이산화탄소 포집 후 대기와의 격리를 위하여 주로 지하에 매장한다.

탄소 포집은 연소 후 포집 기술(post-combustion technology)과 연소 전 포집 기술(pre-combustion technology)로 분류할 수 있다.

주로, 산업공정에서 부산물로 다량발생하는 이산화탄소는 지구 온난화및 기후변화의 주범으로 그 포집및 제거등이 다양하게 연구되어지고 있다.

이산화 탄소의 연소 후 포집 기술에는

1. 아민계 화합물을 이용한 포집

2. 암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집

3. 탄산칼륨을 이용한 포집

4. 유동층 건식 흡수 공정을 이용한 포집

5. 막 분리 기술

6. 화학 흡수제를 사용하는 공정

등이 활발하게 연구개발이 되어지고 잇다.

집주위 청소처럼 평소에 신경을 쓰면 깨끗해질 기회가 있으나, 방치를 하면 환경은 금방 나빠진다.

연소 후 포집 기술

연소 후 배기가스에 포함된 이산화탄소를 포집하는 기술은 기존 발생원에 적용하기 가장 용이한 기술로 흡수제 성능 향상과 공정 개발 등에 초점이 맞추어져 개발되고 있다. 이산화탄소 포집 공정은 이미 요소비료 생산, 자동 용접, 탄산음료 등에 필요한 이산화탄소를 공급하기 위하여 아민계 흡수 공정과 제올라이트 분자체나 활성탄을 사용하는 흡착 공정(PSA)이 상용화되어 가동되고 있다.

가장 많이 상용화된 아민계 흡수 공정을 화력발전소 배기가스에서 이산화탄소를 포집하는 데 적용하면, 이산화탄소 1톤을 포집, 저장하는 비용이 50달러 이상 소요되어 전력 생산 단가가 60~70% 증가한다. 저비용 이산화탄소 포집 기술을 개발하기 위하여 신형 아민, 암모니아수, 탄산염 등을 사용하는 액상 흡수 공정, 고체 탄산염을 사용하는 유동층 건식 흡수 공정, 막분리 공정 등이 연구되고 있다.

아민계 포집 공정

아민계 포집 공정은 습식 흡수 기술의 대표적인 공정으로 석유화학 공정 중 개질 공정에서 적용된 바 있는 기술적 신뢰성이 확보된 기술이다. 그러나, 다양한 오염물이 포함된 연소 배출가스에 적용하기 위해서는 흡수제 성능 및 공정 개선이 필요한 분리 기술이다.

습식 흡수 기술은 흡수제의 특성에 따라 화학 및 물리 흡수 공정으로 구분되는데, 전자는 이산화탄소와 흡수제 간의 화학적 결합에 의하여 분리되는 공정이고, 후자는 이산화탄소의 분압과 관련된 물리적 결합에 의한 것이다.

암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집 공정

암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집 공정은 탄산암모늄이 이산화탄소와 물과 반응하여 중탄산암모늄이 되는 반응이 주반응으로 반응열이 적으며, 아민계 공정에 비하여 수분 증발열(heat of stripping)이 없다.

암모니아수 가격이 다른 흡수액에 비해 저렴하며, 배기가스에 포함된 SOx, NOx에 영향을 거의 받지 않는다는 장점을 가지고 있다. 그러나 암모니아의 증기압이 높아서 배출가스와 함께 배출되는 암모니아 유출 문제 해결과 발전소 탈황 설비(FGD) 후단에서 나오는 배기가스를 냉각해야 하는 단점을 가지고 있다.

탄산칼륨을 이용한 포집 공정

탄산칼륨을 이용한 포집 공정은 등온 흡수탑과 탄산칼륨 수용액을 이용하는 것으로 벤슨(Benson)에 의해 처음 개발되었다. 이 공정은 MEA 화학 흡수 공정에 비해 두 탑을 등온에서 운전하므로 빠른 순환 속도를 가질 수 있고 흡수제가 열화되는 현상이 낮기 때문에 효율적인 이산화탄소 흡수 공정으로 평가되고 있다.

이러한 1세대 공정들은 공통적으로 고농도 이산화탄소와 황화수소를 처리할 수 있으나 발전소 등의 대량 배출원에 바로 적용하기에는 처리 가스의 압력 조건이 높다는 단점이 있다.

유동층 건식 흡수 공정

유동층 건식 흡수 공정은 습식 흡수제 대신 고체 입자가 이산화탄소를 흡수하고, 조건 변화에 따라 다시 이산화탄소를 배출하여 원래의 고체 화합물로 재생되는 시스템이다.

폐수가 발생되지 않고 부식 문제가 적으며, 재생 공정에서의 높은 에너지 소모의 문제점을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 상업적 기술로 정립되지 않은 상태이지만, 포집 비용을 줄일 수 있는 혁신 기술로 인식되고 있다.

국내에서도 건식 흡수제를 이용한 포집 공정 연구를 수행하고 있다.

막 분리 기술

막 분리 기술은 배기가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 투과시키는 분리막을 이용하여 이산화탄소를 선별적으로 분리하는 기술이다.

효율적인 포집 시스템 구축을 위해 가장 중요한 기술인 분리막 소재의 투과성, 분리막 유효층의 박막화를 통한 단위 모듈의 처리 용량 증대, 막분리 시스템의 최적화를 위해 각국에서 경쟁적인 기술 개발이 이루어지고 있다. 막분리 시스템은 아직 상업화되지는 못했지만, 전 세계적으로 다수의 연구 개발이 진행 중에 있다.

연소전 포집기술

연소전 기술은 석탄의 가스화 또는 천연가스의 개질반응(reforming)으로 합성가스(주로 CO, CO2, H2)를 생산한 후, 일산화탄소는 수성가스 전이반응(water gas shiftreaction)을 통해 수소와 이산화탄소로 전환하여 이산화탄소를 포집하는 동시에 수소를 생산하는 것으로 정의된다.

연소전 기술은 주로 SOx, NOx, 분진 등 오염 물질과 더불어 지구온난화 물질을 원천적으로 제거한 오염 무배출 발전 기술이다. 석탄가스 복합 발전에 적용 가능한 연소전 이산화탄소 포집 기술은 고농도의 이산화탄소를 고압(20~60 atm)에서 포집하고 저압에서 회수하기 때문에 이산화탄소 분리 시 에너지 소비가 낮아 이산화탄소 분리 비용을 크게 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다.

화학 흡수제를 사용하는 공정

화학 흡수제를 사용하는 공정은 초기 투자비가 저렴하고 재생후 고압을 유지하여 이산화탄소 저장에 유리하다는 장점은 있으나 흡수제의 재생 공정에 많은 증기열을 사용해야 하는 단점이 있다. 연소전 흡수 조건인 고압에서 훨씬 효과적이며 흡수제의 재생 공정도 보다 적은 에너지가 소요되는 장점을 가진다.

그러나, 높은 장치 투자비와 기존 상용 공정에 사용되는 화학 및 물리 흡수제 등을 사용하기 위해 온도를 다시 낮춰야 한다는 단점을 가진다.

[네이버 지식백과] 탄소포집 [carbon capture] (해양학백과) 

저는 생각합니다.

지구상에 가장 많은 이산화탄소 포집장비는 식물과 나무입니다.

나무는 CO₂를 채집하여 나뭇잎과 줄기를 만들고 O₂를 배출합니다. 나무성체는 탄소덩어리며 가장 친환경적인 CO₂포집물의 결과입니다.

식물은 지구상의 태양과 빛 그리고 물만 있으면 광합성을 할 준비가 되어있습니다.

자연계에서는 속도가 느려서 소량단위에서는 효율이 크지 않다고 합니다만. ..

광합성 속도를 100 배정도 빠르게 하는 식물이나 엽록체를 개발한다면,자연스레 탄소포집문젠 해결되지않을까요..

아니면 나무나 풀이 넘쳐나도록 환경을 조성을 한다면..,
(예. 민물을 대량 양산을 하여, 사막이나 가능한 지역에 흐르게 하거나, 인공강우를 자주 발생시키는 ..)