Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

CFD Simulation of Pd-Ag Membrane Process for $CO_2$ Separation

이산화탄소 분리를 위한 Pd-Ag 분리막 공정의 CFD 모사

  • Oh, Min (Department of Chemical Engineering, Center for Energy Policy, Hanbat National University) ;
  • Park, Junyong (Department of Chemical Engineering, Center for Energy Policy, Hanbat National University) ;
  • Noh, Seunghyo (Department of Chemical Engineering, Center for Energy Policy, Hanbat National University) ;
  • Hong, Seong Uk (Department of Chemical Engineering, Center for Energy Policy, Hanbat National University)
  • 오민 (한밭대학교 화학공학과, 에너지정책연구소) ;
  • 박준용 (한밭대학교 화학공학과, 에너지정책연구소) ;
  • 노승효 (한밭대학교 화학공학과, 에너지정책연구소) ;
  • 홍성욱 (한밭대학교 화학공학과, 에너지정책연구소)
  • Received : 2009.01.09
  • Accepted : 2009.01.23
  • Published : 2009.02.10
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Abstract

In this study, for the flow of carbon dioxide/hydrogen mixture through a tubular type Pd-Ag membrane, hydrogen partial pressure, velocity profile, and concentration profile were simulated as a function of inlet flow rate using computational fluid dynamics (CFD) technique. The simulation results indicated that the mole fraction of carbon dioxide increased slowly in the longitudinal direction as the flow rate increased. In addition, the effects of inlet flow rate and the length of membrane on hydrogen recovery were investigated. At lower flow rate and for longer membrane, the hydrogen recovery was larger.

본 연구에서는 이산화탄소/수소 혼합기체가 관 모양의 Pd-Ag 막을 통과할 때 관 안에서의 이산화탄소 및 수소의 몰분율, 수소 분압, 그리고, 속도 구배 등을 CFD (Computational Fluid Dynamics) 기법을 사용하여서 다양한 유입 속도에 대해서 모사하였다. 모사 결과에 의하면 유입 속도가 증가할수록 관의 길이 방향을 따라서 이산화탄소의 몰분율이 더디게 증가함을 알 수 있었다. 또한, 혼합 기체의 유입 속도와 관의 길이가 수소 회수율에 미치는 영향에 대해서 살펴보았으며 낮은 유입속도와 긴 관의 경우에 수소 회수율이 큰 것을 알 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : 분리 막을 이용한 연소전 $CO_2$ 포집 기술개발

Supported by : 지식경제부

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