기계적 씰이 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS) 진행을 가속화하는 데 중요한 이유

전 세계적으로 허리케인, 홍수, 가뭄, 산불이 급증하고 발생하는 가운데 기후 변화에 대처하기 위한 가장 중요한 과제 중 하나입니다. 그리고 이러한 현상은 이미 전 세계 인간 사회와 경제에 큰 우려를 안겨주고 있습니다. 결과적으로 기후 변화 완화는 전 세계 정부, 산업 및 커뮤니티의 의제에 포함되는 항목이 되었습니다. 이러한 배경에서 특히 CCUS는 지구 온난화의 주요 원인인 대기 CO2를 줄일 수 있는 파괴적 솔루션의 능력으로 인해 기후 변화에 대처하기 위한 무기고에 포함될 유망한 후보로 확인되었습니다.

CCUS 기술은 극도로 어려운 일련의 활동을 포함합니다. 배출원 CO2 포집부터 충분한 상업적 가치를 창출할 수 있는 포집 장소에서의 활용(있는 경우)까지, 마지막으로 지질적 특징이나 저장소에서 CO2를 대기로 다시 유출되지 않는 조건에서 이상적으로 장기 지질적으로 저장하는 것입니다. 범위는 엄청납니다. 기존 산업 공정의 탄소 발자국을 줄이는 것뿐만 아니라 순제로, 심지어 순음수 생산을 위한 새로운 경로를 여는 것도 포함합니다. 하지만 이는 운영 효율성과 신뢰성에 크게 달려 있습니다.

CCUS 프로세스의 운영 무결성을 보호하는 명확한 방법은 많지만, 가장 미묘한 방법 중 하나는 기계적 씰을 다루는 것입니다. 기계적 씰은 이산화탄소를 포집, 운송 및 보관하는 데 필수적인 기계 부품의 일부를 형성합니다. 기계적 씰은 누출이 없어 고압 CO2가 액체와 기체로 작동하는 초임계 상태를 유지할 수 있으며 씰을 통해 누출되지 않습니다. 이는 모든 누출이 포집된 CO2의 손실뿐만 아니라 상당한 안전 위험과 환경적 위험을 의미하기 때문에 매우 중요한 기능입니다.

CCUS 시스템의 다른 구성 요소에 비해 크기가 작지만 기계적 씰은 역할 중에 많은 수와 지속적인 서비스로 인해 전체 CCUS 시스템의 효율성과 안전성에 특히 중요하고 결정적입니다. 초고압 및 초고온의 혹독한 조건에 대한 회복성과 부식성 물질 및 연마성 분위기에 대한 내성은 효율적이고 신뢰할 수 있는 CCUS 기술의 미래 배치에 핵심이 될 것입니다[3,4]. 기계적 씰 설계가 처음부터 고품질이 아니면 시스템 고장 위험이 극적으로 증가하여 운영 중단 및 수익 손실로 이어지고 가장 중요한 것은 기후 변화 해결이 지연됩니다. 따라서 CCUS에 대한 광범위한 논의가 대체 포집 채널 또는 저장 수단을 언급하는 동안 기계적 씰을 꺼리지 마십시오. 기계적 씰은 이러한 고급 시스템에서 효율성과 안정성을 제공하는 데 중요하며 기후 변화 완화에 중요하지만 거의 주목받지 못하는 기여를 합니다.

CCUS 환경 차트 작성

탄소 포집, 활용 및 저장은 발전소와 산업 분야를 포함한 출처에서 CO2를 포집하여 환경에 미치는 GHG 배출 영향을 완화하는 데 사용되는 기술 세트로 지칭됩니다. 그런 다음 이 포집된 CO2는 추가 공정에 적용되거나 지하에 저장되어 대기로의 배출을 방지할 수 있습니다. CCUS가 포괄하는 작업은 광범위하고 다양하며, 일부 접근 방식에는 대기에서 CO2를 직접 공기 포집하는 것과 BECCS(바이오에너지 생산 및 탄소 포집 및 저장)가 포함됩니다. 게다가 지질 저장 방법의 기술이 발전함에 따라 CO2를 장기적으로 안전하게 저장할 수 있습니다.

이러한 기술은 모두 고유한 과제를 가지고 있는데, 특히 운영 신뢰성과 안전 문제가 있습니다. 특히 초임계 상태와 고압 하에서 CO2는 부식성과 독성이 있어 매우 위험합니다. 이러한 과제는 매우 안정적이고 견고한 인프라와 장치를 요구합니다.

마찬가지로 효율적인 CCUS 솔루션에 대한 글로벌 수요가 계속 증가함에 따라 프로세스가 진행되는 관련 장비 측면에서 신뢰성에 대한 레시피가 가장 중요합니다. 이 측면에서 기계적 씰이 없어서는 안 될 역할을 합니다. 기계적 씰은 CCUS 운영에서 중요한 역할을 하며 펌프, 압축기 및 기타 여러 중요 시스템의 중심에 위치합니다. 이는 CO2를 포함하고 심각한 환경 및 안전 위험을 초래할 수 있는 누출을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 씰은 다시 한 번 CO2가 두 싱크대 외부의 어떤 것에 도달하거나 오염되는 것을 차단합니다.

격납은 기계적 씰에 관한 유일한 관심사가 아닙니다. 기계적 씰은 성능과 내구성 측면에서 CCUS 시스템에서도 중요한 역할을 합니다. 사실, 이러한 씰은 유지 관리 및 교체의 필요성을 최소화하고 이러한 누출 및 오염을 방지하여 가동 중단 시간을 최소화하여 탄소 포집 프로젝트의 비용 효율성을 더욱 높입니다. 사실, CO 2의 순도는 향상된 석유 회수(EOR)와 같이 후속 기술적 응용 분야에 사용되는 시스템에서 매우 중요합니다. 사실, 모든 하류 응용 프로그램이 효과적이고 안전하려면 기계적 씰이 공정을 통해 보존된 CO2 품질의 무결성을 보장하는 데 매우 중요합니다.

간단히 말해서 CCUS 부문이 발전하고 확장됨에 따라 기계적 씰이 더욱 중요해지고 있습니다. 기계적 씰은 단순한 구성 요소가 아니라 탄소 포집, 활용 및 저장 사이트의 안전하고 효과적이며 성공적인 배치에 필수적입니다. 기계적 씰은 기후 변화에 맞서기 위한 기술 혁신의 노력 자체를 누출하거나 오염시키지 않고도 잔혹한 힘을 견딜 수 있었습니다. 상상할 수 있는 것은 아무것도 불가능했을 것입니다.

CCUS의 최신 기술 혁신

현재 CCUS 기술 혁신은 효율성 증가, 운영 비용 감소 및 광범위한 배포의 확장성과 같은 특성을 개발하고 있습니다. 현재 주요 혁신은 더 나은 화학 용매를 만드는 데 있습니다. 이러한 최첨단 용매는 상당히 적은 에너지 사용으로 더 많은 양의 CO2를 흡수하여 포집 프로세스의 에너지 효율성을 개선합니다. 그러나 자연적 과정 대신 흡착 재료 및 프로세스 자체의 혁신으로 인해 직접적인 공기 포집 잠재력이 더 큰 규모로 확대되었습니다. 이는 주변 공기 이산화탄소가 이러한 재료에 선택적으로 흡착되도록 하기 위한 것이며, 기술을 더 광범위하게 채택할 수 있도록 실용적이고 비용 효율적으로 만드는 데 중요한 단계입니다.

이러한 화학 및 재료 혁신과 병행하여 CCUS 공정에서 무결성과 효율성에 필요한 기계적 씰 기술의 연결되지만 매우 중요한 영역에서도 발전이 이루어졌습니다. 현대의 기계적 씰은 모든 각 단계에서 CO2의 고도로 부식성이 강한 특성과 CCUS 작업의 높은 압력과 온도를 견디도록 설계 및 테스트되었습니다. 씰의 내구성과 신뢰성은 씰 구조에 사용되는 고급 세라믹 및 고유한 합금 조합을 사용하여 크게 개선되었습니다. 이러한 재료를 사용하면 씰의 마모 및 부식 저항성이 훨씬 높아져 유지 관리 또는 교체 사이에 더 긴 작동 기간을 제공합니다.

또한, 기계적 씰에 스마트 기술을 통합하는 것은 진화적입니다. 이러한 스마트 씰에는 실시간으로 여러 작동 매개변수를 감지하는 센서가 장착되어 있습니다. 또한 씰 성능과 상태를 지속적으로 모니터링하여 예측 유지 관리를 수행할 수 있는 기능을 제공합니다. 이러한 유형의 기술은 시기적절하지 않은 정지 가능성을 줄여 발생하기 전에 가능한 오류를 식별하여 CCUS 시스템의 운영 안정성을 향상시킵니다. 궁극적으로 기계적 씰 기술의 이러한 발전은 이러한 시스템의 대규모 롤아웃 운영을 안전하고 신뢰할 수 있고 비용 효율적으로 수행할 수 있도록 보장함으로써 CCUS 인프라를 개발하는 데 필요한 요구 사항을 충족합니다.

기계적 씰이 CCUS의 주요 과제를 해결하는 방법

그 이상으로, 기계적 씰은 대부분의 주요 문제를 해결하기 위해 CCUS 기술에 통합되고 있습니다. 특히, CO2 씰링(특히 초임계 상태에서)은 어떠한 저하 없이도 엄격한 씰 요구 사항을 부과합니다. 게다가, 기계적 씰은 잠재적인 누출을 방지하여 시스템 무결성을 보장하는데, 누출은 매우 독성이 강하고 주요 환경 오염을 일으킬 수 있습니다. 이는 누출이 탄소 포집 및 저장의 목적 자체를 무너뜨릴 수 있기 때문에 초임계 CO2를 파이프로 연결하고 저장하는 것과 같은 공정에 특히 중요합니다.

게다가 기계적 씰이 약속할 수 있는 최소한의 유지 관리 및 작동 수명 특성은 CCUS 장비에서 높은 수요가 있습니다. 이러한 요소에 필요한 교체 또는 수리 빈도가 낮을수록 전체 장치의 가동 시간이 길어지고 따라서 처리되는 CO2 양이 그에 따라 증가합니다.

마지막으로, CCUS 기술의 경제적 잠재력은 유지 관리 및 시스템 다운타임과 관련된 낮은 비용으로 향상될 수 있습니다. 고품질 기계적 씰은 유지 관리 주기를 줄이는 데 도움이 되며, 시스템 고장 위험을 줄여 전체 운영 비용을 낮추는 데 더욱 도움이 됩니다.

CCUS 기계적 씰을 위한 신뢰할 수 있는 파트너의 가치

CCUS의 이 복잡한 게임에서 고품질 기계적 씰을 제공할 수 있는 신뢰할 수 있는 파트너는 모든 차이를 만들어낼 수 있습니다. CCUS 애플리케이션과 관련 과제의 뉘앙스에 대한 광범위한 파트너 경험 향상된 전체 시스템 성능 및 안정성을 제공하는 맞춤형 솔루션 제공 이러한 파트너십은 지속 가능하고 적절한 씰링 솔루션뿐만 아니라 지속적인 지원과 혁신을 위해서도 필요합니다.

신뢰할 수 있는 파트너를 사용하면 해당 애플리케이션에 올바른 기계적 씰이 사용되고 있는지 확인하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 시스템 분석 및 유지 관리에서 고장 분석까지 모든 것을 제공합니다. 이러한 수준의 지원은 CCUS 시설에서 바람직할 뿐만 아니라 필수적입니다. 해당 장치가 서비스를 중단하는 매 순간 수백만 달러, 아니 그 이상의 비용이 들고 환경에 더 큰 영향을 미칩니다.

또한, 미래에 더 많은 CCUS 기술이 발전함에 따라, 밀봉 기술에도 혁신이 필요합니다. 연구 및 개발에 전념하는 파트너와 협력함으로써 CCUS 엔지니어와 건축가는 실험실에서 정제된 기존 밀봉 기술과 새로운 산업 요구를 충족하는 새로운 밀봉 기술을 선보일 것입니다.

CCUS에는 많은 움직이는 부품이 포함되어 있으며 기계적 씰은 작은 구성 요소 중 하나이지만 효과적이고 신뢰할 수 있는 안전한 CCUS 시스템에서 암호화는 지나치게 큽니다. 세계가 기후 변화에 맞서 싸우는 데 그 어느 때보다 기술에 의존하고 있기 때문에 기계적 씰은 당연한 일입니다. 이는 CCUS가 지구 온난화에 맞서 싸우는 데 필요한 솔루션 세트의 일부가 되어야 하는 이유를 강조하지만, 이는 지속적인 혁신과 지식 파트너십이 뒷받침되어야만 기술이 적어도 제대로 작동하도록 할 수 있습니다.