한국가스학회지 (Journal of the Korean Institute of Gas)

  • 제27권2호
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  • Pages.25-31
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  • 2023
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  • 1226-8402(pISSN)
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  • 2713-6922(eISSN)
한국가스학회 (The Korean Institute of GAS)
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매립지가스의 메탄 비율 증가를 위한 이산화탄소 포집 연구

A Study to Increase Methane Ratio of Landfill Gas by Capturing Carbon Dioxide

  • 김바다 (인하대학교 건설기계공학과) ;
  • 박정현 (인하대학교 기계공학과) ;
  • 최성운 (인하대학교 건설기계공학과) ;
  • 안영철 (인하대학교 건설기계공학과) ;
  • 이대엽 (인하대학교 건설기계공학과/기계공학과)
  • Bada Kim (Dept. of Construction Machinery Engineering, Inha University) ;
  • Junghyun Park (Dept. of Construction Machinery Engineering, Inha University) ;
  • Sungwoon Choi (Dept. of Mechanical Engineering, Inha University) ;
  • Youngchul An (Dept. of Mechanical Engineering, Inha University) ;
  • Daeyup Lee (Dept. of Mechanical Engineering, Inha University)
  • 투고 : 2023.03.07
  • 심사 : 2023.04.25
  • 발행 : 2023.06.30
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초록

화학적 CO2 흡수 공정에 많이 사용되는 모노에탄올아민(MEA)을 사용하여 매립지가스(LFG)에서 이산화탄소(CO2)를 포집하여 매립지가스를 이용한 발전용 엔진의 열효율을 증가시키고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. LFG를 에너지원으로 사용하는 것은 온실가스 배출량을 줄이는 수단이 될 수 있기 때문에 MEA를 이용하여 LFG 중의 CO2를 줄이고 CH4의 농도를 높여 발전 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 본 연구에서는 MEA 용액에서 CO2와 CH4의 용해도를 측정하고 다양한 조건에서 용해도를 높이고 용해 특성을 분석하기 위해 실험을 수행했다. 그 결과 반응 가스에 대한 MEA의 비율이 증가함에 따라 CO2 흡수율이 증가하는 것으로 나타났다. CO2 용해도를 최대화하기 위한 최적의 MEA 농도가 있으며, 이 농도 이상으로 농도를 높여도 용해도가 크게 향상되지 않았다. 본 연구는 온실가스 배출량을 줄이면서 LFG에서 CO2를 포집하고 CH4의 농도를 높여 보다 실용적인 연료를 개발할 수 있는 기반 연구를 수행했다.

The purpose of this study is to increase the thermal efficiency of a landfill gas (LFG) power generation engine by capturing carbon dioxide (CO2) from landfill gas (LFG) using monoethanolamine (MEA), which is widely used in the chemical CO2 absorption process. Since the use of LFG as an energy source can be a means of reducing greenhouse gas emissions, MEA can be used to reduce CO2 in LFG and increase the concentration of CH4 to improve the efficiency of power generation. In this study, experiments were conducted to measure the solubility of CO2 and CH4 in MEA solution, increase the solubility under different conditions, and analyse the dissolution characteristics. It was found that the CO2 absorption rate increased as the ratio of MEA to reaction gas increased. There is an optimum MEA concentration to maximise CO2 solubility, and even if the concentration is increased above this concentration, the solubility does not improve significantly. This study provided fundamental work to develop a more practical fuel by capturing CO2 from LFG and increasing the concentration of CH4 while reducing greenhouse gas emissions.

키워드

과제정보

본 연구는 2023년도 중소벤처기업부의 중소기업 기술개발지원사업과 산업통상자원부의 스마트건설기계 인력양성사업(P0012769)의 지원을 받아 수행되었으며 지원에 감사를 드립니다.

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