○ CO2 포집수송저장(CCS) 공정은 다양한 포집기술(연소 후, IGCC/IGFC 등 연소 전, 순산소연소 등)과 포집-조절-압축-수송 및 저장의 복합공정에서 아주 넓은 온도(-50~1350℃), 압력(0.5~500kg/㎠) 범위와 여러 불순물(N2, O2, CH4, CO, SOx, H2S, COS, NOx, NH3, Ar 등)을 포함하는 복잡한 유체거동이므로 여러 매개변수를 적용한 열역학상태방정식(EOS)의 이론적 전산모사와 많은 유용한 실험데이터가 필요하다.
○ 압축-수송-저장의 온도, 압력 변화로 CO2는 액상 외에 기상이나 초임계의 유체거동이 될 수 있으므로 기액평형(VLE)과 임계점계산을 위한 EOS는 정확도, 신뢰도와 일관성이 있어야 하며, 특히 CO2 배관수송공정은 혼합물의 조성, 운전압력과 온도, 밀도, 수송량, 압력손실, 부식 그리고 압력, 온도변화를 예측하고 대응할 수 있어야 한다.
○ 본문은 CCS의 농후 CO2 혼합물의 VLE과 PVTxy 특성을 7가지 EOS의 열역학모델(PR, PT, RK, SRK, 3T1T, PR-Peneloux, SRK-Peneloux)로 계산한 값과 유용한 실험데이터를 비교하고, 실제 설계운전조건과도 비교해서 상당한 차이와 신뢰성이 없음을 밝히고 CCS용 표준 EOS 개발의 필요성을 제시하고 있다.
- 다양한 CCS의 급격한 연구개발로 CO2 혼합물의 열역학특성을 예측하기 위한 이론적 전사모사연구가 큰 관심이 되고 있으나, 다양한 처리기술과 서로 다른 공정특성에 따른 불순물과 조성의 차이로 정확도와 신뢰성에 차이가 많으므로 새로운 도구의 개발이 필요하다.
○ 우리나라는 해양연구원 등에서 2005년부터 해양지중저장을 위한 연구를 시작하여 2010년에 150만 톤/년 규모의 CO2를 대상으로 공정설계(압축, 탈수, 정제, 배관수송, 저장에 대한 P&ID, Pilot plan, data sheet 등)를 완료했으며, 2015년까지 1만 톤급의 실증운전과 300만 톤/년 규모의 실증운전도 2020년까지 완료하고 수출을 계획하고 있으므로 CCS 공정설계의 전문기술인력 양성이 시급하다.
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