The solubilities of $CO_2$ in the aqueous potassium carbonate solutions and potassium carbonate solutions mixed with Poly(ethylene glycol) and 1,2(propanediol at 298.2 and 323.2 K were measured over the pressure range of 5 to 2000 kPa. The concentrations of the aqueous mixtures by mass were 5 % $K_2CO_3$, 5 % $K_2CO_3$15 % PEG, 5 % $K_2CO_3$30 % PEG, 10 % $K_2CO_3$, 10 % $K_2CO_3$15 % PEG, and 5% $K_2CO_3$15 % 1,2propanediol.
The experimental solubility results were presented by the mol ratio of $CO_2$ and $K_2CO_3$ contained in the liquid mixture. The solubilities of $CO_2$ in the liquid solution increased with the partial pressure of $CO_2$ and decreased with the solution temperature. Even if the increase of the initial amount of potassium carbonate in the solution decreased the $CO_2$ loading, the totally absorbed amount of $CO_2$ increased. The addition of PEG and 1,2-propanediol to the liquid solution decreased the solubility of $CO_2$ at a fixed temperature and pressure.
A simple theoretical modeling of the absorption phenomena was considered semi-empirically in the amine and potassium carbonate solutions. For the system containing amine, the model of Li and Shen as adapted and the calculated equilibrium partial pressure of $CO_2$ was compared with the experimental data of 15.3 mass % MEA aqueous solution at 313.2 K. The predicted results were well correlated with the experimental data. For the system containing potassium carbonate, the use of the equilibrium constant in the literature predicted a results with somewhat large deviations from the experimental data. This is because there was no consideration of the liquid phase non-ideality. When the liquid phase non-ideality was lumped into the parameters in the equilibrium constant, the calculated results were satisfactorily correlated with the experimental data.
탄산칼륨, 탄산칼륨과 PEG, 탄산칼륨과 1,2-propanediol 수용액상에서 이산화탄소의 용해도가 298.2와 323.2 K 온도, 5에서 2000 kPa 압력범위에서 측정되었다. 액상의 농도는 질량 %로 5% $K_2CO_3$, 5% $K_2CO_3$-15% PEG, 5% $K_2CO_3$-30% PEG, 10% $K_2CO_3$, 10% $K_2CO_3$-15% PEG, 5% $K_2CO_3$-15% 1,2-propanediol이다.
용해도는 액상수용액에서 이산화탄소와 탄산칼륨의 몰 비로 표현되었다. 이산화탄소의 용해도는 분압이 증가함에 따라 온도가 감소함에 따라 증가하였다. 탄산칼륨의 농도가 증가함에 따라 로딩은 감소하였으나 실제적으로 흡수된 이산화탄소의 양은 증가하였다. 탄산칼륨 수용액에 PEG 와 1,2-propanediol을 첨가하면 이산화탄소의 용해도는 감소하였다.
아민 수용액과 탄산칼륨수용액에서 간단한 이론적 모델을 적용하였다. 아민의 경우 Li와 Shen의 모델이 적용되어 313.2 K에서 MEA 15.3% 수용액에 대한 이산화탄소 용해도 실험 값과 비교되었다. 예측된 결과는 실험값과 잘 일치하였다. 탄산칼륨 수용액에서는 문헌에 보고되어 있는 평형상수를 사용하였을 때 계산된 값은 실험값과 많은 차이를 보여주었다. 이는 액상의 비이상성이 고려되지 않았기 때문이다. 액상의 비이상성이 새로 계산된 평형상수에 고려되었을 경우 계산된 값은 실험값과 잘 일치하였다.
