혼합물이 이산화탄소 이송공정에 미치는 영향의 실험적 평가를 위한 Long-Pipe 이송공정 모의실험장치 설계 및 예비실험

Abstract

지구온난화 및 그에 따른 이상기후현상이 전세계적인 문제도 떠오르고 있는 가운데, 2005년기 준 우리나라의 이산화탄소 배출량은 약 6.1억톤, 배출량 증가율은 경제협력개발기국 국가들 중 1위이며, 2012년 이후의 포스트 교토체제하에서는 우리나라 또한 이산화탄소 의무감축국으로 지 정될 가능성이 높은 것으로 예상되고 있다. 세계 각국은 지구 온난화 속도를 늦추기 위하여 신 재생에너지, 수소에너지, 에너지효율 향상 등의 다양한 기술 개발에 투자하고 있으며, 이들 기 술과 함께 온난화가스인 이산화탄소를 포집하여 압축, 수송한 후 안전한 해저지질구조에 격리, 장기간 저장하는 이산화탄소 해양지중저장기술이 기후변화대응 기술로써 각국의 주목을 받고 있 다. 이산화탄소 해양지중저장처리를 위한 공정설계를 하기 위해서는 포집된 이산화탄소의 상태 량을 정확히 예측하는 것과 이송될 때의 열수력 거동을 예측하는 것이 안전성 향상과 초기투자 비용 저감 및 운용경제성 향상에 필수적이다. 포집된 이산화탄소에는 일산화탄소, 수소, 아르 곤, 질소, 수분 등의 불순물이 포함되어 있으며 이들 불순물은 파이프 내부 유동에 영향을 미치 며 환경에 따라서는 액체와 기체로 나뉘는 이상유동을 유발시킬 것으로 예상된다. 이러한 영향 을 예측하기 위해서는 전산모사 또는 실험을 통한 데이터의 확보가 필요하다. 본 연구에서는 포 집된 CO2가 수송될 때, 불순물 조성에 따른 열수력 거동을 모사할 수 있는 Long-Pipe 실험장치 를 설계 및 제작하였다. 본 Long-Pipe 실험장치는 CO2 가압부, 액화부, 혼합부, 시험부, 등으 로 나뉘며 Long-Pipe 시험부에서는 작동유체인 CO2 혼합물이 정상 및 비정상상태 이송공정