• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.143-143
• /
• 2010

GTL(Gas-to-Liquids)공정 중 합성가스 제조공정(Reforming Process)인 ATR(Auto-Thermal Reforming), SCR(Steam Carbon Reforming), POx(Partial Oxidation)의 시뮬레이션 연구를 수행하였다. Reforming 공정에서 생산된 합성가스는 GTL 합성유 제조공정인 FT(Fischer-Thropsch) 반응기로 주입되며, 합성유 생산에 최적의 효율을 보이는 H2/CO 비(합성가스에 포함된 반응물비)는 2.0으로 알려져 있다. FT공정은 합성가스를 원료로 고온 및 고압 반응을 거쳐 GTL 공정의 최종 생산품인 FT합성유를 제조하는 공정이다. 본 연구에서는 FT공정 효율 극대화를 위해 reforming 공정에서 생성되는 합성가스 내 H2/CO의 비를 2로 수렴토록 모사조건을 설정하였으며, 상기 조건을 만족하는 reforming 공정들의 운전 온도 및 feed 조성을 분석하고 비교하고자 한다. 현재 GTL 플랜트관련 산업계에 적용 혹은 주 연구대상인 reforming 공정으로는 ATR, SCR, POx 공정이 있다. ATR 공정은 $850{\sim}1100^{\circ}C$에서 메탄, 스팀 및 산소를 원료로 활용하여 H2 및 CO를 생산하는 공정으로 발열/흡열 반응이 상존하여 에너지 비용이 낮지만 공정구조 상 열회수설비 및 ASU(Air Separation Unit)이 필요하기에 CAPEX(초기설비 설치비용)가 높은 편이다. SCR공정은 CH4, Steam 및 CO2를 연료로 하기에 이산화탄소가 일정부분 포함된 가스전에도 적용이 가능하나 공정 운전 중 지속적으로 외부에서 열을 공급해야 하기에 에너지 투입비용이 높은편이며, 탄소침적의 문제가 있어 대용량 플랜트에는 적합하지 않다. POx공정은 약 $1,500^{\circ}C$의 고온에서 CH4가 O2에 의해 부분 산화되는 방식으로 촉매가 필요없어 설비비가 타 공정에 비해 저렴하나 생산가스의 H2/CO비가 다소 낮아 전체적인 GTL 공정효율이 저하되는 단점이 있다. 상기 세 공정은 GTL 산업계에서 실증 및 효율증대를 위해 주로 연구되는 공정이기에 본 연구의 분석대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 상용공정모사기인 Aspen Plus를 활용하여 reforming 공정별로 FT합성공정의 최적 조건(H2/CO=2)을 만족하는 합성가스 생산조건 분석 및 비교를 수행할 예정이다. 운전조건인 공정 운전온도 및 feed 가스조성 등을 모사하기 위해 합성가스 reforming 공정을 모델링하고 공급유량 및 압력 등의 운전변수는 GTL국책과제 1단계 연구수행 결과를 토대로 선정하고자 한다. GTL공정의 경우, 설비의 운전조건이나 연료가스의 구성 및 유량에 따라 적합한 reforming 공정이 다르기에 본 시뮬레이션 결과를 향후 GTL 플랜트 공정모델 설계시 reforming 공정선정에 참고자료로 활용하고자 한다.

• 대한핵의학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.62-73
• /
• 2000

목적: 식도암은 종양자체 혹은 주위조직의 침범으로 인한 식도 내강의 협착으로 음식물 섭취가 곤란하고 이에 따른 영양결핍, 면역력 약화등으로 생존율이 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 좁아진 식도 내강을 넓혀줄 뿐만 아니라 종양에 방사선 치료도 병행할 수 있는 새로운 형태의 식도암 치료용 방사성 stent를 개발하고자 한다. 대상 및 방법: ${\ulcorner}$하나로${\lrcorner}$ 연구로를 이용하여 금속 stent 외부를 $^{166}Ho$ 동위원소가 함유된 원통형의 방사성슬리브로 덮어 씌운 방사성 stent 어셈블리($^{166}Ho$-SA)를 전 방사능화법과 후 방사능화법에 의하여 제조하였다. 결과: 폴리우레탄 :매트릭스 내에 함유되어 있는 $^{165}Ho(NO_3)_3$ 및 $^{166}Ho(NO_3)_3$의 분포도를 전자현미경 사진과 자가방사기록법으로 확인한 결과 이들 화합물이 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있었다. 식도의 구조적 특성을 고려한 전산용 기하학적인 모델을 개발하여 식도벽에 전달되는 흡수선량을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 방사성 stent를 황견을 대상으로 식도부위에 삽입한 결과 육안적으로 점막층의 함몰이 일어나 식도내강이 넓어짐을 확인할 수 있었다. 결론: 금속 stent 외부에 $^{166}Ho$ 동위원소가 함유된 얇은 원통형 sleeve를 덮어씌워 균일한 방사선을 방출할 수 있는 방사성 stent를 개발하였으며, 이를 좁아진 식도부위에 삽입하면 물리적 압력에 의한 식도 내강의 확장과 함께 서서히 방사선 효과에 의해 종양괴사를 유도함으로 시간이 지남에 따라 종양 크기의 증대에 의한 이차적 폐쇄를 현저히 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자기학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.23-31
• /
• 2011

비파괴 검사방법 중 자기누설 방법을 이용한 비파괴 검사방법은 높은 자기 투자율을 갖고 있는 배관 검사에 적합하다. 자기누설 방식이 적용된 시스템을 MFL PIG라고 하는데 이전 MFL PIG는 금속 손실이나 부식과 같은 결함을 검출하는 데 높은 성능을 보인다. 하지만 MFL PIG는 배관 내 외부의 압력차에 의해 발생하는 크랙을 검출하는데 어려움이 있다. 크랙은 매우 가늘고 길게 발생하기 때문에 축방향으로 자기장을 형성하는 기존의 MFL PIG에서는 자기장이 통과하는 크랙의 단면적이 변화가 거의 없게 된다. 크랙은 배관에서 빈번히 발생하는 결함으로 사고의 위험은 금속 손실이나 부식에 의한 것보다 훨씬 크다. 그러므로 크랙을 검출하기 위한 새로운 PIG가 연구 개발 될 필요가 있다. CMFL PIG는 자기장을 원주방향으로 형성하여 크랙에서의 자기 누설을 최대화할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 비선형 유한요소해석법을 이용하여 CMFL PIG를 설계하고 자기장 분포를 분석하였다. CMFL PIG를 이용하여 NACE의 표준인 크랙을 검출할 수 있고 크랙의 형상을 추정하기 위해 많은 종류의 크랙에 대해 자기장의 누설을 분석하고 신호 처리를 통해 형상 추정을 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제45권6호
• /
• pp.619-626
• /
• 2007

막을 이용한 분리 공정은 상(phase) 변화가 없고 낮은 에너지 소비, 장치의 간소화, 큰 선택성, 가공의 용이성, 낮은투자 및 운용비용 등 여러 가지 장점으로 인하여 다른 방법들에 비해 분리가 간단하다는 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 여러 가지 기체 분리 방법 중 막을 이용한 기체 분리는 막 층 내에서의 기체 분자의 투과성의 차이를 이용하여 기체 분리를 할 수 있다. 이러한 기체 투과 특성을 예측하기 위해서 본 연구에서는 PDMS, ${\gamma}-radiated$ PDMS, PTFE, PTFE-X 기체 분리막을 선택하였다. 네 가지 분리막의 기체 투과 실험의 결과를 이용하여 열역학적으로 고찰, 분석 후 실험데이터의 reduction 및 regression을 통하여 온도, 압력등의 외부 조건과 기체 분자의 열역학적 특성값에 따른 기체 투과특성 예측식을 개발하였다. 이렇게 개발된 예측식으로 구한 값과 실험데이터를 비교하여 객관적 신뢰성을 확인하였다. 이로 인하여 분리막이 분리 조건과 각각의 기체의 열역학적 특성값($\sigma$, $\varepsilon/k$)으로 기체 투과특성을 알 수 있으므로 예측식을 여러 분야에서 활용할 수 있다 하겠다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권1호
• /
• pp.51-57
• /
• 2019

LNG 플랜트의 설비 배치는 안전, 환경과 관련된 법규 및 유지 및 보수 공간, 작업자 이동 통로 등 작업자의 근무환경이나 안전과 관련된 다양한 설계 제약조건을 충족해야 한다. LNG 플랜트 설비 중 가장 중요한 초저온 공정인 액화공정의 경우, 배관 내 유체와 외부 대기와의 온도 차이에 의한 열 손실과 유체 흐름 시 발생하는 압력 손실이 발생하기 때문에 가능한 설비 간 배관 길이는 짧을수록 유리하다. 따라서, 액화 공정을 건설할 때 다양한 제약조건을 만족하면서 배관의 길이를 최소로 하는 설비 배치가 이루어져야 하며, 이러한 문제는 수학적 모델링으로 배관의 비용을 목적함수를 만들어 이를 최소화하는 최적화 문제로 다룰 수 있다. 이와 관련된 기존 연구들은 대체로 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격거리 등 안전 요소를 간과해 왔다. 또한, 기존 연구는 대체로 개념설계를 이용한 배치를 다루어 왔으며, 이미 건설된 실제 배치 결과와 최적화 결과를 비교하여 배치 최적화 문제가 실제 어느 정도 비용 절감 효과가 있는지 검증한 내용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 작업자의 근무나 안전과 관련된 장치 간 이격거리와 유지 보수와 관련된 제약조건 식을 세우고 장치를 연결하는 파이프의 총 비용을 목적함수로 하는 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제를 설계하였다. 하지만, 식이 복잡하고 공정 특성에 따라 다양한 제약조건을 추가해야 하는 경우가 있으므로 목적함수의 미분식을 이용하여 푸는 기존의 최적화 방법론으로 풀기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 목적함수의 미분식 없이 최적해를 찾을 수 있는 PSO (Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 실제로 가동 중인 C3MR (Propane precooling Mixed Refrigerant) 공정에 대한 최적화를 수행하여, 본 연구에서 제안한 방법이 어느 정도 효과가 있는지 검증하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.138-147
• /
• 2007

한강유역의 자연환경과 사회경제활동을 평가하고 유역의 환경 및 한강하구 관리와 관련한 정책시사점을 제시하기 위하여 에머지 평가를 수행하였다. 한강유역의 경제는 2005년에 연간 $5.19{\times}10^{23}\;sej/yr$의 에머지를 사용하였다. 한강유역의 경제는 외부 에머지원에 대한 의존도가 아주 높았으며, 유역 내부의 자연환경이 제공한 에머지는 전체 사용량의 15.6%에 불과해 사회경제활동의 자립도가 낮았다. 화폐로 나타낸 한강유역의 2005년 대외교역수지는 적자를 기록하였지만, 에머지로 나타낸 교역수지는 흑자를 나타냈다. 한편, 한강유역의 인구는 유역의 자연환경이 부양할 수 있는 수용력을 훨씬 초과하고 있는 것으로 나타났는데, 유역의 재생가능에머지가 부양할 수 있는 인구는 2005 년 유역 인구의 1.8%에 불과하였다. 외부의 에머지가 지속적으로 유입하여 선진국 수준으로 발전할 경우를 가정한 경우에도 유역 인구의 14.3%에 지나지 않았다. 한강유역의 사회경제활동이 자연환경에 미치는 영향은 아주 높아 환경부하비율이 54.8에 달했으며, 유역 경제의 지속가능성을 나타내는 에머지지속성지수 또한 0.02로 아주 낮게 나타났다. 종합적으로 한강유역의 사회경제활동은 현재의 상태에서는 지속가능하지 않은 것으로 평가되었다. 한강유역의 낮은 지속가능성은 유역의 자연환경뿐만 아니라 서해로 이어지는 중요한 전이생태계인 한강하구의 보전과 지속 가능한 이용에도 악영향을 끼칠 수밖에 없다. 따라서 한강유역, 특히 수도권에 집중되어 있는 인구와 경제활동을 유역내의 다른 지역이나 유역 바깥의 다른 지역으로 분산시켜 유역 환경과 한강하구에 미치는 압력을 완화시킬 필요가 있다. 또한 한강유역의 수용력을 증가시킬 수 있도록 생태계 생산력을 회복하기 위한 적극적 생태계 복원정책을 추진할 필요가 있다. 이런 점에서 자연하구의 원형을 잘 유지하고 있으며, 생물종다양성과 생산력이 높은 한강하구의 보전과 지속 가능한 이용을 위한 구체적인 조치가 시급히 시행될 필요가 있다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.69-76
• /
• 2014

목 적 : 외부 압박을 통해 전립선암 환자의 복강 내 압력을 안정화시켜 움직임을 감소하여 치료 간(interfraction)과 치료 중(intrafraction)에 변화를 측정하여 평가하고자 시행하였다. 대상 및 방법 : 10명의 전립선환자들은 전체 치료과정동안 MVCT 스캔을 통해 치료 전과 후에 걸쳐 환자 당 60개의 영상을 획득하였고 획득한 좌우방향(X), 상하방향(Y), 전후방향(Z), 회전방향(Roll)에 대한 Shift 값들을 이용하여 복부 압박 시 치료 간 치료준비 변화와 치료 중 표적 움직임의 상호 연관성을 분석하였다. 결 과 : 치료 간의 움직임 변화는 평균 좌우방향(X)에서 $0.65{\pm}2.32mm$, 상하방향(Y)에서 $1.41{\pm}4.83mm$, 전후방향(Z)에서 $0.73{\pm}0.52mm$, 회전방향(Roll)에서 $0.96{\pm}0.21^{\circ}$로 나타났다. 치료 중 움직임 변화는 평균 좌우방향(X)에서 $0.15{\pm}0.44mm$, 상하방향(Y)에서 $0.13{\pm}0.44mm$, 전후방향(Z)에서 $0.24{\pm}0.64mm$, 회전방향(Roll)에서 $0.1{\pm}0.9^{\circ}$로 나타났다. 결 론 : 전처치과정과 외부에서 복부압박을 통한 전복부의 움직임을 제한한다면 치료동안에 내부 장기와 환자의 움직임을 감소시켜 보다 적은 여유(margin)로 계획용 표적체적(PTV)을 생성할 수 있어서 정상조직의 부작용 증가 없이 더욱 이상적인 선량 체적을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.