스를 예열하는 제1예열기; 흡착시험모드시 상기 제1예열기를 통과한 상기 샘플가스를 상기 반응튜브로 유입시키고, 탈착시험모드시 상기 제1예열기를 통과한 상기 샘플가스를 방향전환밸브 토출관으로 유입시켜 배기시키는 방향전환밸브; 및 상기 반응챔버 내에 구비되어 유입되는 제2비흡착질를 예열하는 제2예열기;포함하고, 상기 제2비흡착질은 상기 제1비흡착질과 동일물질, 동일유량으로 유입되며, 흡착시험모드시 상기 제2예열기를 통과한 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 방향전환밸브 토출관을 통해 배기되고, 탈착시험모드시 상기 제2예열기를 통과한 상기 제2비흡착질은 상기 반응튜브로 유입되는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템으로서 달성될 수 있다.
그리고, 상기 반응챔버 내에 구비되어 유입되는 표준물질을 예열하는 제3예열기; 및 상기 반응튜브의 유입단과 토출단 각각에 구비되어 유입되는 가스의 온도를 실시간으로 측정하는 제1온도센서를 더 포함하고, 흡착시험모드시 상기 제3예열기를 통과한 상기 표준물질은 상기 샘플가스와 함께 상기 반응튜브로 유입되고, 탈착시험모드시 상기 제3예열기를 통과한 상기 표준물질은 상기 제2비흡착질과 함께 상기 반응튜브로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 샘플가스 공급부 일측에 구비되어 반응챔버로 유입되는 샘플가스의 온도를 실시간으로 측정하는 제2온도센서; 상기 샘플가스 공급부 일측에 구비되어 반응챔버로 유입되는 샘플가스의 압력을 실시간으로 측정하는 제1압력센서; 상기 물공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스 공급부로 유입되는 물의 유량을 조절하는 물유량조절부; 상기 흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스 공급부로 유입되는 흡착질의 유량을 조절하는 흡착질유량조절부; 및 상기 제1비흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스 공급부로 유입되는 제1흡착질의 유량을 조절하는 제1비흡착질유량조절부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1압력센서와, 상기 제2온도센서에서 측정된 값을 기반으로, 샘플가스가 설정된 농도와 온도가 되도록 상기 물유량조절부, 흡착질유량조절부, 제1비흡착질유량조절부 및 상기 제4예열기를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 제2비흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 반응챔버로 유입되는 제2비흡착질의 압력을 실시간으로 측정하는 제2압력센서; 상기 표준물질 공급부 일측에 구비되어 상기 반응챔버로 유입되는 표준물질의 압력을 실시간으로 측정하는 제3압력센서; 상기 제2비흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 제2예열기 측으로 유입되는 상기 제2비흡착질의 유량을 조절하는 제2비흡착질유량조절부; 및 표준물질 공급부 일측에 구비되어 상기 제3예열기 측으로 유입되는 상기 표준물질의 유량을 조절하는 표준물질유량조절부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2압력센서에서 측정된 값을 기반으로 제2비흡착질유량조절부를 제어하고, 상기 제3압력센서를 기반으로 상기 표준물질유량조절부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반응튜브 토출관 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 제3온도센서와, 상기 반응튜브 토출관 일측에 구비되어 압력을 실시간으로 측정하는 제4압력센서와, 상기 반응튜브 토출관 일측에 구비되어 후방압력을 조절하는 제1압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 방향전환밸브 토출관 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 제4온도센서와, 상기 방향전환밸브 토출관 일측에 구비되어 압력을 실시간으로 측정하는 제5압력센서와, 상기 방향전환밸브 토출관 일측에 구비되어 후방압력을 조절하는 제2압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 앞서 언급한 제2목적에 따른 분석시스템을 이용하여, 흡착제의 흡탈착 파과거동을 분석하기 위한 방법에 있어서, 반응챔버 내의 반응튜브 내부로 흡착제를 투입하고, 흡착질과 제1비흡착질과 물이 설정된 농도로 혼합된 샘플가스가 샘플가스 공급부를 통해 상기 반응챔버 내의 제1예열기를 통과한 후 방향전환밸브를 거쳐 배기되고, 제2비흡착질이 상기 반응챔버내의 제2예열기를 통과한 후 방향전환밸브를 거쳐 상기 반응챔버를 통과한 후 가스 분석기로 유입되는 준비단계; 상기 방향전환밸브를 작동시켜 상기 제1예열기를 통과한 샘플가스가 반응튜브로 유입되어 상기 가스 분석기 측으로 토출되고, 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 배기되는 흡착시험모드 실행단계; 및 가스분석기가 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 상기 흡착제의 흡착 파과 거동을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 준비단계 전에, 상기 흡착제를 상기 반응튜브에 투입시키기 전에, 상기 제1예열기를 통과한 샘플가스가 반응튜브로 유입되어 상기 가스 분석기 측으로 토출되고, 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 배기시키면서, 설정된 샘플가스의 농도와 가스분석기에서 측정되는 농도를 대비하여 농도 보정을 하는 세팅단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 흡착 파과거동을 분석하는 단계 후에, 탈착시험모드로 전환하고자 하는 경우, 방향전환밸브를 작동시켜 상기 제1예열기를 통과한 샘플가스가 방향전환밸브를 거쳐 배기되고, 상기 제2비흡착물질이 방향전환밸브를 거쳐 상기 반응튜브를 통과한 후 가스분석기로 유입되는 탈착시험모드 실행단계; 및 상기 가스분석기가 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 흡착제의 탈착 파과 거동을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 흡착시험모드에서 온도에 따른 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 실시간 농도변화 그래프와, 탈착시험모드에서 온도에 따른 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 실시간 농도변화 그래프를 디스플레이부에서 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 흡착시험모드시 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 흡착 파과거동을 분석한 데이터와, 탈착시험모드시 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 탈착 파과거동을 분석한 데이터를 데이터 베이스에 저장하여 데이터베이스화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 분석대상이 되는 흡착제에 대하여, 설정된 비흡착질과 흡착질의 농도를 갖는 샘플가스에 대한 흡착제의 흡착과 탈착 파과거동을 하나의 시스템 내에서 모두 온도별에 따라 분석할 수 있고, 이를 데이터베이스화할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온도제어가 가능한 반응챔버의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템의 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법의 흐름도,
도 5는 세팅단계에서의 반응챔버의 구성도,
도 6은 준비단계에서의 반응챔버의 구성도,
도 7a는 흡착시험모드에서의 반응챔버의 구성도,
도 7b는 흡착시험모드에서의 흡착질(CO2)과 제1비흡착질(He)의 농도변화그래프,
도 8a는 탈착시험모드에서의 반응챔버의 구성도,
도 8b는 탈착시험모드에서의 흡착질(CO2)과 제2비흡착질(He)의 농도변화그래프를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템(1)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온도제어가 가능한 반응챔버(100)의 구성도를 도시한 것이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템(1)의 구성도를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템(1)의 제어부(200)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
먼저 본 발명의 일실시예에 따른 온도제어가 가능한 반응챔버(100)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 반응챔버(100)는 온도제어가 가능한 오븐 등으로 구성되게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 반응챔버(100) 내에는 반응튜브(10), 제1예열기(20), 제2예열기(40), 제3예열기(50), 방향전환밸브(30) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
반응튜브(10)는 반응챔버(100) 내에 구비되며, 설정된 농도의 흡착질과 제1비흡착질과 물을 포함하는 샘플가스가 유입되어 토출되고, 내부에 분석의 대상이 되는 흡착제가 투입되게 된다. 본 발명에서 언급하는 흡착제는 각종 다양한 흡착제, 촉매제를 포함하는 개념으로 특정 물질에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구체적실시예에서 흡착질은 CO2, 제1비흡착질은 He로 구성된다.
반응튜브 토출관(170)은 반응튜브(10)의 토출단에 연결되어 샘플가스가 토출되며 후에 설명되는 바와 같이, 가스분석기(180)와 연결되게 된다.
가스분석기(180)는 반응튜브토출관(170)에 연결되어 샘플가스 내의 흡착질과 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 온도에 따른 상기 흡착제의 흡착 파과거동을 분석하게 된다.
또한, 가열수단(60)은 반응챔버(100) 내를 가열하며, 제어부(200)는 이러한 반응챔버(100) 내의 온도가 설정된 온도로 조절되도록 가열수단(60)을 제어하게 된다.
제1예열기(20)는 반응챔버(100) 내에서 방향전환밸브(30)와 샘플가스 공급부(140) 사이에 구비되어, 샘플가스를 예열하게 된다.
방향전환밸브(30)는 후에 설명되는 바와 같이, 흡착시험모드시 제1예열기(20)를 통과한 샘플가스를 반응튜브(10)로 유입시키고, 탈착시험모드시 제1예열기(20)를 통과한 상기 샘플가스를 방향전환밸브 토출관(190)으로 유입시켜 배기시키도록 한다.
제2예열기(40)는 반응챔버(100) 내에 구비되어 유입되는 제2비흡착질를 예열하게 된다. 또한, 이러한 제2비흡착질은 제1비흡착질과 동일물질이며, 제1비흡착질과 동일유량으로 유입되도록 제어된다.
또한, 흡착시험모드시 제2예열기(40)를 통과한 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브(30)를 거쳐 방향전환밸브 토출관(190)을 통해 배기되고, 탈착시험모드시 제2예열기(40)를 통과한 제2비흡착질은 반응튜브(10)로 유입되게 된다.
제3예열기(50)는 반응챔버(100) 내에 구비되어 유입되는 표준물질을 예열하게 된다. 구체적 실시예에서 표준물질은 Ar으로 구성될 수 있다. 또한, 흡착시험모드시 제3예열기(50)를 통과한 표준물질은 샘플가스와 함께 상기 반응튜브(10)로 유입되고, 탈착시험모드시 제3예열기(50)를 통과한 상기 표준물질은 제2비흡착질과 함께 반응튜브(10)로 유입되게 된다.
그리고, 반응튜브(10)의 유입단과 토출단 각각에 제1온도센거가 구비되어 유입되는 가스의 온도를 실시간으로 측정하게 된다.
따라서, 가스분석기(180)는, 흡착시험모드시 샘플가스 내의 흡착질과 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 샘플가스의 농도, 제1온도센서(11)에서 측정된 온도값, 반응챔버(100)의 온도별로 상기 흡착제에 대한 흡착 파과거동을 분석하게 된다.
또한, 가스분석기(180)는 탈착시험모드시 흡착질과 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서(11)에서 측정된 온도값, 반응챔버(100)의 온도별로 상기 흡착제에 대한 탈착 파과거동을 분석하게 된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동을 분석하기 위한 시스템의 구성에 대해 설명하도록 한다. 도 2에 도시바와 같이, 분석시스템(1)은 앞서 언급한 반응챔버(100)와, 흡착질공급부(110), 제1비흡착질공급부(120), 물공급부(130), 제4예열기(142), 샘플가스 공급부(140), 가스분석기(180), 반응튜브 토출관(170), 방향전환밸브 토출관(190) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.
흡착질공급부(110)는 반응챔버(100) 측으로 샘플가스를 공급하는 샘플가스 공급부(140)로 흡착질을 공급한다. 그리고, 제1비흡착질공급부(120)는 샘플가스 공급부(140) 측으로 제1비흡착질을 공급하게 된다. 또한, 물공급부(130)는 샘플가스 공급부(140) 측으로 물을 공급하게 된다.
샘플가스 공급부(140)로 공급된 흡착질, 제1비흡착질, 물이 혼합되어 샘플가스가 생성되고, 제4예열기(142)는 샘플가스 공급부(140) 일측에 구비되어 이러한 샘플가스를 예열시키게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 반응챔버(100) 내에 구비된 반응튜브(10)는 샘플가스 공급부(140)와 연결되어 설정된 농도의 흡착질과 제1비흡착질과 물을 포함하는 샘플가스가 유입되어 토출되고, 내부에 흡착제가 투입되게 된다.
그리고, 반응튜브토출관(170)은 반응튜브(10)의 토출단에 연결되어 샘플가스가 가스분석기(180) 측으로 토출되게 된다. 따라서 가스분석기(180)는 흡착시험모드시에 반응튜브토출관(170)에 연결되어 상기 샘플가스 내의 흡착질과 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 온도에 따른 상기 흡착제의 흡착 거동을 분석하게 된다. 또한, 제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 반응챔버(100) 내를 가열하는 가열수단(60)과, 상기 반응챔버(100) 내의 온도가 설정된 온도로 조절되도록 상기 가열수단(60)을 제어하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 샘플가스 공급부(140) 일측에 구비된 제2온도센서(143)는 반응챔버(100)로 유입되는 샘플가스의 온도를 실시간으로 측정하게 되며, 샘플가스 공급부(140) 일측에 구비된 제1압력센서(141)는 반응챔버(100)로 유입되는 샘플가스의 압력을 실시간으로 측정하게 된다.
또한, 물공급부(130) 일측에 구비된 물유량조절부(131)는 샘플가스 공급부(140)로 유입되는 물의 유량을 조절하며, 흡착질공급부(110) 일측에 구비된 흡착질유량조절부(111)는 샘플가스 공급부(140)로 유입되는 흡착질의 유량을 조절하게 된다. 또한, 제1비흡착질공급부(120) 일측에 구비된 제1비흡착질유량공급부(121)는 샘플가스 공급부(140)로 유입되는 제1흡착질의 유량을 조절하게 된다.
따라서, 제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1압력센서(141)와, 제2온도센서(143)에서 측정된 값을 기반으로, 샘플가스가 설정된 농도와 온도가 되도록 물유량조절부(131), 흡착질유량조절부(111), 제1비흡착질유량공급부(121) 및 제4예열기(142)를 제어하게 된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2비흡착질공급부(150) 일측에 구비된 제2압력센서(152)는 반응챔버(100)로 유입되는 제2비흡착질의 압력을 실시간으로 측정하게 되며, 표준물질공급부(160) 일측에 구비된 제3압력센서(162)는 상기 반응챔버(100)로 유입되는 표준물질의 압력을 실시간으로 측정하게 된다.
그리고, 제2비흡착질공급부(150) 일측에 구비된 제2비흡착질유량조절부(151)는 제2예열기(40) 측으로 유입되는 상기 제2비흡착질의 유량을 조절하게 되며, 표준물질공급부(160) 일측에 구비된 표준물질유량조절부(161)는 제3예열기(50) 측으로 유입되는 표준물질의 유량을 조절하게 된다.
따라서, 제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2압력센서(152)에서 측정된 값을 기반으로 제2비흡착질유량조절부(151)를 제어하고, 제3압력센서(162)를 기반으로 상기 표준물질유량조절부(161)를 제어하게 된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 반응튜브 토출관(170) 일측에 구비된 제3온도센서(173)는 가스분석기(180)로 유입되는 가스의 온도를 실시간으로 측정하게 되고, 반응튜브 토출관(170) 일측에 구비된 제4압력센서(171)가 가스분석기(180)로 유입되는 가스의 압력을 실시간으로 측정하게 된다. 또한 제어부(200)는 이러한 제4압력센서(171)에서 측정된 값을 기반으로 반응튜브 토출관(170) 일측에 구비된 제1압력조절부(172)를 제어하여 후방압력을 조절하게 된다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 방향전환밸브 토출관(190) 일측에 구비된 제4온도센서(192)는 배기되는 가스의 온도를 실시간으로 측정하게 되며, 방향전환밸브 토출관(190) 일측에 구비된 제5압력센서(191)는 배기되는 가스의 압력을 실시간으로 측정하게 된다. 따라서 제어부(200)는 이러한 제5압력센서(191)에서 측정된 값을 기반으로 방향전환밸브 토출관(190) 일측에 구비된 제2압력조절부(193)를 제어하여 후방압력을 조절하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템(1)은 디스플레이부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이부는 흡착시험모드에서 온도에 따른 흡착질과 제1비흡착질의 실시간 농도변화 그래프와, 탈착시험모드에서 온도에 따른 상기 흡착질과 제2비흡착질의 실시간 농도변화 그래프를 디스플레이하게 된다.
또한, 데이터베이스는 흡착시험모드시 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서(11)에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버(100)의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 흡착 파과거동을 분석한 데이터와, 탈착시험모드시 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서(11)에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버(100)의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 탈착 파과거동을 분석한 데이터를 저장하여 데이터베이스화하게 된다.
이하에서는 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 분석시스템(1)을 이용한 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법에 대해 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법의 흐름도를 도시한 것이다. 또한, 도 5는 세팅단계에서의 반응챔버(100)의 구성도를 도시한 것이고, 도 6은 준비단계에서의 반응챔버(100)의 구성도를 도시한 것이다. 그리고, 7a는 흡착시험모드에서의 반응챔버(100)의 구성도를 도시한 것이고, 도 7b는 흡착시험모드에서의 흡착질(CO2)과 제1비흡착질(He)의 농도변화그래프를 도시한 것이다. 또한, 도 8a는 탈착시험모드에서의 반응챔버(100)의 구성도를 도시한 것이고, 도 8b는 탈착시험모드에서의 흡착질(CO2)과 제2비흡착질(He)의 농도변화그래프를 도시한 것이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 세팅단계를 진행하게 된다. 이러한 세팅단계는 흡착제를 반응튜브(10)에 투입시키기 전에 실시하게 되며, 제1예열기(20)를 통과한 샘플가스는 표준물질과 함께 반응튜브(10)로 유입되어 가스분석기(180) 측으로 토출되고, 제2비흡착질은 방향전환밸브(30)를 거쳐 배기시키게 된다. 이러한 과정에서, 설정된 샘플가스의 농도와 가스분석기(180)에서 측정되는 농도를 대비하여 농도 보정을 하는 세팅하게 된다(S1).
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 준비단계를 진행하게 된다. 즉, 반응챔버(100) 내의 반응튜브(10) 내부로 흡착제를 투입하고, 흡착질과 제1비흡착질과 물이 설정된 농도로 혼합된 샘플가스가 샘플가스 공급부(140)를 통해 반응챔버(100) 내의 제1예열기(20)를 통과한 후 방향전환밸브(30)를 거쳐 배기되고, 제2비흡착질이 반응챔버(100) 내의 제2예열기(40)를 통과하고 방향전환밸브(30)를 거쳐 제3예열기(50)를 통과한 표준물질과 함께 반응챔버(100)를 통과한 후 가스분석기(180)로 유입되게 된다(S2).
그리고, 세팅, 준비가 완료되면 도 7a에 도시된 바와 같이, 흡착제에 대한 흡착시험모드를 진행하게 된다. 즉, 방향전환밸브(30)를 작동시켜 제1예열기(20)를 통과한 샘플가스가 표준물질과 함께 반응튜브(10)로 유입되어 가스분석기(180) 측으로 토출되고, 제2비흡착질은 방향전환밸브(30)를 거쳐 배기되게 된다(S3).
이러한 흡착시험모드에서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 가스분석기(180)는 샘플가스 내의 흡착질과 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 흡착제의 흡착 파과 거동을 분석하게 된다(S4).
그리고, 흡착 파과거동을 분석하는 단계 후에, 탈착시험모드로 전환하고자 하는 경우(S5), 탈착시험모드로 전환하게 된다.
즉, 도 8a에 도시된 바와 같이, 방향전환밸브(30)를 작동시켜 제1예열기(20)를 통과한 샘플가스가 방향전환밸브(30)를 거쳐 배기되고, 상기 제2비흡착질이 방향전환밸브(30)를 거쳐 상기 반응튜브(10)를 통과한 후 가스분석기(180)로 유입되게 된다(S6). 이러한 탈착시험모드에서 도 8b에 도시된 바와 같이, 가스분석기(180)가 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 흡착제의 탈착 파과 거동을 분석하게 된다(S7).
또한, 흡착시험모드에서 온도에 따른 흡착질과 제1비흡착질의 실시간 농도변화 그래프와, 탈착시험모드에서 온도에 따른 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 실시간 농도변화 그래프를 디스플레이부에서 디스플레이하게 된다.
그리고, 흡착시험모드시 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서(11)에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버(100)의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 흡착 파과거동을 분석한 데이터와, 탈착시험모드시 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서(11)에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버(100)의 온도별로 상기 흡착제에 대한 탈착 파과거동을 분석한 데이터를 데이터베이스에 저장하여 데이터베이스화하게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템
10:반응튜브
11:제1온도센서
20:제1예열기
30:방향전환밸브
40:제2예열기
50:제3예열기
60:가열수단
100:반응챔버
110:흡착질공급부
111:흡착질유량조절부
120:제1비흡착질공급부
121:제1비흡착질유량조절부
130:물공급부
131:물유량조절부
140:샘플가스 공급부
141:제1압력센서
142:제4예열기
143:제2온도센서
150:제2비흡착질공급부
151:제2비흡착질유량조절부
152:제2압력센서
160:표준물질공급부
161:표준물질유량조절부
162:제3압력센서
170:반응튜브토출관
171:제4압력센서
172:제1압력조절부
173:제3온도센서
180:가스분석기
190:방향전환밸브 토출관
191:제5압력센서
192:제4온도센서
193:제2압력조절부
200:제어부

Claims (17)

  1. 흡착제의 흡탈착 파과거동을 분석하기 위한 시스템에 있어서,
    반응챔버 측으로 샘플가스를 공급하는 샘플가스 공급부 측으로 흡착질을 공급하는 흡착질 공급부;
    상기 샘플가스 공급부 측으로 제1비흡착질을 공급하는 제1비흡착질공급부;
    상기 샘플가스 공급부 측으로 물을 공급하는 물 공급부;
    상기 샘플가스 공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스를 예열시키는 제4예열기;
    상기 반응챔버 내에 구비되며 상기 샘플가스 공급부와 연결되어 설정된 농도의 흡착질과 제1비흡착질과 물을 포함하는 샘플가스가 유입되어 토출되고, 내부에 흡착제가 투입되는 반응튜브;
    상기 반응튜브의 토출단에 연결되어 상기 샘플가스가 토출되는 반응튜브토출관;
    상기 반응튜브토출관에 연결되어 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 온도에 따른 상기 흡착제의 흡착, 탈착 거동을 분석하는 가스분석기;
    상기 반응챔버 내를 가열하는 가열수단과, 상기 반응챔버 내의 온도가 설정된 온도로 조절되도록 상기 가열수단을 제어하는 제어부;
    상기 반응챔버 내의 상기 반응튜브 전단에 구비되어, 상기 샘플가스를 예열하는 제1예열기;
    흡착시험모드시 상기 제1예열기를 통과한 상기 샘플가스를 상기 반응튜브로 유입시키고, 탈착시험모드시 상기 제1예열기를 통과한 상기 샘플가스를 방향전환밸브 토출관으로 유입시켜 배기시키는 방향전환밸브; 및
    상기 반응챔버 내에 구비되어 유입되는 제2비흡착질를 예열하는 제2예열기;포함하고,
    상기 제2비흡착질은 상기 제1비흡착질과 동일물질, 동일유량으로 유입되며,
    흡착시험모드시 상기 제2예열기를 통과한 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 방향전환밸브 토출관을 통해 배기되고, 탈착시험모드시 상기 제2예열기를 통과한 상기 제2비흡착질은 상기 반응튜브로 유입되는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반응챔버 내에 구비되어 유입되는 표준물질을 예열하는 제3예열기; 및
    상기 반응튜브의 유입단과 토출단 각각에 구비되어 유입되는 가스의 온도를 실시간으로 측정하는 제1온도센서를 더 포함하고,
    흡착시험모드시 상기 제3예열기를 통과한 상기 표준물질은 상기 샘플가스와 함께 상기 반응튜브로 유입되고, 탈착시험모드시 상기 제3예열기를 통과한 상기 표준물질은 상기 제2비흡착질과 함께 상기 반응튜브로 유입되는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 샘플가스 공급부 일측에 구비되어 반응챔버로 유입되는 샘플가스의 온도를 실시간으로 측정하는 제2온도센서;
    상기 샘플가스 공급부 일측에 구비되어 반응챔버로 유입되는 샘플가스의 압력을 실시간으로 측정하는 제1압력센서;
    상기 물공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스 공급부로 유입되는 물의 유량을 조절하는 물유량조절부;
    상기 흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스 공급부로 유입되는 흡착질의 유량을 조절하는 흡착질유량조절부; 및
    상기 제1비흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 샘플가스 공급부로 유입되는 제1흡착질의 유량을 조절하는 제1비흡착질유량조절부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1압력센서와, 상기 제2온도센서에서 측정된 값을 기반으로, 샘플가스가 설정된 농도와 온도가 되도록 상기 물유량조절부, 흡착질유량조절부, 제1비흡착질유량조절부 및 상기 제4예열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2예열기로 제2비흡착질을 공급하는 제2비흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 반응챔버로 유입되는 제2비흡착질의 압력을 실시간으로 측정하는 제2압력센서;
    상기 제3예열기로 표준물질을 공급하는 표준물질 공급부 일측에 구비되어 상기 반응챔버로 유입되는 표준물질의 압력을 실시간으로 측정하는 제3압력센서;
    상기 제2비흡착질 공급부 일측에 구비되어 상기 제2예열기 측으로 유입되는 상기 제2비흡착질의 유량을 조절하는 제2비흡착질유량조절부; 및
    상기 표준물질 공급부 일측에 구비되어 상기 제3예열기 측으로 유입되는 상기 표준물질의 유량을 조절하는 표준물질유량조절부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제2압력센서에서 측정된 값을 기반으로 제2비흡착질유량조절부를 제어하고, 상기 제3압력센서를 기반으로 상기 표준물질유량조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 반응튜브 토출관 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 제3온도센서와, 상기 반응튜브 토출관 일측에 구비되어 압력을 실시간으로 측정하는 제4압력센서와, 상기 반응튜브 토출관 일측에 구비되어 후방압력을 조절하는 제1압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 방향전환밸브 토출관 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 제4온도센서와, 상기 방향전환밸브 토출관 일측에 구비되어 압력을 실시간으로 측정하는 제5압력센서와, 상기 방향전환밸브 토출관 일측에 구비되어 후방압력을 조절하는 제2압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석시스템.
  7. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 분석시스템을 이용하여, 흡착제의 흡탈착 파과거동을 분석하기 위한 방법에 있어서,
    반응챔버 내의 반응튜브 내부로 흡착제를 투입하고, 흡착질과 제1비흡착질과 물이 설정된 농도로 혼합된 샘플가스가 샘플가스 공급부를 통해 상기 반응챔버 내의 제1예열기를 통과한 후 방향전환밸브를 거쳐 배기되고, 제2비흡착질이 상기 반응챔버내의 제2예열기를 통과한 후 방향전환밸브를 거쳐 상기 반응챔버를 통과한 후 가스 분석기로 유입되는 준비단계;
    상기 방향전환밸브를 작동시켜 상기 제1예열기를 통과한 샘플가스가 반응튜브로 유입되어 상기 가스 분석기 측으로 토출되고, 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 배기되는 흡착시험모드 실행단계; 및
    가스분석기가 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 상기 흡착제의 흡착 파과 거동을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 준비단계 전에,
    상기 흡착제를 상기 반응튜브에 투입시키기 전에, 상기 제1예열기를 통과한 샘플가스가 반응튜브로 유입되어 상기 가스 분석기 측으로 토출되고, 상기 제2비흡착질은 방향전환밸브를 거쳐 배기시키면서, 설정된 샘플가스의 농도와 가스분석기에서 측정되는 농도를 대비하여 농도 보정을 하는 세팅단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 흡착 파과거동을 분석하는 단계 후에, 탈착시험모드로 전환하고자 하는 경우,
    방향전환밸브를 작동시켜 상기 제1예열기를 통과한 샘플가스가 방향전환밸브를 거쳐 배기되고, 상기 제2비흡착질이 방향전환밸브를 거쳐 상기 반응튜브를 통과한 후 가스분석기로 유입되는 탈착시험모드 실행단계; 및
    상기 가스분석기가 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 흡착제의 탈착 파과 거동을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    흡착시험모드에서 온도에 따른 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 실시간 농도변화 그래프와, 탈착시험모드에서 온도에 따른 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 실시간 농도변화 그래프를 디스플레이부에서 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    흡착시험모드시 상기 샘플가스 내의 상기 흡착질과 상기 제1비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 흡착 파과거동을 분석한 데이터와, 탈착시험모드시 상기 흡착질과 상기 제2비흡착질의 농도를 실시간으로 측정하여 설정된 상기 샘플가스의 농도, 제1온도센서에서 측정된 온도값, 상기 반응챔버의 온도 별로 상기 흡착제에 대한 탈착 파과거동을 분석한 데이터를 데이터 베이스에 저장하여 데이터베이스화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착제의 흡탈착 파과거동 분석방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
KR1020160181103A 2016-12-28 2016-12-28 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법 KR101915866B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181103A KR101915866B1 (ko) 2016-12-28 2016-12-28 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181103A KR101915866B1 (ko) 2016-12-28 2016-12-28 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180077372A KR20180077372A (ko) 2018-07-09
KR101915866B1 true KR101915866B1 (ko) 2018-11-09

Family

ID=62919002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160181103A KR101915866B1 (ko) 2016-12-28 2016-12-28 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101915866B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102577490B1 (ko) * 2023-04-28 2023-09-13 연세대학교 산학협력단 고정층 흡착제 흡착 성능 분석 방법 및 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115112796B (zh) * 2022-06-24 2023-09-29 天津大学 用于激波管的气体采样检测系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200332134Y1 (ko) 2003-07-14 2003-11-05 한국에너지기술연구원 가스 흡탈착 특성 측정장치
KR100884701B1 (ko) * 2007-08-22 2009-02-19 한국에너지기술연구원 연료개질 장치에서 압력구동을 이용한 이산화탄소 흡착제재생방법
KR101494796B1 (ko) 2014-08-22 2015-02-23 고등기술연구원연구조합 합성가스의 전환 시스템 및 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100599380B1 (ko) * 2004-08-17 2006-07-12 한국에너지기술연구원 고온에서 사용 가능한 이산화탄소 흡착제를 이용한 연소전탈탄소화방법
KR100731149B1 (ko) * 2006-06-20 2007-06-22 주식회사 하이젠 촉매성능평가장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200332134Y1 (ko) 2003-07-14 2003-11-05 한국에너지기술연구원 가스 흡탈착 특성 측정장치
KR100884701B1 (ko) * 2007-08-22 2009-02-19 한국에너지기술연구원 연료개질 장치에서 압력구동을 이용한 이산화탄소 흡착제재생방법
KR101494796B1 (ko) 2014-08-22 2015-02-23 고등기술연구원연구조합 합성가스의 전환 시스템 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102577490B1 (ko) * 2023-04-28 2023-09-13 연세대학교 산학협력단 고정층 흡착제 흡착 성능 분석 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180077372A (ko) 2018-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shafeeyan et al. Adsorption equilibrium of carbon dioxide on ammonia-modified activated carbon
Konduru et al. Curbing the greenhouse effect by carbon dioxide adsorption with zeolite 13X
US5595709A (en) Instrument for measuring non-methane organic gases in gas samples
CN204630990U (zh) 一种用于稳定同位素检测的天然气中痕量烃类富集装置
Li et al. H2S removal with ZnO during fuel processing for PEM fuel cell applications
JP2010112761A5 (ko)
KR101915866B1 (ko) 흡착제의 흡탈착 파과거동 측정장치, 분석시스템 및 분석방법
Zhang et al. Wetting mechanism of a PVDF hollow fiber membrane in immersed membrane contactors for CO 2 capture in the presence of monoethanolamine
Khoshraftar et al. The effect of solid adsorbents in Triethanolamine (TEA) solution for enhanced CO 2 absorption rate
Wang et al. Investigation of membrane wetting in different absorbents at elevated temperature for carbon dioxide capture
CN202676680U (zh) 一种检测海水中低浓度氟利昂装置
Martín et al. Precombustion CO2 capture by means of phenol–formaldehyde resin-derived carbons: From equilibrium to dynamic conditions
Tantikhajorngosol et al. Analytical study of membrane wetting at high operating pressure for physical absorption of CO2 using hollow fiber membrane contactors
CN109313169B (zh) 挥发性洗脱液制备
US20130000485A1 (en) Flow Control System, Device and Method for Thermal Desorption
CN216816567U (zh) 吸收剂性能检测装置
JP4817112B2 (ja) 濃縮管およびその濃縮管を用いたガスクロマトグラフ測定方法およびガスクロマトグラフ測定装置
Shahi et al. Gas chromatographic analysis of acid gases and single/mixed alkanolamines
KR101812576B1 (ko) 흡수제 실험용 연속 흡수분리장치를 이용한 흡수성능 분석 시스템, 및 분석방법
JP2013108762A (ja) 一酸化炭素、二酸化炭素及びメタンの分析方法
Kartohardjono et al. CO^ sub 2^ Absorption Through Super-hydrophobic Hollow Fiber Membrane Contactors
Raab et al. Innovative CO 2 separation of biogas by polymer resins: Operation of a continuous lab‐scale plant
US20220128524A1 (en) Gas separation system
JP2004354332A (ja) 濃縮分析装置及び方法
JP2001219024A (ja) 窒素発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right