• 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.

• 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.

• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.107.2-107.2
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• 2010

고온건식탈황기술은 고온고압에서 석탄가스에 함유된 황화합물을 제거하는 기술로 석탄가스화에 의해 생성된 고온의 석탄가스의 열손실을 최소화하여 열효율이 높은 기술이다. 본 연구에서는 석탄으로부터 합성원유를 생산하는 0.3 배럴/일 규모 석탄액화(CTL)공정의 연계운전을 통하여 건식탈황공정의 성능을 평가하였다. 0.3 배럴/일 규모 석탄액화공정은 석탄가스화기, 건식탈황공정, 액화공정으로 구성되어 있으며 30 atm의 고압에서 운전된다. 건식탈황공정은 석탄가스화기와 액화공정 사이에 위치하여 석탄가스화로부터 생성된 석탄가스에 함유된 황화합물을 아연계 건식탈황제에 의해 제거한 후 액화반응기로 공급하여 황화합물에 의한 촉매의 피독을 막아주는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 기존에 개발된 두 개의 기포유동층 반응기로 구성된 탈황장치를 30 atm에서 운전이 가능하도록 수정/보완하여 실제 운전압력인 30 atm의 고압에서 연속운전을 수행하였다. 실험 결과 탈황효율은 99% 이상이며 탈황반응기 출구 황화합물의 농도는 1 ppmv 이하로 유지하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.3
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• pp.1-5
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• 2011

For the hydrogen liquefaction, the large amount of energy is consumed, because precooling, liquefaction and ortho/para conversion heats should be eliminated. In this paper the basic design and thermal analysis are carried out to reduce the energy consumption by using LNG cold energy for precooling process in hydrogen liquefaction processes. The LNG cold energy utilization for hydrogen precooling enables not only to get energy saving for liquefaction, but to recover the wasted cold energy to sea water at the LNG terminal. The results show that the energy saving rate for liquefaction using LNG cold energy is almost 75% of current industrial hydrogen liquefaction plant. The demand flow-rate of LNG is only 15T/D for 1T/D hydrogen liquefaction.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.24 no.1
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• pp.1-9
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• 2020

Because the expenditure of LNG liquefaction processes are high in a LNG project, it is very important to find a suitable liquefaction process model and optimal operating conditions for a project. Various configurations of LNG liquefaction processes have been suggested, and therefore it takes a lot of time and manpower to compare all of these models in order to select an appropriate liquefaction process for a project. A superstructure model can include multiple options in one model and can contribute to decide the best configuration and operating conditions at the same time. This study developed a superstructure model including multiple process options for SMR (Single Mixed Refrigerant) liquefaction process and optimized it. The results showed that the optimization results of the superstructure model have similar values with optimization results of the separate SMR model.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.19 no.6
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• pp.99-104
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• 2015

Today the most efficient way to transport the natural gas is carried via the liquid. In order to liquefy the natural gas to be cooled to $-160^{\circ}C$ or less. Cooling method has a number of different ways. In this paper, we studied control method for the representative liquefaction process, C3MR. Natural gas liquefaction control is a tool that can maintain the quality of natural gas is a means to ensure stable operation. Analyzing the C3MR process, and select the control parameters for the control valve. We find control structure for mixed refrigerant cycle through the step response. A control result obtained through the dynamic simulation arbitrarily given a disturbance was found to maintain a steady-state results.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.6
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• pp.988-993
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• 2012

Energy and cost analysis of the preprocessing for carbon capture and storage transportation such as supercritical compression and liquefaction is done using chemical simulation model. Direct compression to supercritical phase (process 1-1), liquefaction and pumping (process 1-2), carbon dioxide compression and expansion as a refrigerant itself (process 2), usage of other refrigerant with compression and expansion (process 3-1), with absorption chiller (process 3-2), cascade refrigeration (process 3-2) have been simulated and evaluated. The specific cost is about 4 to 7 $/ton.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2011.04a
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• pp.1447-1448
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• 2011

초저온 액화 공정 플랜트의 정상 운전시 제어 로직을 사전에 점검할 수 있는 테스트 플랫폼을 개발하였다. 초저온 액화 공정 플랜트상의 주요 제어 대상 포안트 17 개를 선정하여 PID 및 cascade 제어 알고리즘을 구현하였으며 이를 시뮬레이터에 연결하여 제어 로직 계산 결과를 테스트하였다. 시뮬레이터에서는 제어시스템의 제어 로직에 대한 동적 반응 특성을 계산하여 제시함으로써 제어시스템의 제어 로직을 사전에 분석, 점검할 수 있도록 역할을 수행한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.22 no.4
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• pp.63-73
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• 2018

Innovative technical process for Energy Storage System (ESS), Liquid Air Energy Storage system (LAES) is mature technologies based on the gas liquefaction process. In spite of many advantages such as high energy density, no geographical constraints, low investment costs and long useful life, the system has not yet widely commercialized due to low round trip efficiency. To improve RTE and acquire high yield of liquid air, various configurations of LAES process have been considered. In this research, dual refrigerants cycle (R-600a and methanol) for air liquefaction and thermal oil circulation for power generation via liquid air gasification have been applied to improve cycle performance significantly using Aspen HYSYS simulator.