【목적】 오염물질 저감, 탄소 저감 및 저에너지 목표를 충족하기 위해 천연가스 산소농축 연소 배기가스를 대상으로 압축 정제 및 협력적 탈탄소·탈질 공정의 적용 조건과 주요 운전 매개변수를 연구하여 고효율 탄소 포집 및 오염물 제어를 실현하고자 한다. 【방법】 Aspen Plus를 이용해 산소농축 연소 배기가스 압축 정제 공정 모델을 구축하고, 공정 성능 및 주요 영향 요소를 시뮬레이션 분석하며, CO₂ 체적 분율, 시스템 압력 등의 매개변수가 CO₂ 액화 정제 및 NO_x 제거 효과에 미치는 복합 영향을 중점적으로 연구하였다. 【결과】 CO₂ 회수율은 초기 배기가스 내 CO₂ 체적 분율에 크게 의존하며, CO₂ 회수율≥80%를 위해서는 CO₂ 체적 분율이 60% 이상이어야 한다; 고체적 CO₂ 배기가스(>60%) 연구 결과 시스템 압력이 탈질 및 CO₂ 정제의 핵심 매개변수임을 나타냈다; 시스템 압력 2.8 MPa에서 NO_x 제거율>94%, 제품 CO₂ 순도≥95%, CO₂ 회수율≥80%, 단위 종합 전력 소비가 가장 낮아 120.1 kW·h/t CO₂였다. 【결론】 산소농축 연소 배기가스 압축 정제 기술은 초기 배기가스 내 CO₂ 체적 분율이 높은 배기가스 조건에 적합하다. 시스템 압력 최적화를 통해 저에너지 소비 하에 고효율 탄소 포집과 NO_x 심층 제거를 동시에 구현할 수 있어 천연가스 산소농축 연소 시스템의 오염물 저감, 탄소 저감 및 자원화 이용에 실현 가능한 방안을 제공한다.

CO_2 농축 가스;압축 정제;탈질;정제