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해수의 간접탄산화를 이용한 고순도 배터라이트형 및 칼사이트형 탄산칼슘의 제조방법

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dc.contributor.advisor 김명진 -
dc.contributor.author 전준혁 -
dc.date.accessioned 2020-07-20T11:45:44Z -
dc.date.available 2020-07-20T11:45:44Z -
dc.date.issued 2019 -
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/12323 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/common/orgView/200000219856 -
dc.description.abstract 간접탄산화는 대표적인 이산화탄소 포집 저장 및 활용 기술이다. 간접탄산화 기술 중 화학 용제의 비용이 기술비용의 대부분을 차지하므로 기술의 경제성을 확보하기 어려웠다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 간접탄산화에서 값비싼 화학용제 대신에 저비용 혹은 무상의 해수를 반응의 용제로 사용하였다. 본 연구에서는 알칼리 산업부산물인 시멘트 킬른 더스트(CKD)와 해수를 사용하였다. 해수를 사용하여도 기존의 간접탄산화 기술에 사용되어 왔던 용제들과 비교하여 많은양의 이산화탄소를 저장할 수 있었고, 고순도의 탄산칼슘을 생성할 수 있었다. CKD로부터 칼슘을 용출하는 해수의 성분은 마그네슘으로 나타났다. CKD와 해수의 고액비는 칼슘 용출 효율에 가장 큰 영향을 미치는 인자였으며, 이산화탄소 유량과 NaOH 첨가량은 탄산화 효율에 가장 큰 영향을 미쳤다. 생성된 탄산칼슘은 calcite와 vaterite 였으며, 최대 99.4%의 순도를 나타내었다. 이산화탄소 저장량과 탄산칼슘 생성량은 각각 185kg-CO2/ton-CKD, 419kg-CaCO3/ton-CKD 로 나타났다. 해수에 마그네슘을 첨가한다면 이 값들은 최대 271kg-CO2/ton-CKD, 615kg-CaCO3/ton-CKD로 크게 증가하였다. 간접탄산화 반응을 통해 생성되는 침강성 탄산칼슘의 한 종류인 vaterite형 탄산칼슘은 높은 용해도 등의 특성 때문에 다른 형태의 탄산칼슘 보다 더 다양한 용도에 사용이 가능하다. 기존 간접탄산화 반응의 용제들과 비교하여 해수는 vaterite형 탄산칼슘 생성에 매우 유리하였고, 생성되는 탄산칼슘의 입자크기 또한 작게 나타났다. 해수와 다양한 원료를 간접탄산화 반응에 사용하였을 때, 원료에 관계 없이 모두 높은 함량의 vaterite를 생성할 수 있었다. 하지만 해수를 이용한 탄산화반응 시 교반 임펠러의 크기, 교반속도의 조건이 만족되어야 100% vaterite형 탄산칼슘을 생성할 수 있었다. -
dc.description.tableofcontents Chapter 1. Introduction 1 1.1 Introduction 1 Chapter 2. Indirect mineral carbonation using seawater and alkali industrial by-products 6 2.1 Materials and Methods 6 2.1.1 Materials and analysis 6 2.1.2 Methods 6 2.1.2.1 Calcium elution reaction 6 2.1.2.1.1 Calcium elution from CKD using seawater 6 2.1.2.1.2 Component of seawater that elutes calcium from CKD 7 2.1.2.1.3 Calcium elution using magnesium-added seawater 8 2.1.2.1.4 The optimal S/L ratio of CKD and seawater 8 2.1.2.1.5 The optimal reaction temperature and time 9 2.1.2.2 Carbonation reaction 9 2.1.2.2.1 Optimum CO2 flow rate 10 2.1.2.2.2 Optimum alkali addition amounts 11 2.1.2.2.3 Optimum reaction temperature 11 2.1.2.2.4 Analysis of calcium carbonate and calculation of CO2 storage amount 11 2.2 Results and Discussion 12 2.2.1 Analysis of CKD and seawater 12 2.2.2 Calcium elution reaction 13 2.2.2.1 Calcium elution from CKD using seawater 13 2.2.2.2 Components of seawater that elutes calcium from CKD 15 2.2.2.3 Ca elution using seawater with added Mg 17 2.2.2.4 The optimum conditions of the Ca elution reaction 18 2.2.2.5 Carbonation reaction 20 2.2.2.6 Properties of the produced CaCO3 21 2.2.2.7 CO2 storage amounts and CaCO3 yield 27 2.3 Conclusions 28 Chapter 3. Method of vaterite type calcium carbonate production using seawater and alkali industrial by-products 30 3.1 Materials and Methods 30 3.1.1 Materials and analysis 30 3.1.2 Methods 31 3.1.2.1 Calcium elution reaction using seawater 31 3.1.2.2 Vaterite formation via carbonation reaction 32 3.1.2.2.1 Effects of seawater on vaterite formation 32 3.1.2.2.2 Eddrcts of seawater type and raw material on vaterite formation 33 3.1.2.2.3 Influence of carbonation reaction conditions on vaterite formation 33 3.2 Results and Discussion 33 3.2.1 Analysis of industiral by-products and seawater 33 3.2.2 Calcium elution reaction using seawater 34 3.2.3 Vaterite formation via carbonation reaction 37 3.2.3.1 Effects of seawater on vaterite formation 37 3.2.3.2 Effects of seawater type and raw material on vaterite formation 41 3.2.3.3 Influence of carbonation reaction conditions on vaterite formation 45 3.3 Conclusions 47 Chapter 4. Compregensive conclusion 47 Reference 49 Acknowledgements 56 -
dc.format.extent 66 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 -
dc.rights 한국해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. -
dc.title 해수의 간접탄산화를 이용한 고순도 배터라이트형 및 칼사이트형 탄산칼슘의 제조방법 -
dc.type Dissertation -
dc.date.awarded 2019-08 -
dc.contributor.alternativeName Junhyeok Jeon -
dc.contributor.department 해양과학기술전문대학원 해양과학기술융합학과 -
dc.contributor.affiliation 한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 -
dc.description.degree Master -
dc.identifier.bibliographicCitation 전준혁. (2019). 해수의 간접탄산화를 이용한 고순도 배터라이트형 및 칼사이트형 탄산칼슘의 제조방법. , (), -. -
dc.subject.keyword 해수, 간접탄산화, 산업부산물, 마그네슘, 배터라이트 -
dc.title.translated ethod for producing high purity vaterite and calcite calcium carbonate using indirect carbonation of seawater -
dc.contributor.specialty 해양환경 -
dc.identifier.holdings 000000001979▲200000001277▲200000219856▲ -
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수중잠수과학기술전공 > Thesis
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