[화학공학] 이산화탄소흡수(Gas Absorption Column)

1. 이산화탄소 흡수의 원리

이산화탄소 흡수는 특정 흡수제와 가스가 접촉하여 이산화탄소를 선택적으로 제거하는 과정이다. 이 원리는 주로 화학적 또는 물리적 흡수에 의존하며, 흡수제와 기체 사이의 상호작용에 따라 달라진다. 물리적 흡수는 이산화탄소와 흡수제 사이의 반데르발스 힘에 의해 일어나며, 낮은 온도와 높은 압력에서 효과적이다. 반면에 화학적 흡수는 이산화탄소와 흡수제 사이의 화학반응에 의존하며, 주로 알카리성 용액이나 아민계 용액이 사용된다. 예를 들어, 2xxx년 글로벌 이산화탄소 감축 프로젝트에서 아민 계 흡수제의 활용률이 85% 이상이었으며, 이산화탄소의 함량이 20%인 배기가스에서 흡수 효율을 90% 이상까지 높일 수 있었다. 이산화탄소 분자가 흡수제 표면에 닿으면, 화학적 또는 물리적 힘에 의해 흡수액에 용해된다. 특히 화학적 흡수는 반응 속도가 빠르고 높은 선택성을 보여주기 때문에 산업적 용도에 적합하다. 이러한 과정에서 흡수제는 이산화탄소와 결합하거나, 온도와 압력을 조절하여 이산화탄소를 포집한 후 다시 방출하는 재생 과정을 거친다. 흡수 속도는 대체로 표면적과 온도, 압력에 의해 결정되며, 표면적 증가…