CO2 pipeline에서의 감압현상에 대한 실험적 연구

Abstract

온실가스 감축에 대응하기 위한 기술 중 하나로써 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술이 전세계에서 주목을 받 고 있있으며 각국은 CCS 기술개발을 진행 중이며 향후 CCS 기술은 지구온난화 방지 및 배출가스 저감에 있어 핵 심적인 역할을 할 것으로 예상된다. CCS 공정 중에서 포집공정을 거친 이산화탄소에는 불가피하게 불순물이 포함 되어 있으며 이러한 불순물은 CCS의 포집, 수송, 저장 공정에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 포집된 CO2를 수송하는 이송공정에 있어 불순물의 조성이 CO2 혼합물의 열수력 거동에 미치는 영향을 모사하고자 Long-Pipe 실 험장치를 설계·제작하여 실험을 수행하여 분석하였다. 불순물이 CCS 전공정에 미치는 영향으로는 CO2 순도에 따 라 포집·정제공정에서는 비용을 상승시키고 효율을 저하시키며 지중저장에 있어서는 저류지층내의 물리적, 지구 화학적 거동에 영향을 미치게 된다. 이를 고려할 때, 이러한 CO2 혼합물 내에 포함된 불순물의 영향에 대한 연구 는 필수적이다. 특히 CO2를 대규모 장거리 수송할 경우 불순물의 조성에 따라 설비의 부식, 이상유동 발생, 하이 드레이트 생성에 따는 이송관 폐색 등과 같은 문제가 생길 수 있으며 이를 예측하는 것이 매우 중요하다. 이러한 거동을 예측하기 위해서는 불순물 포함 CO2 혼합물 유동을 모델링으로 예측하거나 실험으로 데이터를 확보하여 분 석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 불순물이 포함된 CO2 혼합물의 불순물 조성 변화 및 외부환경 변화에 따 른 열수력 거동을 모사할 수 있는 실험장치를 설계 및 제작하고 이를 바탕으로 실험하였다. 실험장치는 가압부, 액화부, 혼합부, 시험부로 구성되었다. Long-Pipe 시된다. CCS 공정 중에서 포집공정을 거친 이산화탄소에는 불가피하게 불순물이 포함 되어 있으며 이러한 불순물은 CCS의 포집, 수송, 저장 공정에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 포집된 CO2를 수송하는 이송공정에 있어 불순물의 조성이 CO2 혼합물의 열수력 거동에 미치는 영향을 모사하고자 Long-Pipe 실 험장치를 설계·제작하여 실험을 수행하여 분석하였다. 불순물이 CCS 전공정에 미치는 영향으로는 CO2 순도에 따 라 포집·정제공정에서는 비용을 상승시키고 효율을 저하시키며 지중저장에 있어서는 저류지층내의 물리적, 지구 화학적 거동에 영향을 미치게 된다. 이를 고려할 때, 이러한