• 청정기술
• /
• 제16권1호
• /
• pp.59-63
• /
• 2010

가소제 등의 중간원료로 사용하는 2-에틸헥산올의 농축공정에 기존의 2 탑 증류 시스템 대신 에너지 절약형 증류탑인 열복합 증류탑을 사용할 때의 에너지 절감효과를 시뮬레이션을 통하여 계산하였다. 기존의 2탑 증류방식에 비해 약 41%의 에너지 절감효과가 있음을 계산의 결과로부터 알 수 있었으며, 에너지 절감의 원인을 증류곡선으로 설명하였다. 또, 기존 공정 대신 열복합 증류탑을 사용하면 증류탑의 운전비용뿐만 아니라 설비비의 절감도 가능한 추가적인 이득이 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권1호
• /
• pp.39-46
• /
• 2005

에너지 절약형 증류시스템인 열복합 증류탑의 에너지 사용량은 적으나 운전이 어렵기 때문에 실제공정에 활용이 잘되지 않고 있어 에너지 사용은 적으면서 운전성이 개선된 3탑 증류 시스템을 제안하여 상업적인 실제공정인 헥산제조공정에 활용할 때의 에너지 절약성능과 실제 활용에서 생겨나는 문제에 대해 조사하였다. 에너지 회수구조를 활용할 경우, HYSYS를 이용한 시뮬레이션의 결과 기존의 2탑 증류 시스템에 비해 18%의 에너지 절감효과가 있음을 알았으며 2탑 증류시스템에 비해 제어루프의 수는 증가되지만 3가지 제품의 조성 조절이 쉽고 각 탑의 운전압력을 쉽게 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다.

• 제어로봇시스템학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.54-61
• /
• 2000

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권5호
• /
• pp.892-897
• /
• 2008

열복합 증류탑을 활용하여 기존의 에탄올 농축공정보다 에너지 사용량을 절감한 새로운 에탄올 농축공정을 제안하였다. 벤젠을 분리제로 사용한 제안된 증류 시스템은 증류곡선이 평형농도 곡선과 유사하게 분포되도록 설계되었으며, 증류영역의 경계에 가까운 원료 조성을 가지도록 설계하여 최대의 증류효율을 얻도록 구성하였다. 본 연구의 증류시 스템은 기존의 농축시스템에 비해 약 18%의 에너지 절감효과를 얻을 수 있었다. 또, 여타의 유사한 공비증류 공정에 활용할 수 있는 설계방안을 제시하였다.

• 좋은식품
• /
• 통권99호
• /
• pp.87-95
• /
• 1989

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권2호
• /
• pp.348-355
• /
• 2008

청정대체에너지로 관심이 고조되고 있는 바이오에탄올의 경제적 생산은 고유가시대에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 곡물의 주정발효를 통해 얻어진 바이오 에탄올의 회수공정에 대하여 공장설계를 위한 열역학적 해석을 통해 신뢰성 있는 공정모사결과를 얻을 수 있도록 하고, 본 모델을 통하여 매우 성공적으로 운전이 되어 제품을 생산할 수 있고 향후 공정개선에 대한 기초를 마련했다. 연료용 무수에탄올 생산 공정은 실제공정에서 사용되고 있는 기술은 공비증류, 추출증류, 압력스윙 흡착공정 등이 있다. 본 연구에서는 추출증류 공정에 대한 공정모사를 통해 경제성 및 영향성을 평가해보았다. 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류에 대한 공정연구는 매우 에너지 효율적이고 무수에탄올 생산에 있어 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류는 발효 불순물의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 공비증류와 비교할 때 가장 큰 차이를 보이는 것으로 무수에탄올 회수에 있어 다양한 구성이 가능하며, 에탄올의 회수율을 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 공비를 제거하기위한 에틸렌글리콜 등의 첨가제는 공정의 성분들과 끓는점의 차이가 높고 서로의 용해도가 낮아서 공정중에 거의 100% 회수가 가능한 특징을 있고 공비증류에 비해 매우 환경친화적이다. 한편 개발된 공정에서는 매우 낮은 에너지(1.37198 kg steam/kg anhydride ethanol from 3.05 mol% ethanol)로 99.85%의 무수에탄올을 생산할 수 있으며, 본 연구의 결과 발효된 원료로부터의 무수에탄올의 생산은 공비를 제거하기위한 agent의 선택도 중요한 사항으로 첨가제에 따른 효율이나 에너지 필요량을 알아보았고 공정의 에너지를 절약하기 위해 공정을 효율적으로 구성하여 열회수를 극대화 할 수 있었다.

• 에너지공학
• /
• 제2권1호
• /
• pp.123-132
• /
• 1993

알콜 발효액으로부터 순수 에탄올을 분리하기 위하여 이용되는 증류공정에 대한 에너지 절약형 모델이 여러 가지 제시되고 있다. 본 연구에서는 이들 중 개발가능성이 가장 높은 가압-감압 증류공정의 설계를 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하고 이를 이용하여 증류탑의 최적 운전 조건을 규명하였을 뿐만 아니라 가압-감압 증류공정 및 상압증류 공정에 대한 고정 비용 및 분리 에너지 비용을 비교, 분석하였다. 본 연구에서 고려한 운전 압력은 상압 증류 공정인 경우 760 mmHg, 가압-감압 증류 공정인 경우 3103-760 mmHg, 31034-450mmHg, 및 3130-160 mmHg이였다. 각 운전압력에서 년간 고정비용과 년간 에너지 소비 비용의 합이 최소가 되는 최적 환류비는 운전압력이 상압일때는 3.8554, 가압-감압이 3130-760 mmHg일 때는 3.7475, 2.9111, 가압-감압이 3130-450 mmHg일 때는 3.8814, 2.9712, 가압-감압이 3103-160 mmHg일 때는 3.0783과 2.2400 이였다. 또한 가압-감압 증류공정에 소요되는 에너지 비용은 상압증류공정에 대하여 가압-감압 운전압력이 3103-760 mmHg인 경우에는 45.4%. 운전압력이 3130-450 mmHg인 경우에는 46.9%, 운전압력이 3103-160 mmHg인 경우에는 42%에 불과하였다.

• 환경위생공학
• /
• 제15권4호
• /
• pp.4-13
• /
• 2000

산업공정에서 배출되는 대기오염물질 및 유독성가스를 제거하기 위한 방법에는 여러 가지가 적용되고 있으나, 본 연구에서는 충전탑을 이용한 흡수원리로써 오염물질을 처리하는데 후력학적 특성에 대해서 연구하였다. 즉 환경보호와 화학공업에서 에너지 절약 측면에 충전탑의 사용이 증가되고 있으며, 충전물의 재료로는 플라스틱, 금속 및 세라믹 등으로 제작되며 종류로는 VSP-ring, Hiflow-ring, Hackette, Top-packing, Envi-pac 등이 있고 사용범위는 정류와 증류, 흡수 및 탈착과 액체와 액체의 추출공정 등에 효율적으로 사용되고 있다. 산업현장에서는 과거에 주로 사용되어온 Intalox-saddle, Rasching-ring, Pall-ring 등의 재래적 충전물은 압력손실과 물질전달, 에너지 절약 및 효율성이 좋은 격자형 충전물의 개발로 인하여 점점 사용이 감소되고 있는 추세이며, 최근에는 합성수지로 제조된 충전물 NSW-ring, Hiflow-ring, Envi-pac 등은 실험 결과에 의해서 재래적인 충전물 Raschig-ring과 Pall-ring보다 높은 상대적인 공간체적과 충전높이에 따른 낮은 압력손실과 함께 높은 부하 한계치에 대하여 효율적이고 가벼운 분리작용에 의한 수력학적 특성이 증명되어졌다. 격자형 충전물이 산업에 적용되기 위해서는 압력손실과 액체함량, 부하 한계치 가스상 또는 액상 물질전달의 특성을 규명하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 가수와 액체의 역류흐름에 의한 수력학적 특성과 물질전달 실험결과를 나타내었다.

• 멤브레인
• /
• 제13권4호
• /
• pp.229-238
• /
• 2003

투과 증발은 막을 근거로 한 에너지 절약형 분리공정으로서 전통적인 증류 분리공정과 비교하여 높은 선택도를 나타내기 때문에 액상 혼합물 분리에 대체 공정으로서 주목받고 있다. 투과 증발에 이용되는 분리막으로서 제올라이트 분리막은 고분자 분리막보다 열적, 기계적, 화학적 안정성이 우수하며 특히 silicalite-1 분리막은 큰 소수성을 나타내기 때문에 유기화합물을 수용액으로부터 효과적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 silicalite-1 분리막을 이용한 투과 증발 실험을 통하여 케톤계 휘발성 유기화합물을 분리하였다. 아세톤과 MEK의 공급 농도가 증가함에 따라 아세톤과 MEK의 투과 플럭스는 증가하였으며 선택도는 감소함을 관찰할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.145.2-145.2
• /
• 2011

메탄 하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력 조건에서 물분자들의 격자구조에 메탄가스분자가 포획되어 수소결합으로 형성되는 외관상 얼음과 비슷한 결정성 화합물이다. $1m^3$의 메탄 하이드레이트는 표준상태에서 $172m^3$의 메탄가스와 $0.8m^3$의 물로 분해되며, $-10^{\circ}C{\sim}-20^{\circ}C$의 온도에서는 하이드레이트 입자표면에서 생성되는 얼음막으로 인하여 상압에서도 안정하게 존재하는 자기보존 효과를 가지고 있다. 따라서 이와 같은 특징을 천연가스 수송 및 저장의 방법으로 이용할 경우 $-162^{\circ}C$의 초저온을 만들고 유지시키기 위하여 고가의 설비를 필요로 하는 기존의 LNG 수송방법을 대체할 수 있다. 특히 연간 천연가스 소비량을 0.4 ~ 1.0 million ton으로 가정했을 때, 하이드레이트 수송방법은 LNG 수송에 비해 18 ~ 25% 정도의 비용을 절약할 수 있는 경제적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 하이드레이트를 인공적으로 제조할 경우 물분자와 가스분자의 반응율이 낮기 때문에 하이드레이트가 생성되기까지 많은 시간이 소요되며, 하이드레이트에 포획되는 가스분자의 양도 적다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다공성 물질인 천연 제올라이트와 제올라이트 13X를 이용하여 제올라이트 혼합유체를 제조하였으며, 메탄가스와 반응시켜 하이드레이트를 생성시키는 실험을 수행하였다. 그 결과, 하이드레이트 생성 시 천연 제올라이트와 제올라이트 13X 모두 0.01 wt%의 혼합비율에서 가장 좋은 효과를 나타내었으며, 하이드레이트에 포획된 가스의 양은 같은 과냉도 조건에서 천연제올라이트와 제올라이트 13X 혼합유체를 이용하여 하이드레이트를 생성 시켰을 때, 증류수보다 각각 4배, 5배 높음을 보였다. 또한 낮은 과냉도에서 하이드레이트 생성 시 제올라이트, 제올라이트13X 혼합유체에서 하이드레이트 생성시간이 증류수에서 하이드레이트를 생성시킬 때보다 빨라짐을 확인하였다.