• 한국가스학회지
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• 제15권3호
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• pp.1-5
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• 2011

수소액화 공정은 수소 예냉 에너지, 액화에너지 그리고 Ortho/Para 변환열 제거 등 다량의 에너지가 요구되어 진다. 본 논문은 기존의 수소액화 공정에 LNG냉열을 이용하여 에너지절약 효과를 얻고자 기본설계 및 열해석을 수행하였다. 액화 소요에너지에 LNG냉열을 적용하면 수소액화공정의 에너지절약효과와 함께, LNG기지의 해수에 버려지는 LNG냉열을 회수, 이용하는 일석이조의 에너지절약기술이 된다. 열해석에 의한 설계를 수행한 결과 현재의 액체질소 예냉식 수소액화 플랜트의 소요에너지에 비하여 LNG냉열을 이용할 경우 소요동력량은 75%가 절감되었다. 이는 예냉을 액체질소 대신에 냉열을 사용하기 때문이다. 또한 LNG냉열량은 수소액화량 1T/D기준할 때 15T/D 유량이 요구되었다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.420-428
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• 1995

현재 사용하고 있는 액화천연가스 기화기는 관내부로 -162$^{\circ}C$의 액화가스가 흐르고, 관외부로 발전소 증기응축기 출구에서 배출된 20~3$0^{\circ}C$의 해수를 흐르도록 하여, 두 유체사이의 온도차로 기화시키는 간접접촉방식 열교환기가 사용되고 있다. 그러나 간접접촉방식 열교환기는 두 유체사이의 큰 온도차로 인한 금속재료의 피로현상과 해수의 염분에 의한 재질의 부식 및 미생물 부착 등의 원인으로 열전달효율이 저하되고 있다. 따라서 본 연구는 관을 중간매체로 하는 간접접촉식 열교환기대신 액화천연가스와 기화용수인 물을 직접접촉시키는 방법으로 이용하여, 위와 같은 문제점들을 근본적으로 해결하려 한다. 본 실험에서는 기화기내의 수위 500 mm와 물의 유량 10 l/min을 일정하게 고정시키고, 액화천연가스의 유량 0.12 ㅣ/min, 0.36 l/min, 0.6 l/min, 기화기내의 압력을 100 kPa, 300 kPa, 500kPa로 변화시키면서 기화기내의 기포, 온도분포, 급팽창현상, 동결현상 및 기화후 수분함유량등의 비등특성을 규명하였다. 실험결과 기화기내의 압력이 증가할수록 기포는 작고 균일한 분포를 이루고, 폭발적인 급팽창현상은 일어나지 않았다. 또한 동결현상은 액화천연가스의 기화를 방지하지 못하였으며, 기화된 천연가스내의 수분함유량 몰%는 압력과 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이고 있다.

• 기계와재료
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• 제24권1호
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• pp.26-35
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• 2012

가스액화플랜트는 질소, 산소, 헬륨 등 고순도의 가스를 효율적으로 저장 및 운송을 위해 가스를 액체로 변환하는 플랜트로, 대표적인 플랜트로는 질소, 산소, 아르곤 등의 가스를 생산하는 공기분리플랜트, 헬륨액화플랜트, 수소액화플랜트, 천연가스액화플랜트 등이 있다. 질소, 산소, 수소 등의 가스는 산업의 전반적인 분야에서 널리 사용되고 있으며, 국내의 경우 철강, 반도체, 디스플레이제조산업 등 가스 다소비 분야의 비약적인 발전에 따라 급격하게 수요가 증가하고 있는 상황이다. 대용량의 가스액화플랜트는 원료로부터 불순물을 제거하고, 팽창 또는 열교환 과정을 통해 가스를 액체로 변환하는 극저온기술로 주로 구성되며, 이와 같은 과정은 압축기, 열교환기, 증류탑, 팽창터빈, 콜드박스 등의 구성요소에 의해 구현된다. 따라서 가스액화플랜트에서 효율적인 극저온의 생성 및 유지는 플랜트의 경제성 제고를 위해 핵심적인 요소이다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 2006년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.251-256
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• 2006

LNG 냉열 활용에 대한 관심은 유가의 고공행진과 더불어 고조되고 있다. 본 연구는 생산기지 내에서 LNG 냉열의 이용현황 및 활용 가능량에 대한 분석을 토대로 LNG를 사용하는 6대 냉열사업에 대한 타당성 연구를 수행하였다 하절기 생산기지 내에서 냉열의 활용 가능량은 전체 냉열량의 30%로 LNG kg당 약 60kcal 정도로 매우 적다. 또한 생산기지 내에서 천연가스 송출량이 시간대별로 크게 차이가 발생되기 때문에 실질적으로 활용 가능한 양은 이것보다 적은 것으로 나타났다. 6대 냉열사업은 공기액화분리, 냉열발전, 저온분쇄, 액화탄산 및 드라이아이스, 냉동 및 냉장창고, 지역냉방사업이고, 사업화 가능성에 대한 타당성 연구를 수행하였다. 본 결과 전체 냉열사업의 투자비 회수기간이 15년 이상 상회하는 것으로 나타났다. 현시점에서 냉열사업 자체의 외국기술 의존도 때문에 막대한 초기투자비가 필요하고, 생산품의 부가가치가 낮으며 기존 시장에서 경쟁력을 확보하기가 어려운 것으로 평가되었다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.370-378
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• 2001

본 연구에서는 순간 고온식 tubing-bomb reactor를 사용하여 41$0^{\circ}C$에서 Aaska산 아역청탄, 페타이어, 폴리프로필렌 혼합물의 공동액화 시 반응기구 및 상승효과를 규명하고, 37$0^{\circ}C$~45$0^{\circ}C$의 온도범위에서 실험을 통하여 공동액화모델의 유효성을 실증하였다. 이 때 공동액화반응은 non-linear parameter estimation method에 의해 모사되었으며 실험값과 계산값의 상관계수는 0.99로서 부합도가 높았다. 또한 무촉매 반응에서는 tetralin의 첨가량을 증가시키면 폴리프로필렌의 액화가 저하되어 액화율이 감소되는 경향을 보였으나, Mo, Co와 Fe의 naphthenate계 촉매가 첨가된 반응에서는 3가지 촉매의 경우 모두 tetralin의 첨가량이 증가함에도 폴리프로필렌의 액화가 증진되면서 공동액화율이 상승하는 경향을 나타내었으며, 특히 Co-naphthenate의 경우 21~23%의 높은 상승효과를 보였다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제35권1호
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• pp.32-38
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• 2012

몽골은 석탄 매장량이 매우 풍부하고 석유연료를 전적으로 수입에 의존하기 때문에, 석탄액화플랜트 건설에 필요한 충분한 여건을 갖추고 있다. 본 연구에서는 몽골에 하루 10,000배럴의 석유연료를 생산할 수 있는 석탄액화플랜트를 건설할 경우에 대한 경제성분석을 수행한다. 먼저 기존에 있는 산업계의 석탄액화플랜트 프로젝트 데이터와 학계의 연구결과를 토대로 몽골 석탄액화플랜트 건설에 필요한 비용과 기대수명, 그리고 예상 수명기간 동안 운영했을 때 발생하는 운영비용과 소득을 추정한다. 추정된 비용과 소득을 이용하여 네 가지 시나리오(기본, 악화 1, 악화 2, 매우 악화) 하에서의 경제성 분석을 실시한다. 분석결과 투자수익률이 기본 시나리오에서는 45%에 가까우며, 가장 나쁜 시나리오에서도 5%보다 컸다. 이는 몽골 석탄액화플랜트 건설이 경제적으로 충분히 타당성이 있음을 나타낸다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.138-145
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• 1998

본 연구에서는 순간 고온식 tubing-bomb reactor를 사용하여 Alaska산 아역청탄과 폴리프로필렌(PP)의 공동액화시 상승효과 및 특성을 분석하고자 하였다. 석탄과 PP의 조성 및 수소공여용매의 양을 변화시켜가며 공동액화시와 각 물질의 단독액화를 비교시 상당한 상승효과를 파악할 수 있었다. 즉, 43$0^{\circ}C$ 및 45$0^{\circ}C$에서 30분간(석탄 2g+PP 2g)을 tetralin 4ml와 함께 공동액화시 단독액화에 비해 각각 20.0, 11.6%의 상승효과를 가져왔다. 한편, GC 분석 결과 PP액화시 tetralin으로부터 수소공여가 이루어지지 않은 것으로 밝혀졌으며 석탄 단위질량액화시 tetralin의 naphthalene으로 전환량은 0.70~0.83으로 나타났다. 또한 decalin 추출로 공동액화시 석탄과 PP 각각의 전환율을 구하여 석탄 또는 PP 단독액화시의 액화율과 비교한 결과, 43$0^{\circ}C$에서 석탄혼합물 대 tetralin의 비가 1:1인 조건에서 20% 상승효과는 PP의 액화율 상승이 주도한 것으로 나타났으며 석탄이 PP분해시 촉매 효과를 나타내는 것으로 해석되었다.

• 유기물자원화
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• 제16권4호
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• pp.50-56
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• 2008

본 연구는 볏짚, 보리짚, 밀짚 및 유채대를 이용한 액화공정을 적용하여 중유를 생산할 때 그 생산량을 비교하였다. 촉매제로 $K_2CO_3$, NaOH 및 KOH와 같은 촉매제를 사용하여 반응온도 $320^{\circ}C$에서 10분간 반응시켰다. 액화공정 시스템은 외부전기화로, 교반기 및 5,000ml 반응기로 구성되어 있다, 반응기에 식물체 잔사 160g, 증류수 2,000ml 및 촉매제를 혼합하였으며, 촉매제량은 식물체 잔사량의 10%(wt/wt)를 투입하였다. KOH 촉매제를 사용하며, 보릿짚을 이용할 경우 바이오매스 투입량과 비교하여 최고 중유 생산량은 29%였다. 바이오매스 발열량과 비교하여 식물체 잔사로부터 전환된 중유의 발열량은 55~66% 범위이었다. 밀짚으로부터 전환된 중유의 발열량은 약 6190 kcal/kg으로 가장 높게 관측되었다.

• 월간 기계설비
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• 통권228호
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• pp.43-54
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• 2009

석탄가스화 액화기술은 기후변화협약, 환경규제 등에 대응할 수 있고 석유나 천연가스의 고갈에 대비한 에너지의 안정적 확보 차원에서 저공해 고효율화 기술로 평가되고 있다. 석탄가스화 기술은 환경 친화적이고 미분탄 발전과 비교하면 이산화탄소 발생량이 20% 이상 감소돼 향후 기후변화협약 발효에 따른 탄소배출권이 현실화 될 경우를 고려하면 경제적 파급효과는 클 것으로 예상되고 있다. 최근 주요 선진국들은 석탄가스화 액화 실증플랜트 건설 운영을 위해 민간과 정부가 공동 으로 노력 중이며 차세대 발전기술 분야의 수출전략 산업으로 육성하고 있다. 그러나 현재 국내에서는 상용급 IGCC 발전소 건설 경험이 없고 관련 기반 기술이 선진국에 비해 열세이다. 이에 따라 석탄가스화 및 액화기술, 설비제작, 엔지니어링 등 관련 국내기업간의 협력을 통한 기술 및 시장경쟁력 제고방안이 마련돼야 한다는 지적이다. 이번 호에서는 석탄가스화 액화기술에 대해 알아본다.

• 설비공학논문집
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• 제12권2호
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• pp.131-139
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• 2000

A direct hydrogen liquefaction equipment has been developed and tested, which consists of a GM refrigerator, a liquefaction vessel, a radiation shield, a cryostat, and an ortho-para converter with catalyst. The effect of ortho-para hydrogen conversion on the performance of hydrogen liquefaction has been investigated. The time needed for the hydrogen liquefaction process with hydrogen pressure charge of 4 atm was delayed to around 75 minutes, and the liquefied mass flow rate of the hydrogen was about 0.0150∼ 0.0205 g/s when the hydrogen was liquefied with the direct hydrogen liquefaction system considering ortho-para conversion. With ortho-para conversion, the liquefied mass flow rate decreased up to 20%. Considering ortho-para conversion, there were up to 30% increase in the work input per unit liquefied mass flow rate. When the ortho-para conversion was considered, FOM decreased to be about 0.031∼0.045.