Korean Chem. Eng. Res.,
CO2 제거용 흡착제 Sodium Glycinate의 물성측정과 추산
박소진†·장경룡*·박인환**
충남대학교공과대학바이오응용화학부
305-764 대전시유성구궁동 220
*한전전력연구원발전연구실환경그룹
305-380 대전시유성구문지동 103-16
**한국화학연구원화학소재연구단
305-600 대전시유성구장동 100 (2006년 3월 15일접수, 2006년 5월 23일채택)
Determination and Calculation of Physical Properties for Sodium Glycinate as a CO2 Absorbent
So-Jin Park†, Kyung-Ryong Jang* and In Hwan Park**
School of Applied Chemistry and Biological Engineering, Chungnam National University, 220, Gung-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea
*Power Generation Research Lab., Korea Electric Power Research Institute, 103-16, Munji-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-380, Korea
**Advanced Material Division, Korea Research Institute of Chemical Technology, 100, Jang-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-600, Korea (Received 15 March 2006; accepted 23 May 2006)
요 약
화력발전소에서배출되는배연가스에서의 CO2가스흡수를목적으로 sodium glycinate계흡수제를개발하기위하여
sodium glycinate의순수및수용액의물성인용해도, 증기압과비점, 열전도및증발잠열을측정또는추산하였다. 용 매인 H2O 25 g에대한 sodium glycinate의온도별용해도는 y = 0.3471x + 20.993의 1차함수관계로증가하였다. Sodium glycinate 10 wt％, 20 wt％, 30 wt％, 40 wt％, 50 wt％, 60 wt％수용액의증기압과비점을측정하고, Antoine 상수를구 하였으며 Clausius- Clapeyron 식을이용하여증기압측정값으로증발잠열을구하였다. Sodium glycinate 분체의열전 도도측정은분체를 disk판으로성형한후, 고체열전도도측정장치로측정하였으며그값은 1.0933 kcal/m·hr·oC 이었다.
Abstract −Aqueous solution of sodium glycinate was checked as a suitable CO2 absorbent from the flu gas in the ther- mal power plant. For this purpose, solubility, vapor pressure, latent heat of vaporization and thermal conductivity were determined for pure and aqueous solution of sodium glycinate. The solubility of sodium glycinate in the solvent, 25 g of H2O, was increased with increasing the temperature and their relation was represented as a first order equation of y = 0.3471x + 20.993. The vapor pressure for 10 wt％ to 60 wt％ of aqueous sodium glycinate solution were deter- mined and the latent heat of vaporization of each aqueous solution was calculated from measured vapor pressure using Clausius-Clapeyron equation. Besides, thermal conductivity of sodium glycinate powder was also determined and it was 1.0933 kcal/m·hr·oC.
Key words: Sodium Glycinate, CO2 Absorbent, Solubility, Vapor Pressure, Latent Heat of Vaporization, Thermal Conductivity
1. 서 론
화석연료의사용에따른온실가스의대기중농도증가는다양한 형태의기후변화와대기오염을야기하여왔다. 따라서이러한피해 를최소화하고자할목적으로 1992년리우유엔환경개발회의에서 기후변화협약이채택되었고, 우리나라도 1993년 47번째로가입하였 다. 협약의구체적인합의사항인교토의정서에의하면, 대표적온 실가스를 CO2, CH4, N2O, CFC 등으로규정하였으며, 우리나라의
경우 CO2의 GWP(global warming potential)는약 87％로두번째 로큰비중을차지하는 CH4의 11％정도에비하여상당히높다. 따 라서우리나라에서배출되는온실가스의대부분은 CO2라고할수 있으며, CO2의배출량을줄이는것이온실가스의감축측면에서가 장효율적이라할수있다[1, 2].
더욱이우리의경우화석연료의에너지의존도가매우높고, CO2
는연소과정에서필연적으로생성되므로, 산업활동을위축시키지 않고 CO2를연소배가스공정에서회수하는공정을개발할필요가 있다. CO2를분리회수하는기술로서는심냉법, 흡수법, 흡착법, 막
분리법및 Hybrid법등이있으며, 이중에서심냉법은과다한에너
†To whom correspondence should be addressed.
E-mail: [email protected]
지소비로인해흡수법및흡착법에비하여경제성이취약하고, 흡 수나흡착법은흡수제나흡착제가공정의중요한역할을하게되므 로우수한흡수또는흡착제의개발이필수적이다[3-5].
국내화력발전소에서배출되는배연가스에서의 CO2가스흡수제 로는주로알카놀아민류가사용이되나, 이들이고가인점에비추
어, 이를대체할흡수제의연구가진행되고있다. 최근, sodium
glycinate 수용액이알카놀아민류를대체할흡수제로연구되고있
으나 DDB(dortmund data bank) 검색결과보고된순수및혼합물
성은거의전무하다[6].
따라서본연구에서는 sodium glycinate계흡수제개발의선행물 성연구로써, sodium glycinate의 H2O에서의용해도와함께 sodium glycinate 수용액조성에 따른비점, 증기압, 증발잠열과 sodium
glycinate 고체시편의열전도도등새로운물성을제시하였다.
2. 이론적 고찰
Sodium glycinate의용해도, 증기압, 증발잠열및열전도도측정 에있어, 용해도는온도별로포화용해도를측정하였으며, Maxwell-
Boltzmann 에너지분포의결과에따라액상의온도가증가하면증기
압이급격히증가하므로, 온도에따른증기압의변화를측정하였다.
액상물질의증기압과온도와의관계는여러경험식으로나타낼 수있으며, 본실험에서는 Clapeyron 식의변형인 (1)식의 Antoine
식을이용하였다.
(1) Psat은포화증기압이며, A, B, C는 Antoine 상수, t는온도이다. 증 발잠열은 Calorimetry나 DSC(differential scanning calorimeter) 또 는 DTA(differential thermal analysis)등으로측정할수있으나, 이러 한열분석기는미량의시료만을사용하기때문에실제물성과는 다른값을나타낼수있다. Zhang과 Jiang[7]은 T-history 법을제 안하여간단하게잠열및비열을측정하는방법을제시하였으나,
이는물리적으로타당치못한가정을도입함으로잠열측정에는한 계가있다. 따라서본고에서는 Clausius-Clapeyron 식을이용하여,
보다쉽고정확하게측정된증기압데이터로부터증발잠열을계 산하는방법을택했다. 즉기체의몰당 Gibbs 에너지(Gv)와액체의 몰당 Gibbs 에너지(Gl)는기상(v)과액상(l)의두상이공존하는평 형상태에서같으므로 (2)식과같다.
(2)
기상과액상의 2 상계(two phase system)에서온도가변화하면 압력도따라서변하며, 이러한변화과정에서 Gibbs 에너지의미분 식은 dGv=dGl와같으며, dG−VdP−SdT 이므로, 각상에대한두식 을연립하면
(3) S는엔트로피, T는절대온도, V는몰부피이다. 또한, α, β상사이 에서상전이시의잠열∆Hαβ은일정온도, 압력에서엔탈피의적분 값으로써 (4)식과같다.
(4)
따라서기체와액체사이의증발잠열로표기한 Clapeyron 식은
(5)식과같다.
(5)
실질적으로온도의함수로써액상의몰부피데이터는많지않으
므로, Clapeyron 식의응용은제한적이되고, 따라서액체의몰부피
를무시하고, 이상기체식을이용하여수정한 Clausius-Clapeyron
(6)식을이용하면증발잠열을계산할수있다.
(6)
여기서 R은기체상수이다. 한편, 열전달(heat transfer)이란온도
구배에의해기인한 material body 사이에서발생되는에너지의전
달을예측하는것으로써, 연속된고체물체사이의열전달을나타내 는 (7)식의 Fourier 법칙에의해열전도도값을측정할수있다.
(7)
여기서 E는등온표면의면적, x는전달길이(두께), q는열흐름 속도이며, k가비례상수로써열전도도(thermal conductivity)이다. 그 러나열전도도실험장치의시편과기준편사이에접촉저항이발생 하고, 이를측정할수있는방법이특별히없음에따라시편두개 의위, 아래에서발생하는접촉저항을같다고보면, 식을연립하여 접촉저항을소거하고 (8)식으로시편의열전도도 kx를구할수있다. (8)
(8)식의 La, Lb는각시편의실제두께이며, 겉보기열전도도 ka와
kb는 (9)식과 (10)식으로부터계산된다.
(9) (10)
Lcu, Kcu는각각기준편(Cu)에장치된열전쌍의등간격길이와 기준편의열전도도이다. 계산을위해필요한시편 a와 b의아래위 온도차∆Ta, ∆Tb는열전달실험에서측정된온도분포로부터구할수 있다.
3. 실 험
3-1. 시약
Sodium glycinate는미국뉴저지주 Acros Organics사의제품으 로 99％+의순도를보임으로써, 더이상의정제없이건조오븐에서
drying시킨후실험에사용하였다. H2O는실험실에서두번증류한
이차증류수를사용하였다. Psat
ln A B
t C( )o +C --- –
=
Gv=Gl
dPsat
--- SdT l–Sv Vl–Vv --- ∆Slv
∆Vlv ---
= =
∆Hαβ=T∆Sαβ
dPsat ---dT ∆Hl v,
T∆Vl v, ---
=
dPsat
---dT ∆Hl v, T RT P( ⁄ sat)
---
=
dEdq ---=–kdT---dx
kx Lb–La
Lb
kb
--- L–---kaa
---
=
q kaA∆Ta
La
--- kbA∆Tb
Lb
--- kcuA∆Tcu
Lcu
---
= = =
ka ∆Tcu
∆Ta
--- LL---kcua cu kb ∆Tcu
∆Tb
--- LL---kcub cu
=
= ,
3-2. 실험장치 및방법
3-2-1. Sodium glycinate의포화용해도측정
Fig. 1은자체제작한용해도측정장치의개략도로써물질의빙
점혹은융점도측정할수있다. 이장치는측정시료가들어가는약
100 cm3의용적을갖는평형조를포함하여, 외부와의단열을위하
여진공상태로유지되는최외각의 vacuum cell 및 system의온도를 조절하기위하여항온조와연결되어냉각및가열매체가순환되는 중간 cell 등 3중관으로되어있다[8].
용해도측정을위해사용한온도측정장치는 NAMAS사의 T100- 250-1D Platinum Resistance Thermometer로써, 측정오차범위는
−50~250oC 사이에서 ±0.01oC 오차를넘지않는다. 또한, 정확한
온도측정을위해시간에따른온도의변화를모델 F250 read out
box를통하여컴퓨터와연결하여 sodium glycinate의용해에따른
온도변화를실시간으로기록하였다.
실험은먼저진공펌프를작동시켜 vaccum cell의공기를제거하 여, 외부와의단열을위해진공상태로만든다음, 항온조의온도를
용해도측정을위한온도로조절하여측정 cell로순환시켰다. 다음
용매인물을정확히평량하여용해도측정 cell에넣고, 중간 cell에 는항온조의열매체로 1시간이상충분히순환시켜물의온도를용 해도측정온도로맞추었다. Sodium glycinte는 ±1 × 10−4g 정밀도를
갖는 balance를이용하여처음에는약 1 g 단위로넣어자석교반기
로교반하면서용해정도를관찰하고, 어느정도포화용해도에도달
하였다고판단될때부터는 0.1 g 이하의시료를투여하는방법으로
포화용해도를측정하였다. 실험은정확도를위해두번씩반복하였 으며온도의변화는 −10oC에서 20oC 까지 5oC의간격으로측정 하였다.
3-2-2. Sodium glycinate 수용액의증기압측정
용해도실험에의해포화용해도이하범위인 sodium glycinate 10wt％
에서 60 wt％까지의수용액시료를 2차증류수를이용하여제조하
였다. 증기압의측정은 Dr. Sieg & Röck type의 recirculating equilibrium still을사용하였으며, 이 glass still은약 250 ml의용적을갖는증류 플라스크에서비등된기상과액상이 cottrell pump를통해서증류 플라스크로재순환되는방식의증기압측정장치이다[9].
증류플라스크내의시료를가열 mantle과전압조절기를사용해
서서히가열하고, 삼중자켓으로구성된 glass still의최외각관은항 온조로부터액상의평형온도와같게조절된실리콘오일이순환되 어외부와단열된다. 또그안쪽으로는진공관이있어이중의단열 효과를준다. 온도측정에는정밀수은온도계와역시 NAMAS사의
T100-250-1D 저항온도계를사용하여온도를측정하였으며, 압력조
절은 Wallace & Tiernan 사의정밀수은압력계와 NORMAG 압력조
절기로써 ±0.1 hPa의정확도로조절하였다.
실험전 equilibrium still은 acetone으로 2시간이상비등순환시 켜세척한후, 질소가스나건조공기를흘려주어건조시킨다음진 공펌프를이용하여장시간증발시킨후사용하였다. 증기압측정 은압력을일정하게하고비점을측정하는방법으로수행하였으며, distillate가분당 30~40 drop 정도로일정하게유지될경우 30분이 상순환시켜완전한평형에도달되었을때, 5분간격으로 3번측정 한온도의평균값을그압력에서의비점으로간주하였다.
3-2-3. Sodium glycinate 수용액의증발잠열
Sodium glycinate 10 wt％ −60 wt％의각수용액에대한증발잠 열은, 증기압측정장치로측정된증기압-온도자료로부터, 증기압 의대수치(ln P)와온도(1/T)를도시하여그기울기로써 (6)식을이 용하여증발잠열을구하였다.
3-2-4. Sodium glycinate 분체의열전도도측정
열전도도측정은일본 Tokyo Meter사의 HVS-40-400A 고체열 전도도측정장치를사용하여수행하였다. 장치는상, 하부의온도 를일정하게유지시키고, Cu 기준편과시편사이의온도구배를측정
할수있도록 60 mm 간격으로열전쌍이침투되어있다. 시편제작
을위해 SUS 304로 disk 시편제조용몰드를제작하였으며, 유압프 레스를이용하여 4 Kgf의압력으로ϕ 40 mm 두께 6.5mm와 2.4 mm
의두개의시편을제작하였다. 기준편과시편은측정장치의고정 틀로완전밀착시켜서열전도도를측정하였으며, 상부가열판의온 도를 100oC로유지시키고, 각각 0.5, 1, 2시간후에각부위의온도
를연결된열전쌍을이용하여 potentiometer로 2회측정하여평균값
을취하였다.
4. 결과 및 고찰 4-1. Sodium glycinate의용해도
Sodium glycinate의 용해도는 5oC 간격으로하여포화 용해 도를 측정하였다. 실험장치의 특성상 H2O 100 g이 아닌 H2O 25 g에대한용해도로측정하였으며, Table 1에측정한용해도값 을 나타내었다.
H2O 100 g에해당되는 sodium glycinate의용해량을직접적으로 측정치못하였으므로, H2O의양에따른용해도증가의비례관계를 보기위해수행하였던, 15oC와 20oC에서의 H2O 50 g에대한동일 실험에서는거의비례관계를보여줌을확인하였다. 그러나보다정
확한실험을위해서는 H2O 100 g에대한직접적인실험이필요할
것으로생각된다. 측정온도와용해량의관계는예측한바와같이온
Fig. 1. Schematic diagram of solubility measuring system.
도증가에따라 sodium glycinate의용해량도비례하여증가하였다.
Fig. 2는측정한용해도를온도에따라도시한것이다. 그림에서와
같이실험값은 1차함수로잘상관되어, 직선도는 0.9993이었으며
y = 0.3471x + 20.993의관계식으로잘표현되었다. 4-2. Sodium glycinate 수용액의 증기압
Sodium glycinate 10 wt％, −60 wt％수용액시료를측정 cell에 넣고먼저압력을맞춘다음, 가열후액상으로부터증발된기체와 액체간에평형에도달했을때의온도를비점으로측정하였다. Table 2
에는 Sodium glycinate 수용액별로측정된증기압과비점값을나
타내었으며, 이값들을이용하여 (1)식의 Antoine 식에대입하여
Antoine 상수 A, B, C 값을합치시켰다.
Table 3에는합치된 Antoine 상수 A, B, C 값과, 이값으로재계 산한증기압과실험값의차이를평균편차로나타내었다. 평균편차 는모든수용액에대하여비교적적은편차로잘일치하였으나, 20％ 수용액에서 1.2 hPa로가장적은편차를보였고, 40％수용액일때
8hPa로가장큰편차를보였다. 한편, Antoine 상수의합치시실제 사용한식은 log P(bar) = A-B/(C+t(oC))이며, 평균편차는 (Pexp-Pcal)/N
의절대값을사용하였다. 여기서 N은실험값의수이다. 표에서보 듯이실험값을합치한후, 상관식과의일치도는모두 0.999 이상으 로실험값이매우잘합치되었음을보여준다.
Fig. 3은 Sodium glycinate 수용액조성별로온도대증기압을
도시한그림이다. Antoine식에 의해계산된 실선값과매우잘
일치하고있음을보여준다. Sodium glycinate 수용액별로합치된
Antoine constant로재계산한 1013.15 hPa하에서비점은 10 wt％
수용액부터 각각 101.66oC, 102.05oC, 105.30oC, 108.60oC, 114.79oC 및 120.94oC 이었다. Fig. 4는이것을나타낸도표로
Table 1. Dissolved mass of sodium glycinate in the 25 g of H2O at different temperature
Temp. (oC) 263.15 K 268.15 K 273.15 K 278.15 K 283.15 K 288.15 K 293.15 K
Sodium glycinate (g) 17.4 g 19.3 g 21.0 g 22.8 g 24.6 g 26.2 g 27.8 g
Fig. 2. Solubility of sodium glycinate in the 25 g of H2O at different temperature.
Table 2. Measured vapor pressure and boiling temperature for different concentration of aqueous solution of sodium glycinate Sodium glycinate 10wt ％Sodium glycinate 20 wt％Sodium glycinate 30 wt ％
Temp.
(oC) Vap. press.
(hPa) Temp.
(oC) Vap. press.
(hPa) Temp.
(oC) Vap. press.
(hPa)
31.91 50 32.58 50 34.24 50
46.26 100 46.40 100 48.16 100
55.09 150 55.35 150 57.59 150
61.11 200 61.72 200 64.05 200
66.10 250 66.81 250 69.07 250
70.40 300 71.04 300 73.32 300
74.06 350 74.68 350 76.43 350
77.27 400 77.92 400 80.45 400
80.26 450 81.10 450 83.05 450
82.90 500 83.49 500 85.77 500
85.18 550 85.90 550 88.23 550
87.55 600 88.18 600 90.34 600
89.54 650 90.35 650 92.21 650
91.54 700 92.18 700 94.30 700
93.14 750 93.96 750 96.54 750
95.08 800 95.48 800 98.62 800
96.77 850 97.25 850 100.32 850
98.43 900 98.93 900 101.87 900
99.87 950 100.33 950 103.43 950
101.56 1010 101.74 1002 104.95 1002
Sodium glycinate 40wt ％Sodium glycinate 50 wt％Sodium glycinate 60 wt ％
Temp.
(oC) Vap. press.
(hPa) Temp.
(oC) Vap. press.
(hPa) Temp.
(oC) Vap. press.
(hPa)
37.24 50 41.09 50 46.03 50
49.69 100 55.68 100 61.02 100
60.10 150 64.81 150 70.31 150
67.74 200 70.88 200 76.76 200
72.95 250 75.71 250 82.98 250
77.39 300 79.88 300 87.72 300
81.33 350 84.23 350 90.68 350
83.97 400 87.90 400 94.56 400
86.77 450 91.10 450 97.61 450
89.43 500 93.55 500 100.02 500
91.25 550 96.36 550 103.23 550
94.70 600 98.88 600 105.76 600
97.18 650 101.35 650 108.03 650
98.67 700 103.58 700 110.14 700
100.5 750 105.95 750 112.16 750
102.53 800 107.77 800 113.41 800
104.02 850 109.41 850 115.51 850
105.30 900 111.20 900 117.64 900
106.45 950 112.81 950 119.12 950
107.70 1004 114.02 1003 120.51 1004
써, sodium glycinate 조성이커질수록비점의격차도조금씩커 지는것을보여준다.
4-3. Sodium glycinate 수용액의 증발잠열계산
증발잠열은증기압측정데이터로부터 dPsat/dT를이용하여구할수 있다. 즉 (6)식으로부터 (11)식을얻게되므로
(11) Fig. 5의 lnPsat과 1/T의도표에서기울기로써증발잠열인∆Hl,v값 을구하였다. Table 4에 sodium glycinate 수용액조성별로계산된 증발잠열값을나타내었다. Sodium glycinate 수용액증발잠열은조 성에따라비례관계를보일것으로기대되었으나 30％, 40％, 50％ 수용액조성에서 1차함수식에서조금벗어남을보였다. 이는증기 압합치에서이들조성영역에서상대적으로큰오차를보이는것과 연관하여실험에따른인적오차에기인된다고생각되며, 전체적으
로는 sodium glycinate의조성이커질수록증발잠열도소량증가함
을보인다. Sodium glycinate 수용액에서증발되는것은결국물일
것이며, 10 wt％ sodium glycinate 수용액의비중이 1.007, 50 wt％
의비중이 1.029로순수물의비중과큰차이가없는것으로보아,
순수한물의잠열과비교하였을때몰당증발잠열은큰차이가나 지않을수있다. 실제로, 순수한물의증발엔탈피는 40,644 J/mol[6]
로써, Table 4의수용액조성에따른증발잠열값과큰차이가나지
않아간접적으로이측정값을신뢰할수있었으며, 염효과로인해
순수물보다 sodium glycinate 수용액의증발엔탈피가조금높게나
온것으로판단된다.
4-4. Sodium glycinate의열전도도 측정
고체열전도도측정장치에의해측정된기준편과시편각부위 별 온도측정값을 Table 5에 나타내었다. 열전도도는정상(steady
state) 전열이시작된 1시간이상의데이터를취하여계산하였다.
언급한바와같이실험에사용한열전도도측정장치는시편을기 준편사이에끼우고고정틀로조여서밀착시키므로, 접촉에따른 열저항이발생되며, 열전도도측정에있어이접촉저항은무시할 수없는항이된다. 그러나이접촉저항을특별히측정할수없음에 따라, 두개의시편을사용하여시편의위, 아래에서발생하는접촉 저항을같다고보고, 관계수식을이용하여연결하면접촉저항을소 거할수있다. 즉, 수식의전개에의해시편의열전도는 (8)식으로 구할수있다. Fig. 6은 sodium glycinate의열전도도 kx를구하기위 해서우선실험장치의열전쌍위치에따른온도분포값을 x-y 도표 에도시한것이다. 이것으로부터시편 a, b의아래위의온도차인
Psat
ln ∆Hl v, ---1T---R –
=
Table 3. Regressed Antoine constants and mean deviation of each aqueous solution of sodium glycinate
Aqueous solution (wt％) A Antoine constantB C Abs. mean deviation(hPa) Consistency (linearity)
10 5.18205 1748.62 236.152 1.4 0.99997
20 7.06434 3139.41 342.709 1.2 0.99998
30 4.41793 1332.47 196.699 3.5 0.99986
40 4.86393 1560.76 212.658 8.4 0.99922
50 4.34608 1374.08 201.796 3.6 0.99984
60 5.55834 2163.36 268.670 3.8 0.99983
Fig. 3. Vapor pressure of aqueous solution of sodium glycinate.
Fig. 4. Calculated boiling points of aqueous solution of sodium glyci- nate at 1,013.25 hPa.
∆Ta, ∆Tb및기준편 Cu에서등간격으로위치된열전쌍의평균온 도차∆Tcu를구할수있다.
그림으로부터구해진∆Ta, ∆Tb는각각∆Ta≒14oC, ∆Tb≒44oC
였으며, 또한기준편의거리별온도구배∆Tcu는 1.5oC였다. Cu 기
준편은직경이 40 mm이고기준편내의열전쌍은 60 mm 간격으
로장치에설치되어있으며열전도도는 320 kcal/m·hr·oC이다. 또 한, 제작한시료편의두께 La, Lb는각각 2.4 mm, 6.5 mm이다. 따 라서이들값을대입하여계산한 ka는 1.37이었으며, kb는 1.18이 었고, 이로부터계산된 sodium glycinate 열전도도 kx는약 1.0933
kcal/m·hr·oC 이었다. 그러나시편이분체인관계로몰드를제작하
Fig. 5. Temp. VS. vapor pressure for the calculation of latent heat of vaporization.
Table 4. Latent heat of vaporization of each aqueous solution of sodium glycinate.
wt％ ∆H/R (J/mol·K) ∆H (J/mol) wt％ ∆H/R (J/mol·K) ∆H (J/mol)
10 4977.1 41379.6 40 4965.8 41285.7
20 4982.9 41427.8 50 4988.1 41471.1
30 4964.6 41275.7 60 5076.6 42206.9
여 sodium glycinate disk판을만들어측정하였지만, 기공과압축도 등에따라무시하지못할측정오차를내포할것으로판단되며, 그 림에서보는바와같이아래, 위시편이들어있는부위의온도구 배가서로상이하여, 접촉저항이같다고가정한점에도오차요인 이내포되어있을수있다. 따라서정확한열전도도값을얻기위 해서는분체의열전도도측정장치를이용한보다정밀한실험이 필요하다.
5. 결 론
배연가스의 CO2가스흡수용 sodium glycinate계흡수제개발을 위한 sodium glycinate의순수및수용액의물성측정결과, H2O 용
매 25 g에대한 sodium glycinate의용해량은 20oC에서 27.8 g이었 으며, 온도에따른용해도는 y = 0.3471x + 20.993의 1차함수관계 로증가하였다. 다만, sodium glycinate 60％수용액에서는용해되
는데시간이걸리고, 고온에서장치에 aggregate되는경향이있으므
로, 흡수제로서사용은 50％수용액이하가추천된다.
Sodium glycinate 수용액의증기압을측정하고, Antoine 상수를 구하였으며, Clausius-Clapeyron 식을이용하여증기압측정값으로 증발엔탈피를구하였다. 증발엔탈피측정값은수용액조성에따라
linear하게증가하지는않았으나, 순수한물의증발엔탈피값과간접
적으로비교하여, 염효과에의해비점과잠열이상승하였을것임 을감안하면, 신뢰성있는데이터라고생각된다.
Sodium glycinate 분체의열전도도측정은분체를 disk판으로성 형한후, 고체열전도도측정장치로측정하였으며, 실험상의오차 를수반하고는있으나, 접촉저항을고려하였을시의값은 1.0933 kcal/m·hr·oC로계산되었다.
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Table 5. Measured temperature for the calculation of thermal conductivity Thermocouple
No Time
0.5 hr 1 hr 2 hr
1 100 101 101
2 98 99 99
3 97 97 97.5
4 96 96 96
5 45 49 50
6 44 48 49
7 33 34 35
8 32 33 34
9 31 32 32.5
10 29 30 31
Fig. 6. Temperature profile according to heat transfer.
