이산화탄소 포집 및 저장기술  
지은이 김재창, 김준모, 박진원, 왕수균, 이관영, 이영무, 이창하, 정석호, 홍원희  
 
 
2008년 06월 27일 출간
512쪽 | B5
ISBN 9788992592604
정가 28,000원
   
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2009 문화체육관광부 우수학술도서
   
 
 
 
인류의 산업발전에 동반된 이산화탄소 배출의 증가로 인해 급속한 지구의 온난화가 초래되었으며, 전 세계적으로 이에 대한 대처가 시급하게 되었다. 국내외의 여러 기관에서 지구온난화 대응을 위한 기술 및 경제성 평가, 처리 비용, 사회적 영향, 예상 규제, 지구환경 영향 등에 대한 다양한 자료가 발간되기 시작하였다. 이러한 포괄적인 자료들은 지구온난화에 대처하기 위한 전반적인 동향의 이해와 대응 방향 설정에 많은 도움을 주고 있다. 더불어 이산화탄소 처리를 위한 다양한 기술이 적용되고 있으며, 기존의 산업 현장에서 사용되고 있는 기술의 전환을 포함하여 새로운 처리기술 등이 개발되며 진화를 계속하고 있다.

이산화탄소 처리기술에 대한 평가는 현재 화석연료 비용을 토대로 평가가 이루어지고 있으나, 시간이 흐름에 따라 변화되는 자원 및 에너지 상황에 대한 다양한 처리기술 평가 시나리오가 고려되어야 한다. 이러한 관점에서 이산화탄소 처리를 위한 다양한 기술의 기본 개념과 원리를 체계적인 방식으로 기술한 서적이 필요함에도 불구하고, 현재까지는 각 기술이 각 전문서적에서 이산화탄소와 관련하여 단편적인 내용만을 다루는 것에 국한되어 있었다.

이 책은 이산화탄소저감및처리기술개발사업단(CDRS; 박상도 단장)의 주도하에 이산화탄소 처리를 위한 기술 중심의 내용으로 기획되었다. 책의 저자로는 김재창 교수(경북대 화학공학과), 김준모 교수(서울대 지구환경과학부), 박진원 교수(연세대 화공생명공학과), 왕수균 교수(부경대 환경탐사공학과), 이관영 교수(고려대 화공생명공학과), 이영무 교수(한양대 화학공학과), 이창하 교수(연세대 화공생명공학과), 정석호 교수(서울대 기계항공공학부), 홍원희 교수(KAIST 생명화학공학과)가 CDRS 사업단과 함께 저술 기획을 시작하였으며, 약 1년 6개월의 기간을 통하여 발간하게 되었다.

집필진은 책을 기획함에 있어 기술 중심에 초점을 맞추었으며, 이산화탄소 처리를 위한 다양한 기술의 기본 개념, 원리 및 응용 예를 기술하였다. 특히 이산화탄소 처리에는 여러 가지 기술이 적용되므로 각 기술의 기본적인 개념과 원리를 충실히 설명하는 데 노력하였다. 책 내용의 수준은 이공학을 전공하는 고학년의 대학생 전공서적 및 대학원생의 기본과목으로써 한 학기 동안 활용될 수 있도록 하였으며, 관련 산업계, 정부부처, 연구소에서도 기술을 이해하는 데 도움이 될 수 있는 수준의 내용을 포함하였다. 특히 각 기술의 상세한 전문적 내용보다는 각 기술의 이해도를 높여 포괄적인 이산화탄소 처리기술을 이해할 수 있는 수준으로 저술되었다. 따라서 본 책을 교재로 활용함에 있어 책의 전체 내용을 전공에 관계 없이 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 기본적인 개념 및 원리 위주로 활용할 수도 있다.

이 책은 이산화탄소 처리에 있어 포집, 순산소 연소, 저장의 주요 기술들로 구성되었다. 제1장의 서론에서는 지구온난화 대응에 대한 세계적 흐름과 이에 대처하기 위한 기술의 흐름을 파악할 수 있도록 하였다. 제2장에서는 연소 후 발생된 이산화탄소 포집기술로 습식흡수, 건식흡수, 흡착, 분리막 기술에 대해 설명하였다. 본 기술들은 다른 장에서도 적용되기 때문에 기술의 기본 개념과 원리를 이해할 수 있도록 하였으며, 응용 및 적용 예를 상세히 나타내었다. 제3장은 이산화탄소 처리의 주요 기술 중 하나로 평가 받고 있는 순산소 연소기술로, 연소기술을 이해하기 위한 원리 및 응용에 대해 상세히 기술하였으며, 다양한 순산소 제조기술을 설명하였다. 제4장은 연소 전 처리 포집기술로 연소 전 처리 반응시스템과 연소 전 처리 회수공정으로 구성하였으며, 이를 통해 이산화탄소 발생 저감을 위한 공정 및 공정 부생가스로부터 수소와 같은 청정에너지원의 생산까지 포괄적인 내용을 설명하였다. 반응시스템의 경우 수증기 개질, 부분산화, 자열 수증기 개질, 수성가스전환, 가스복합발전에 대한 기본 원리부터 응용까지 상세히 설명한 반면, 회수기술의 경우 제2장에서 원리를 상세히 설명하였기 때문에 기술의 응용 중심으로 기술하였다. 따라서 제4장 중심으로 책을 활용할 경우에는 제2장의 포집기술 기본 원리를 우선 이해할 필요가 있다. 마지막으로 제5장은 저장기술로 지중저장, 해양저장, 기타 저장기술로 구성하였다. 이산화탄소 저장에 있어 지중저장의 중요성으로 인해 다른 저장기술보다 상세히 기술하였으며, 저장의 요소 기술뿐만 아니라 저장용량, 저장소의 운영, 관측 및 위험관리까지 포괄적으로 다루었다.

집필진은 이공학의 다양한 분야를 전공하고 있는 대학생 및 대학원생들이 이 책을 통해 이산화탄소 처리기술에 대한 이해도를 높이고, 추후 사회에서 다양한 분야의 전문가와 함께 국내 이산화탄소 처리에 기여하고 국제적인 기술 네트워크 구성에서 큰 역할을 하는 미래 세대로 성장하는 데 기여할 수 있기를 바라는 바이다.
 
저자 소개 -
김재창 경북대학교 화학공학과 교수
김준모 서울대학교 지구환경과학부 교수
박진원 연세대학교 화공생명공학과 교수
왕수균 부경대학교 환경탐사공학과 교수
이관영 고려대학교 화공생명공학과 교수
이영무 한양대학교 화학공학과 교수
이창하 연세대학교 화공생명공학과 교수
정석호 서울대학교 기계환경공학부 교수
홍원희 KAIST 생명화학공학과 교수
 
옮긴이 소개 -
 
1장 서 론
제1절 지구온난화 현상과 기후변화협약 대응방향 1
1.1 지구온난화 현상 / 1
1.2 기후변화협약과 앞으로의 전망 / 12
참고문헌 / 22

제2절 지구온난화 방지를 위한 이산화탄소 포집 및 저장기술 23
2.1 미래 에너지 문제 및 해결방안으로 CCS 기술 / 23
2.2 이산화탄소 배출 시나리오 및 에너지 포트폴리오 / 24
2.3 CCS 기술의 개요 / 29
참고문헌 / 32

2장 연소 후 포집기술
제1절 연소 후 포집기술 33
제2절 습식흡수기술 37
2.1 습식흡수기술 개요 / 37
2.2 습식흡수제 / 45
2.3 습식흡수공정 / 52
2.4 습식흡수공정의 응용 및 적용 / 56
참고문헌 / 63

제3절 건식흡수기술 65
3.1 건식흡수기술 개요 / 65
3.2 건식흡수제 / 76
3.3 건식흡수공정 / 84
3.4 건식흡수공정의 응용 및 적용 / 91
참고문헌 / 93

제4절 흡착기술 97
4.1 흡착기술의 개요 / 97
4.2 흡착제 / 109
4.3 흡착공정 / 113
4.4 흡착공정의 응용 및 적용 / 125
참고문헌 / 130

제5절 분리막 기술 133
5.1 분리막 기술의 개요 / 133
5.2 CO2 분리막 / 138
5.3 CO2 막분리공정 / 147
참고문헌 / 158

3장 순산소 연소기술
제1절 연소기술의 기초 163
1.1 연소 기초 / 163
1.2 순산소 연소 특성 / 178
참고문헌 / 189

제2절 순산소 연소기술의 응용과 전망 190
2.1 철강산업의 고온 순산소 연소기술 / 190
2.2 발전분야의 순산소 연소기술 / 195
2.3 석탄-순산소 연소 발전기술 / 202
2.4 기타 순산소 연소 이용기술 / 204
참고문헌 / 206

제3절 순산소 제조기술 208
3.1 흡착법의 이론 및 공정 / 208
3.2 극저온 냉각분리기술의 이론 및 공정 / 220
3.3 ITM법의 이론 및 공정 / 237
참고문헌 / 249

4장 연소 전 포집기술
제1절 연소 전 처리 반응시스템 253
1.1 수증기 개질반응 / 255
1.2 부분산화반응 / 259
1.3 자열 수증기 개질반응 / 262
1.4 수성가스 전환반응 / 263
1.5 가스화 복합 발전 / 271
참고문헌 / 273

제2절 연소 전 처리 회수공정 275
2.1 습식흡수공정 / 276
2.2 건식흡수공정 / 279
2.3 흡착공정 / 287
2.4 무기막공정 / 293
2.5 기타 수소 분리공정 / 306
참고문헌 / 312

5장 저장기술
제1절 저장기술의 개요 315
참고문헌 / 317

제2절 지중 저장기술 318
2.1 서 론 / 318
2.2 지중 저장의 정의 / 320
2.3 전 세계의 이산화탄소 지중 저장 프로젝트 / 323
2.4 이산화탄소 지중 저장 사례 / 328
2.5 지중 저장 기작과 안전 / 335
2.6 저장 지층의 용량과 지리적 분포 / 349
2.7 식별된 부지에 대한 특성화와 성능 예측 / 370
2.8 주입정 기술과 현장 운영 / 380
2.9 관측과 검증 기술 / 386
2.10 위험 관리와 위험도 평가 및 개선 / 402
2.11 공공적 수용성 / 424
2.12 지중 저장의 비용 / 428
2.13 지식 격차 / 438
참고문헌 / 441

제3절 해양 저장기술 447
3.1 해양 저장의 기작 / 448
3.2 해양 저장의 유형 / 452
3.3 해양 저장의 가능 용량 / 460
3.4 해양 저장의 비용 / 461
3.5 해양 저장과 관련된 고려 사항 / 463
참고문헌 / 467

제4절 기타 저장기술 469
4.1 이산화탄소의 탄산염 광물화 / 470
4.2 이산화탄소의 산업적 이용 / 481
4.3 이산화탄소 저감을 위한 새로운 공정 / 484
참고문헌 / 487

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