KR20130113545A - 합성가스로부터 이산화탄소 및 황화수소 제거를 위한 흡수용액의 다 성분 동시 흡수평형 시험 장치 및 그 방법 - Google Patents

합성가스로부터 이산화탄소 및 황화수소 제거를 위한 흡수용액의 다 성분 동시 흡수평형 시험 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 화석연료(예를 들면, 석탄, 폐기물)를 가스화함으로써 발생한 합성 가스에 포함된 지구온난화가스인 이산화탄소와 가스터빈 등 장치에 부식을 야기하는 황화수소를 흡수/분리하기 위하여 사용되는 흡수제(absorbent)의 흡수정도를 시험할 수 있는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 장치는, 외부로부터 공급되는 예열 공기로 인해 일정온도를 유지하는 공기 항온조와; 상기 공기 항온조 내부에 설치되고, 외부로부터 흡수용액의 흡수평형시험에 사용되는 혼합가스를 저장하는 저장조와; 상기 공기 항온조 내부에 설치되고, 외부로부터 상기 흡수용액을 공급받고, 상기 저장조에 저장된 혼합 가스로부터 이산화탄소 및 황화수소를 공급받아 상기 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수제의 흡수반응 평형시험을 수행하는 흡수 반응조를 포함할 수 있다.

Description

합성가스로부터 이산화탄소 및 황화수소 제거를 위한 흡수용액의 다 성분 동시 흡수평형 시험 장치 및 그 방법{ABSORPTION EQUILIBRIUM TEST APPARATUS OF ABSORBENT FOR REMOVE OF MULTI-COMPONENT(CO２, H２S) FROM SYNGAS AND METHOD THEREOF}
본 명세서는 합성가스로부터 이산화탄소 및 황화수소 제거를 위한 흡수용액의 흡수평형 시험 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이산화탄소 흡수/분리용 흡수용액의 열화정도(열화 생성물, 열화정도)를 측정하기 위한 흡수제 흡수 평형 시험은 연소배가스 혹은 합성가스에 포함된 이산화탄소를 흡수/분리하기 위한 흡수용액의 개발에 있어서 매우 중요하게 작용한다. 따라서, 연소배가스 또는 합성가스에 포함된 이산화탄소 및 황화수소를 흡수/분리하기 위한 흡수용액의 개발을 위하여, 흡수용액의 흡수정도를 측정할 필요가 있다. 종래 기술에 따른 연소가스로부터 이산화탄소 제거를 위한 흡수용액의 흡수평형 시험방법 및 그 장치는 한국 특허 출원 번호 출원번호 10-2007-0055823에도 개시되어 있다.
본 명세서는 화석연료(예를 들면, 석탄, 폐기물)를 가스화함으로써 발생한 합성가스에 포함된 지구 온난화 가스인 이산화탄소와 가스터빈 등 장치에 부식을 야기하는 황화수소를 흡수/분리하기 위하여 사용되는 흡수제(absorbent)의 흡수정도를 시험함으로써, 이산화탄소의 배출의 감축 및 황화수소를 제거 처리할 수 있는 다 성분 동시 흡수평형 시험 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 장치는, 외부로부터 공급되는 예열 공기로 인해 일정온도를 유지하는 공기 항온조와; 상기 공기 항온조 내부에 설치되고, 외부로부터 흡수용액의 흡수평형시험에 사용되는 혼합가스를 저장하는 저장조와; 상기 공기 항온조 내부에 설치되고, 외부로부터 상기 흡수용액을 공급받고, 상기 저장조에 저장된 혼합 가스로부터 이산화탄소 및 황화수소를 공급받아 상기 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수제의 흡수반응 평형시험을 수행하는 흡수 반응조와; 상기 흡수 반응조 내의 압력과 온도를 실시간 측정함으로써 상기 혼합 가스에 포함된 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수용액의 흡수평형 시험을 수행하는 데이터 처리기와; 상기 흡수 반응조 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간 검출하고, 상기 검출된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값과 상기 흡수 반응조 내에 최초 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값을 서로 비교함으로써 상기 이산화탄소와 황화수소가 상기 흡수용액에 흡수되는 정도를 실시간 측정하는 가스 분석기를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 공기 항온조와 흡수 반응조의 흡수평형시험에 요구된 온도가 유지되면, 상기 혼합 가스 및 상기 흡수용액을 혼합하는 혼합기를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 방법은, 공기 항온조의 온도를 상승시키는 단계와; 혼합가스를 저장하는 저장조와 흡수 반응조에 질소를 공급하여 다른 반응물질이 침투하지 않도록 정제하는 단계와; 상기 저장조에 이산화탄소 및 황화 수소를 일정압력으로 충전하는 단계와; 상기 흡수 반응조에 요구된 양의 흡수용액을 채우는 단계와; 상기 공기 항온조의 온도를 시험에 적당한 온도까지 재차 상승시키는 단계와; 혼합기를 이용하여 상기 흡수 반응조 내의 흡수용액을 저어주는 단계와; 상기 저장조로부터 이산화탄소 및 황화수소가 상기 흡수 반응조로 공급되는 단계와; 상기 저장조에 저장된 이산화탄소 및 황화수소를 상기 흡수 반응조에 미리결정된 농도만큼 공급하는 단계와; 상기 흡수 반응조 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간 검출하는 단계와; 상기 검출된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값과 상기 흡수 반응조 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값을 서로 비교함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소 및 황화소소의 농도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 흡수평형 시험 장치 및 그 방법은, 화석연료(예를 들면, 석탄, 폐기물)를 가스화함으로써 발생한 합성가스에 포함된 지구 온난화 가스인 이산화탄소와 가스터빈 등 장치에 부식을 야기하는 황화수소를 흡수/분리하기 위하여 사용되는 흡수제(absorbent)의 흡수정도를 시험함으로써, 이산화탄소의 배출의 감축 및 황화수소를 제거 처리할 수 있는 효과가 있으며, 합성가스 중의 다 성분 가스(CO2, H2S)의 흡수정도를 실시간으로 측정할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형(흡수반응평형) 시험장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 방법을 나타낸 흐름도 이다.
이하에서는, 화석연료(예를 들면, 석탄, 폐기물)를 가스화함으로써 발생한 혼합가스(합성 가스)에 포함된 지구 온난화 가스인 이산화탄소와 각종 장치를 부식시키는 황화수소를 흡수/분리(제거)하기 위하여 사용되는 흡수제(absorbent)의 흡수정도를 시험할 수 있는 흡수평형 시험 장치 및 그 방법을 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따라 혼합가스로부터 이산화탄소 및 황화수소를 흡수/분리(제거)를 위한 흡수용액의 흡수평형 시험 장치는, 혼합가스(합성 가스)에 포함된 이산화탄소와 황화수소를 동시에 선택적으로 흡수하는 정도(흡수율, 흡수속도)를 시험할 수 있는 흡수 평형 장치이다. 상기 혼합 가스는 가스화 조건에 따라 차이가 있지만 대부분의 경우 CO2가 5~8%내외로 조성되고, 그 밖에 CH4, CO, H2, N2 등으로 이루어질 수 있다. 그러나. 가스화 연료 중에 황 성분이 황화수소(H2S) 형태로 배출된다. 상기 황화수소는 가스터빈 등의 부식을 야기할 뿐 만 아니라 많은 다른 물질과 혼합되면, 각종 장치에 악영향을 끼치므로 제거되어야 한다.
본 발명은 이산화탄소와 황화수소를 동시에 흡수/분리(제거)할 수 있는 흡수제의 흡수성능을 알아볼 수 있는 흡수평형시험 장치를 흡수제에 흡수된 이산화탄소가 탈거될 수 있는 온도(약 130)로 유지시킬 수 있고, 약 20기압의 압력까지 유지한 상태에서 흡수평형시험이 가능하게 하는 장치이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형(흡수반응평형) 시험장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 장치는, 외부로부터 공급되는 예열 공기로 인해 일정온도를 유지하는 공기 항온조(1)와; 상기 공기 항온조(1) 내부에 설치되고, 외부로부터 흡수용액(흡수제)의 흡수평형시험에 사용되는 혼합가스(이산화탄소, 황화수소, 질소)를 저장하는 저장조(Reserver)(2); 및 상기 공기 항온조(1) 내부에 설치되고, 외부로부터 상기 흡수용액을 공급받고, 상기 저장조(2)에 저장된 혼합 가스로부터 이산화탄소 및 황화수소를 공급받아 상기 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수제의 흡수반응 평형시험을 수행하는 흡수 반응조(3)를 포함한다. 상기 흡수 반응조(3)에 공급되는 혼합가스의 양(또는 농도) 및 흡수제의 양은 미리 결정된다.
상기 흡수 반응조(3) 내의 압력(P)과 온도(T)를 실시간 측정함으로써 상기 혼합 가스에 포함된 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수용액의 흡수평형 시험을 수행하는 데이터 처리기(12)와, 상기 흡수 반응조(1) 내의 다성분가스(이산화탄소와 황화수소)의 흡수상태를 분석하기 위한 가스 분석기(13)를 포함한다.
상기 가스 분석기(13)는 상기 흡수 반응조(1) 내의 이산화탄소와 황화수소가 흡수제에 흡수되는 정도를 실시간 측정한다. 예를 들면, 상기 가스 분석기(13)는, 이산화탄소와 황화수소의 농도(또는 양)를 실시간 검출하고, 상기 검출된 이산화탄소의 농도(또는 양)와 상기 흡수 반응조(1) 내에 최초 공급된 이산화탄소의 농도(또는 양)를 서로 비교함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소의 농도(또는 양)를 검출하고, 동시에 상기 검출된 황화수소의 농도(또는 양)와 상기 흡수 반응조(1) 내에 최초 공급된 황화수소의 농도(또는 양)를 서로 비교함으로써 상기 흡수제에 흡수된 황화수소의 농도(또는 양)를 검출한다. 즉, 상기 가스 분석기(13)는 상기 흡수 반응조(3)에 공급된 이산화탄소의 농도 값에서 상기 검출된 이산화탄소의 농도 값을 감산함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소의 농도를 검출할 수 있다. 또한, 상기 가스 분석기(13)는 상기 흡수 반응조(3)에 공급된 황화수소의 농도 값에서 상기 검출된 황화수소의 농도 값을 감산함으로써 상기 흡수제에 흡수된 황화수소의 농도를 검출할 수 있다.
상기 가스 분석기(13)는, 상기 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간으로 검출하거나, 상기 혼합 가스(이산화탄소 및 황화수소)가 상기 흡수제에 흡수되어 상기 흡수제가 포화 상태일 때(예를 들면, 흡수제가 이산화탄소와 황화수소를 더 이상 흡수할 수 없는 포화상태에 이를 때) 상기 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 검출할 수도 있다.
상기 흡수평형시험을 위한 모든 반응은 공기 항온조(1) 내부에서 이루어지고, 기계적인 동작이나 수동작은 공기항온조(1)의 외부에서 수행하게 함으로써 고압 및 고온상태에서 흡수평형시험이 가능하다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 방법을 도 1 내지 도2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 방법을 나타낸 흐름도 이다.
본 발명의 실시예에 따른 흡수제의 흡수평형 시험 방법은, 공기 항온조의 온도를 상승시키는 단계와; 혼합가스를 저장하는 저장조와 흡수 반응조에 질소를 공급하여 다른 반응물질이 침투하지 않도록 정제하는 단계와; 상기 저장조에 이산화탄소 및 황화 수소를 일정압력으로 충전하는 단계와; 상기 흡수 반응조에 요구된 양의 흡수용액을 채우는 단계와; 상기 공기 항온조의 온도를 시험에 적당한 온도까지 재차 상승시키는 단계와; 혼합기를 이용하여 상기 흡수 반응조 내의 흡수용액을 저어주는 단계와; 상기 저장조에 저장된 이산화탄소 및 황화수소를 상기 흡수 반응조에 미리결정된 양(또는 농도)만큼 공급하는 단계와; 상기 흡수 반응조(1) 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간 검출하는 단계와; 상기 검출된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값과 상기 흡수 반응조(1) 내에 최초 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값을 서로 비교함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소 및 황화소소의 농도(또는 양)를 검출하는 단계를 포함한다.
먼저, 상기 공기 항온조(1)의 하부에 위치한 공기 송풍기(5)에서 발생한 공기를 전기 히터(6)를 거쳐 공기 항온조(1)에 공급함으로써 공기 항온조(1)의 온도가 흡수평형시험에 적당한 온도까지 상승하도록 상기 공기 항온조(1)의 온도를 상승시킨다(S11). 예를 들면, 상기 전기 히터(6)를 거쳐 공급된 공기(예열된 공기)는 상기 공기 항온조(1)의 외벽에 부착된 공기흐름 부분 억제용 철편에 의하여 난류를 일으키면서 상기 공기 항온조(1) 내부의 온도를 일정하게 한다. 이때, 상기 공기 항온조(1)의 상단에 위치한 공기배출구(16)를 통해 공기의 배출량을 조절하고, 공기흐름을 부분적으로 억제하는 철편으로 난류를 발생하게 함으로서 짧은 시간 내에 공기 항온조(1)의 온도가 상승하도록 하고, 일정하게 유지할 수 있도록 한다.
이산화탄소를 공급하기 위한 이산화탄소 공급 밸브(8)와 황화수소를 공급하기 위한 황화수소 공급 밸브(9)를 열어 상기 공기 항온조(1) 내의 저장조(2)에 이산화탄소 및 황화수소를 저장한다. 상기 이산화탄소 및 황화수소는 각각 서브 저장조(H2S, CO2)에 저장된 후 가스 공급 조절변(throttle valve)(17)에 의해 조절되어 상기 저장조(2)에 흡수평형시험에 필요한 압력으로 충전될 수도 있다.
질소를 공급하기 위한 질소 공급 밸브(7)를 통해 질소를 상기 저장조(2)와 흡수 반응조(3)에 공급함으로써 다른 반응물질이 상기 저장조(2)와 흡수 반응조(3)에 투입되지 않도록 정제한다.
흡수제(흡수용액) 정량 펌프(11)를 가동시켜 흡수평형시험에 필요한 양의 흡수제를 상기 흡수 반응조(3)에 공급한다(S12). 이때, 상기 흡수제는 이산화탄소와 황화수소를 동시에 선택적으로 흡수하는 물질로서 외부에 설치된 용기로부터 이송될 수 있다.
상기 공기 항온조(1)와 흡수 반응조(3)의 흡수평형시험에 적당한 온도가 유지되면, 가스 및 흡수용액을 혼합하는 혼합기(마그네틱 전동기가 부착된 혼합기)(4)를 작동하여 상기 흡수 반응조(3) 내의 흡수제(흡수용액)을 저어준다.
혼합가스 공급밸브(10)를 열어 저장조(2)에 저장된 혼합가스(이산화탄소, 황화수소, 질소)를 흡수 반응조(3)에 미리결정된 농도(또는 양)만큼 공급한다(S13). 이때, 흡수평형시험 초기조건에 적당한 흡수 반응조(3)의 내부 압력(혼합가스)을 유지한다. 이때부터 흡수평형시험이 시작되어 혼합가스가 흡수제에 흡수된다. 상기 흡수 반응조(3)의 온도(T)와 압력(P)이 유지된 상태에서 혼합가스 순환펌프(14)를 작동한다. 상기 혼합가스 순환 펌프(14)를 작동시켜 혼합가스를 계속적으로 순환시키게 되면, 가스 분기변(장치)(15)는 가스 분석기(13)에서 가스 분석에 필요한 양만큼 추출하여 가스 분석기(13)에 인가하고, 상기 가스 분석기(13)는 상기 인가된 이산화탄소와 황화수소가 흡수제에 흡수되는 정도를 실시간으로 측정하고, 데이터 처리기(12)는 실시간으로 흡수 반응조(3) 내의 압력과 온도를 측정함으로써 혼합가스(이산화탄소와 황화수소)의 흡수평형시험을 수행한다.
예를 들면, 상기 가스 분석기(13)는, 이산화탄소와 황화수소의 농도(또는 양)를 실시간 검출하고(S14), 상기 검출된 이산화탄소의 농도(또는 양)와 상기 흡수 반응조(1) 내에 최초 공급된 이산화탄소의 농도(또는 양)를 서로 비교함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소의 농도(또는 양)를 검출하고, 동시에 상기 검출된 황화수소의 농도(또는 양)와 상기 흡수 반응조(1) 내에 최초 공급된 황화수소의 농도(또는 양)를 서로 비교함으로써(S15) 상기 흡수제에 흡수된 황화수소의 농도(또는 양)를 검출한다(S16). 즉, 상기 가스 분석기(13)는 상기 흡수 반응조(3)에 최초 공급된 이산화탄소의 농도 값에서 상기 검출된 이산화탄소의 농도 값을 감산함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소의 농도를 검출할 수 있다. 또한, 상기 가스 분석기(13)는 상기 흡수 반응조(3)에 공급된 황화수소의 농도 값에서 상기 검출된 황화수소의 농도 값을 감산함으로써 상기 흡수제에 흡수된 황화수소의 농도를 검출할 수 있다.
상기 가스 분석기(13)는, 상기 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간으로 검출하거나, 상기 혼합 가스(이산화탄소 및 황화수소)가 상기 흡수제에 흡수되어 상기 흡수제가 포화 상태일 때(예를 들면, 흡수제가 이산화탄소와 황화수소를 더 이상 흡수할 수 없는 포화상태에 이를 때) 상기 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 검출할 수도 있다.
잔존 물질 배출구(18)는 상기 흡수 반응조(3)에 잔존하는 물질(가스)을 배출한다. 상기 잔존 물질 배출구(18)는 상기 서브 저장조에 잔존하는 이산화탄소 및 황화수소를 배출할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡수평형 시험 장치 및 그 방법은, 화석연료(예를 들면, 석탄, 폐기물)를 가스화함으로써 발생한 합성 가스에 포함된 지구온난화가스인 이산화탄소와 가스터빈 등 장치에 부식을 야기하는 황화수소를 흡수/분리하기 위하여 사용되는 흡수제(absorbent)의 흡수정도를 시험함으로써, 이산화탄소의 배출의 감축 및 황화수소를 제거 처리할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 흡수평형 시험 장치 및 그 방법은, 공기 항온조 안에 저장조와 흡수 반응조를 설치하여 공기 항온조 하부에 설치된 전기히터를 통해 공기를 공급함으로서 흡수반응시험에 필요한 온도를 단시간 내에 조절 할 수 있고, 공기항온조의 외부에 설치된 가스공급밸브를 필요에 따라 조작함으로써, 저장조 내의 혼합가스를 흡수반응조로 어떤 고압조건에서도 용이하게 공급할 수 있고, 이로 인해 고온과 고압상태에서 이산화탄소 및 황화수소의 흡수평형시험이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 공기 항온조 2: 저장조
3: 흡수 반응조 4: 혼합기
5: 공기 송풍기 6: 전기히터
7: 질소 공급구 8: 이산화탄소 공급구
9: 황화수소 공급구 10: 혼합가스 공급밸브
11: 흡수용액 정량펌프 12: 데이터 처리기
13: 가스 분석기 14: 혼합 가스 순환 팬(Fan)
15: 가스 분기변 16: 공기 배출구
17: 가스 공급 조절변 18: 잔존 물질 배출구

Claims (3)

  1. 외부로부터 공급되는 예열 공기로 인해 일정온도를 유지하는 공기 항온조와;
    상기 공기 항온조 내부에 설치되고, 외부로부터 흡수용액의 흡수평형시험에 사용되는 혼합가스를 저장하는 저장조와;
    상기 공기 항온조 내부에 설치되고, 외부로부터 상기 흡수용액을 공급받고, 상기 저장조에 저장된 혼합 가스로부터 이산화탄소 및 황화수소를 공급받아 상기 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수제의 흡수반응 평형시험을 수행하는 흡수 반응조와;
    상기 흡수 반응조 내의 압력과 온도를 실시간 측정함으로써 상기 혼합 가스에 포함된 이산화탄소 및 황화수소를 흡수하는 흡수용액의 흡수평형 시험을 수행하는 데이터 처리기와;
    상기 흡수 반응조 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간 검출하고, 상기 검출된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값과 상기 흡수 반응조 내에 최초 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값을 서로 비교함으로써 상기 이산화탄소와 황화수소가 상기 흡수용액에 흡수되는 정도를 실시간 측정하는 가스 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수제의 흡수평형 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 항온조와 흡수 반응조의 흡수평형시험에 요구된 온도가 유지되면, 상기 혼합 가스 및 상기 흡수용액을 혼합하는 혼합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수제의 흡수평형 시험 장치.
  3. 공기 항온조의 온도를 상승시키는 단계와;
    혼합가스를 저장하는 저장조와 흡수 반응조에 질소를 공급하여 다른 반응물질이 침투하지 않도록 정제하는 단계와;
    상기 저장조에 이산화탄소 및 황화 수소를 일정압력으로 충전하는 단계와;
    상기 흡수 반응조에 요구된 양의 흡수용액을 채우는 단계와;
    상기 공기 항온조의 온도를 시험에 적당한 온도까지 재차 상승시키는 단계와;
    혼합기를 이용하여 상기 흡수 반응조 내의 흡수용액을 저어주는 단계와;
    상기 저장조로부터 이산화탄소 및 황화수소가 상기 흡수 반응조로 공급되는 단계와;
    상기 저장조에 저장된 이산화탄소 및 황화수소를 상기 흡수 반응조에 미리결정된 농도만큼 공급하는 단계와;
    상기 흡수 반응조 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도를 실시간 검출하는 단계와;
    상기 검출된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값과 상기 흡수 반응조 내에 공급된 이산화탄소 및 황화수소의 농도 값을 서로 비교함으로써 상기 흡수제에 흡수된 이산화탄소 및 황화소소의 농도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수제의 흡수평형 시험 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015105245A1 (ko) * 2014-01-09 2015-07-16 한국산업기술시험원 이산화탄소 포집제 성능평가장치
KR20150112080A (ko) 2014-03-26 2015-10-07 김창영 황화합물 검출부를 포함하는 안전용품
KR20190004195A (ko) * 2017-07-03 2019-01-11 한국에너지기술연구원 Tg/dsc를 이용한 이산화탄소 액상 흡수제의 재생에너지 산출 방법과 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1320743E (pt) * 2000-09-25 2010-07-26 Otsuka Pharma Co Ltd MéTODO DE ANáLISE DA RESPIRAÆO HUMANA ATRAVéS DE UM NALISADOR DE GáS ISOTËPICO
JP4937455B2 (ja) 2001-01-31 2012-05-23 株式会社堀場製作所 Ｐｆｃ除害装置の状態モニタ
KR100888739B1 (ko) * 2007-06-08 2009-03-17 한국에너지기술연구원 연소가스로부터 이산화탄소 제거를 위한 흡수용액의흡수평형 시험방법 및 그 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015105245A1 (ko) * 2014-01-09 2015-07-16 한국산업기술시험원 이산화탄소 포집제 성능평가장치
KR20150112080A (ko) 2014-03-26 2015-10-07 김창영 황화합물 검출부를 포함하는 안전용품
KR20190004195A (ko) * 2017-07-03 2019-01-11 한국에너지기술연구원 Tg/dsc를 이용한 이산화탄소 액상 흡수제의 재생에너지 산출 방법과 장치

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