PSA(Pressure Swing Adsorption)는 수소 생산 공정에서 고순도의 수소를 분리하고 정제하는 데 널리 사용되는 기술입니다. 이 공정은 압력 변화에 따라 특정 가스를 흡착하고 방출하는 흡착제를 활용하여 혼합가스에서 수소를 분리합니다. PSA는 효율성과 경제성을 갖춘 공정으로, 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다.
PSA 공정의 원리
PSA 공정은 흡착제의 특성을 이용하여 특정 가스를 선택적으로 흡착하고, 압력을 변화시켜 흡착된 가스를 방출하는 과정을 반복합니다. 이 과정은 다음과 같은 단계로 이루어집니다:
- 흡착 단계: 고압 상태에서 혼합가스를 흡착탑에 주입하면, 흡착제가 수소 이외의 불순물을 선택적으로 흡착합니다. 이로 인해 고순도의 수소가 분리됩니다.
- 감압 단계: 흡착탑의 압력을 낮추어 흡착된 불순물을 방출합니다. 이 단계에서 흡착제는 재생됩니다.
- 가압 단계: 흡착탑을 다시 고압 상태로 전환하여 다음 흡착 과정을 준비합니다.
독자적 수소 PSA 기술로 폐가스에서 ‘고순도 수소’ 분리·정제한다 - 공학저널
독자적 수소 PSA 기술로 폐가스에서 ‘고순도 수소’ 분리·정제한다 - 공학저널
[공학저널 김하늬 기자] 최근 탄소 중립의 화두로 인해 많은 기업이 가스정제 시장에 관심을 두고 있지만, 기술의 고도화로 인해 소수의 글로벌기업이 세계시장을 독점하고 있다고 해도 과언이
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PSA 공정의 장점
- 고순도 수소 생산: PSA 공정은 99.99% 이상의 고순도 수소를 생산할 수 있습니다.
- 경제성: 흡착제를 재사용할 수 있어 운영 비용이 낮습니다.
- 유연성: 다양한 혼합가스(천연가스, 바이오가스 등)에서 수소를 분리할 수 있습니다.
PSA 공정의 활용 분야
PSA 공정은 다음과 같은 분야에서 활용됩니다:
- 수소 연료전지: 고순도 수소를 연료로 사용하는 연료전지 차량 및 발전소.
- 화학 공정: 암모니아 생산, 석유 정제 등에서 필요한 수소 공급.
- 에너지 저장: 수소를 에너지 저장 매체로 활용하는 시스템.
PSA 공정의 한계와 개선 방안
PSA 공정은 높은 효율성을 자랑하지만, 초기 설치 비용이 높고, 흡착제의 성능 저하가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 흡착제의 품질을 개선하고, 공정 설계를 최적화하는 연구가 진행되고 있습니다.
PSA(Pressure Swing Adsorption)는 수소 생산 공정에서 필수적인 기술로, 고순도의 수소를 경제적으로 생산할 수 있는 장점을 제공합니다. 이 공정은 수소 경제의 핵심 기술로 자리 잡고 있으며, 지속적인 연구와 개발을 통해 더욱 효율적이고 친환경적인 방식으로 발전하고 있습니다. PSA 공정을 이해하고 활용하면, 수소 기반 에너지 시스템 구축에 큰 기여를 할 수 있습니다.