• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.05a
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• pp.921-922
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• 2014

에너지 절약과 에너지 재생산 측면에 있어서 일상생활에서 낭비되고 있는 에너지를 다시 회수하여 재사용 할 수 있는 시스템은 경제적인 측면에서 그 가치가 높다고 할 수 있다. 이러한 관점에서 일반 주유소나 도장시설 등과 같은 환경에서 무심히 대기로 배출되는 휘발성 유증기를 포집하여 다시 에너지로 재사용하게 되면 경제적인 효과가 높다고 할 수 있다. 본 논문은 기존의 PLC 기반으로 동작하고 있는 휘발성유기화합물에 대한 액화장치(Liquefaction equipment)를 정보통신기술(Information & Communication Technology)을 접목시켜 액화장치를 효율적으로 관리하고, 내부 액화온도를 적절하게 제어하여 액화기의 효율을 향상시키고자 한다. 또한 액화기의 운전상태에 대한 정보를 ZigBee 기반의 무선 통신기술을 도입하여 원격지 관리서버로 액화기 상태정보를 전송하여 액화기에 대한 합리적인 운전 스케쥴 관리와 에너지 생산성을 높이고자 하며, 스마트기기로 모니터링 할 수 있도록 액화장치의 정보를 제공하고자 한다.

• Journal of Korea Foresty Energy
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• v.21 no.3
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• pp.18-27
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• 2002

Pine bark was liquefied in the presence of phenol using organic sulfonic acids as catalysts, and the liquefied barks were characterized. It was found that the organic sulfonic acids were more effective catalysts than hydrochloric acid for complete liquefaction of pine bark. The liquefied barks prepared from phenol-organic sulfonic acid liquefaction were highly phenolated, and the amounts of combined phenol were 2-3 times greater than that of the liquefied bark obtained from phenol-hydrochloric acid liquefaction. The glass transition points (Tg) were lower than that of the liquefied barks prepared from phenol-hydrochloric acid. It can be concluded that by using the organic sulfonic acids, the phenol used as a liquefying reagent is highly introduced into the bark, resulting in the phenolated bark preventing further condensation reactions, which may occur during the liquefaction. The carbohydrates such as cellulose and hemicellulose in the liquefied barks were almost decomposed during the liquefaction, from the results of IR spectra and neutral sugar analyses. Energy dispersive X-ray spectromery (EDS) results from the residues and the liquefied barks showed that the organic sulfonic acid catalysts did not lead to serious corrosion of the reactor compared with the hydrochloric acid catalyst.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.9 no.5
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• pp.742-748
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• 1998

Experiments have been conducted to investigate synergistic effects and mechanisms of the Alaskan subbituminous coal/polypropylene (PP). Coliquefaction of coal/PP gave the synergistic effect in yields by 17% compared to independent liquefactions of coal or PP at $430^{\circ}C$. To analyse coliquefaction mechanisms, the second and zeroth order kinetic models were developed for coal and PP conversions respectively. When the models were simulated to fit coliquefaction results, those represented results successfully with the correlation coefficient of 0.99. The amount of tetralin needed to liquefy unit mass of coa 1(${\beta}$) was also calculated using the developed model. According to the calculated results, $\beta$ increased from 0.4 to 1.0 as the coliquefaction temperature increased from $410^{\circ}C$ to $470^{\circ}C$. This indicated that tetralin lowered the molecular weight of oil produced, and this phenomenon was recognized by the GPC analyses. Furthermore, it was found that tetralin prohibited the liquefaction of PP when coal was not added. On the other hand, tetralin was believed to act as a hydrogen-donor solvent to coal rather than prohibit PP liquefaction during coliquefaction. Therefore, the liquefaction rate of PP increases and synergistic effects in oil yields are mainly due to the increase in PP liquefaction during coal/PP coliquefaction.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.246.1-246.1
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• 2010

본 연구는 바이오가스의 에너지효율성을 높이기 위한 연구로서 바이오가스 정제공정과 초저온액화공정을 통하여 액화바이오메탄을 생산하는 바이오가스 고질화기술개발 연구이다. 바이오가스 정제공정은 탈황, 제습, 흡착, 압축, $CO_2/CH_4$ 분리공정으로 구성하고, 초저온액화공정은 열교환기, $CO_2$ 제거설비, 질소냉매 공급공정으로 구성하여 혐기성소화조에서 발생하는 바이오가스($CH_4$ 농도: 60~65%, $H_2S$: 1,500~2,500ppm)를 $200Nm^3/hr$의 유량으로 인입시켜 액화바이오메탄을 생산하였다. 연구결과, 탈황공정에서는 가성소다 세정법을 이용하여 1,500~2,500ppm으로 인입되는 $H_2S$를 100ppm 이하로 제거한 후, 흡착법을 이용하여 $H_2S$를 완전히 제거하였다. 바이오가스에 포화된 수분은 냉각제습과 흡착제습공정을 통해 Dew point $-70{\sim}-90^{\circ}C$까지 제거하여 안정적으로 $CO_2/CH_4$ 분리공정에 인입시켰다. $CO_2/CH_4$ 분리공정은 흡착방식을 적용하여 $CH_4$ 순도가 95% 이상인 바이오메탄을 생산하였으며, 이때 메탄 회수율은 약 87%이였다. $CO_2$가 분리된 바이오메탄은 초저온액화공정을 이용하여 액화바이오메탄으로 전환시켰다. 이때 초저온액화공정은 Reverse Brayton cycle로 구성하였으며, 냉매로는 질소를 사용하였다. 액화바이오메탄의 생산은 바이오메탄을 등엔트로피과정인 단열팽창을 통하여 $-155{\sim}-159^{\circ}C$의 초저온으로 냉각되는 질소냉매와 열교환기에서 열교환시켜 이루어졌으며 그 생산량은 $3.46m^3$/day(1bar, $-161^{\circ}C$)이었다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.17 no.1
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• pp.67-72
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• 2013

The LNG liquefaction plant which have a higher value-added business in the LNG value chain takes about 35% of total cost. Liquefaction process is core technology of liquefaction plant. Almost all of cost which was consumed from the liquefaction plant, using for operation energy of liquefaction process. The cost can be reduced by increasing efficiency of liquefaction cycle. C3MR(propane pre-cooled, mixed refrigerant cycle) which liquefies NG using propane and MR cycle has the high efficiency, so C3MR is mostly used liquefaction process in LNG industry. In this study, process simulation and analysis were performed for C3MR process. C3MR process variables were found through this simulation and analysis, and then the process optimization was performed. It is considered that the results of process analysis, process variables and process optimization study can be utilized to develope new liquefaction process.

• Journal of Energy Engineering
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• v.7 no.1
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• pp.138-145
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• 1998

Synergistic effect and characteristics of coliquefaction with Alaskan subbituminous coal and polypropylene (PP) were investigated in a tubing-bomb reactor. Coliquefaction results showed considerable synergistic effect on conversions for various coal/PP compositions and tetralin addition. Therefore, coliquefactions conversions at 430$^{\circ}$C and 450$^{\circ}$C with (coal 2 g+PP 2g) and 4 ml tetralin appeared 20.0 and 11.6 per cent higher respectively compared to the conversion of (coal+tetralin) and (PP+tetralin) liquefactions. According to gas chromatographic analyses, hydrogen was not needed during PP liquefactions. On the other hand, 0.70~0.83 part of tetralin per part of coal was converted into naphthalene by donoring hydrogen to free radicals during liquefaction. Also, extraction results by decalin proved that synergistic effect of coliquefaction were mainly due to PP decomposition catalysed be coal.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.109.1-109.1
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• 2010

Hybrid형 석탄액화 공정은 직접액화 (Direct Coal Liquefaction, DCL)공정과 간접액화 (Indirect Coal Liquefaction, ICL)공정으로 구성 되며, 공정의 경제성을 분석하기위하여 주요 제품 (디젤, 납사) 생산량이 50,000barrel per day (BPD)의 Hybrid형 석탄액화공정을 선정하고 공정에 적합한 검토기준을 세워 건설비용 및 매출액등을 산정하였다. 또한 석탄액화공정에 대한 중요 변수들의 가격 변동에 따른 민감도 분석을 실시하였다. 생산량을 기준으로 선정된 원료탄(Illinois #6 유연탄)의 사용하였을 때, 총 투자액은 $4,114,730,000 로 나타났으며, 고정비는 $93,610,000, 변동비는 $407,225,000으로 분석되었다. 경제성 분석결과 내부수익률 (internal rate of return, IRR)은 기본조건에서 11.48%로 나타났으며, 순현가(net present value, NPV)는 $526,478,000으로 나타났다. 원금상환 기간은 6.9년으로 나타났으며, 민감도 분석 결과 제품가격, 원료석탄가격, 건설비의 변동률 순서로 수익률에 변화를 주는 것으로 나타났다. 민감도가 가장 높은 제품 가격 25% 상승 시, IRR과 NPV는 각각 17.24%, $2,804,919,000로 나타났다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.228-236
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• 2000

본 연구에서는 순간 고온식 tubing-bomb reactor를 사용하여 41$0^{\circ}C$에서 Alaska산 아역청탄, 폐타이어, 폴리프로필렌 혼합물의 공동액화 시 액화특성 및 상승효과를 연구하였다. 석탄, 폐타이어와, 폴리프로필렌의 조성을 변화시키고 수소공여용매인 tetralin의 양을 변화시켜가며 공동액화를 진행했을 경우 공동액화율을 살펴보면, 무촉매 반응의 경우 폴리프로필렌의 양이 많아지면 tetralin이 첨가되지 않았을 경우 액화율이 증가하였으나 tetralin이 첨가되었을 경우 공동액화율이 감소하였다. 촉매 반응의 경우에는 모든 반응조건에서 상승효과가 나타났으며 폴리프로필렌의 양이 증가할수록 공동액화율이 증가하여 석탄 : 폐타이어 : 폴리프로필렌의 조성이 1:1:3에서 tetralin 4$m\ell$, Co-naphthenate 촉매 사용하였을 때가 최적의 반응조건으로 83%의 공동액화율을 나타내었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.73-73
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• 2010

합금원소가 다량 첨가된 고합금강, 스테인리스강, Ni기 초내열합금 등은 용접시 혹은 후열처리 동안 열영향부 (HAZ: heat-affected-zone)에서 결정립계를 따라서 액화균열이 종종 발생한다. 이러한 액화균열은 급속한 가열시 HAZ의 결정립계가 국부적으로 용융되어 액상필름을 형성하고, 냉각시 수축으로 인한 인장구속응력에 의해 필름을 따라서 균열이 발생하여 생성된다. HAZ 결정립계 액화는 탄화물, 황화물, 인화물, 보론계 화합물 등이 급가열시 기지와의 반응에 의해 표피 액상을 형성하는 조성적 액화 (constitutional liquation)에 의한 액상의 결정립계 침투로 설명되거나, 결정립계 자체의 용융점을 상당량 낮추는 보론(B), 인(P), 황(S)등의 편석에 의한 국부적 입계 용융으로 주로 연관 지어 해석한다. HAZ 액화균열은 고온 입계균열 현상이므로, 결정립계의 특성에 따라 크게 영향을 받으며 결정립계 character 설계에 의해 액화균열 저항성을 개선시킬 수 있음을 유추할 수 있다. 한편, 본 연구자들은 최근 Ni기 초내열합금에 있어 입계 serration 현상을 새롭게 발견하였으며, 이론적 접근법을 통해 serration을 위한 특별한 열처리 방법을 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, 보론 편석 및 HAZ 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. SIMS (secondary ion mass spectrometry)를 이용하여 열처리 직후 결정립계 보론편석 정도를 비교하였다. 파형입계 시편의 경우, 일반직선형 시편에 비해 결정립계에 보론편석 저항성이 우수함을 확인할 수 있었다. 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세조직을 정량적으로 분석하였다. 파형입계 시편 및 일반직선형 시편 모두 최고온도 $1060^{\circ}C$이상부터 입계 탄화물이 기지내로 완전 용해되고 입계가 액화되기 시작하였다. 최고온도별로 입계액화비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 훨씬 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화된 필름이 입계를 따라 전파되지 않고 부분적으로 단락되어 있음이 관찰되었다. 액화시험 후 투과전자현미경을 이용한 EDS (energy dispersive spectrometry) 분석을 통해 결정립계 액화의 주요원인은 입계 $M_{23}C_6$의 조성적 액화반응 보다는 보론 편석 (원자 및 $M_{23}(CB)_6$)으로 인한 결정립계 국부용융이 더 유력함을 유추할 수 있었다. 따라서 상기 결과로부터 입계구조가 안정되어 계면에너지가 낮은 파형입계가 보론편석에 대한 저항성이 우수하였으며, 이러한 결과는 액화 저항성에 대응되어 영향을 미침을 알 수 있었다. 게다가 파형입계에 액상 필름이 생성되더라도 낮은 계면에너지에 의해 비롯된 상대적으로 낮은 적심성 (wettability)에 의해 필름이 쉽게 전파되지 않음을 'Smith 입계 wetting 이론'을 이용하여 해석할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.2
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• pp.248-257
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• 2008

Coal liquefaction technology was established in Germany in 1920s. Coal liquefaction refers to the process in which coal is converted into liquid fuels such as gasoline and diesel oil under certain conditions. Coal liquefaction is usually classified into direct coal liquefaction (DCL) and indirect coal liquefaction (ICL). Various technologies for coal liquefaction, conducted between 1970s and 2000s, resulted in the development and optimization of a communication ready technology for the production of petroleum substitutes as refinery feedstocks. The purpose of this paper is to review the research, development and demonstration of coal liquefaction. In these respects, various DCL and ICL processes under development were illustrated and compared. Also, the status and perspective of coal liquefaction projects in the world were viewed. Considering the scale, and technical difficulties of domestic coal liquefaction, the project has be leaded by the government.