이산화탄소 운반선 탑재 압력용기 개발

Abstract

전 세계의 이산화탄소 배출량이 증가함에 따라 지구 온난화 현상이 가속화되고 있는 것으로 추정된다. 이를 대비하기 위하여 대기로 방출되는 이산화탄소의 포집, 분리 및 격리 방식의 도입이 고려되고 있다. 산업 현장에서 포집된 이산화탄소는 파이프라인이나 기타 다른 수단을 통해 이산화탄소 플랜트로 옮겨지게 되며, 이곳에서 액화 과정을 거치고 저장된 이산화탄소는 운반선을 통하여 타 지역의 이산화탄소 저장소로 수송된다. 우리나라와 같이 연근해에 유전이 없는 나라는 이산화탄소 포집 장소와 저장 장소간의 거리가 멀기 때문에 이산화탄소의 운송 방법으로 파이프라인보다는 선박을 이용하여 해상으로 운송하는 방법이 더 효율적이다. 저온 고압의 액화상태 이산화탄소를 선박을 이용하여 운반하기 위해 저장공간을 많이 확보할 수 있고 구조적 안전성이 뛰어난 압력용기의 개발이 시급히 요구된다.이러한 이산화탄소의 해상 운송을 위하여 본 연구에서는 주어진 액체상태의 이산화탄소의 압력과 온도에 맞춰 압력용기를 설계하며, 새로운 개념의 화물탱크를 고안하는 것을 목표로 하고 있다. 압력용기를 이산화탄소 운반선에 탑재하기 위하여 압력용기의 치수는 대용량의 액체 화물 수송선을 기준으로 결정한다. 또한 유한요소 해석을 통하여 압력용기에 작용하는 스트레스를 분석하여 압력용기의 안전성을 확인한다. 이산화탄소의 해상 운송을 위한 압력용기를 설계하기 위하여 필요한 액화 이산화탄소의 압력과 온도는 전체 CCS 과정의 경제성을 고려하여 결정한다.