• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2445-2450
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• 2011

화학공정 모사 소프트웨어인 HYSYS를 사용하여 Reformate 분리 공정을 열복합 증류탑으로 설계하였다. 열복합 증류탑 설계 방법을 자세히 하였고, 모사 결과를 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 열복합 증류탑 설계 방법이 간단하고 효율적이라는 것을 알 수 있었다. 같은 tray 단수하에서 열복합 증류탑은 일반 증류탑 대비 약 12.2% 에너지가 절약됨을 알 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제2권1호
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• pp.93-100
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• 1996

본 논문에서는 증류탑 제어 구조의 선택과 선택된 조작변수를 이용한 조성제어 전략에 대하여 고찰해 보았다. 제어구조 설계시 증류탑의 양끝에서 물질 수지와 에너지 수지제어를 조합해 주는 두 파라미터에 의해, 예상되어지는 제어구조를 동적 구조 변환 기법을 사용하여 쉽게 분석할 수 있으며, Combined balance 방법으로부터 시작하여, 증류탑에 대한 3가지의 새로운 방법을 소개하였다. 제어구조를 결정하는데 ITAE와 같은 닫힌 루프 성능지표에 기초한 최적 combined balance 구조는 multiloop dual 조성 제어에 대해 다른 구조보다 뛰어난 성능을 보이고 있다. 이 방법은 새로운 증류탑의 제어구조를 설계할 때나, 기존의 증류탑 성능을 향상시키는 데에 사용할 수 있다. 이상과 같이 제어구조가 결정된 후 사용할 수 있는 여러 가지 제어전략을 소개하였다. 제어전략의 선택은 사용자의 목적에 따라 적절한 것을 선택하면 되는데, 대부분의 경우는 적당한 제어구조를 Combined balance 구조로서 결정하게 되면 간단한 형태의 전통적 제어기를 사용해도 무방하며 제어구조의 선택이 선행되지 않으면 MPC와 같은 고급 제어전략을 사용하여 상호작용 등에 의하여 생기는 문제를 해결하는 것이 바람직하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.1017-1022
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• 2008

분리벽형 열복합 증류탑이 현장에서 에너지 절감형 증류 시스템으로 많이 사용되고 있으나 증류탑을 새로 제작하여야 하는 어려움이 있어, 기존의 증류탑을 활용한 에너지 절감형 증류 시스템을 제안하였다. 제안된 증류탑은 BTX 공정에서 기존 시스템에 비해 약 39%의 에너지 절감효과가 있다. 또, 제안된 증류 시스템은 분리벽형 증류탑에 비해 운전성을 개선할 수 있음을 보였으며, 추가된 증류탑의 단수는 중간제품의 조성에 큰 영향을 미치지 않는다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.39-45
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• 2007

분리벽형 증류탑의 구조 설계를 위한 shortcut 방법으로서 기존의 Fenske-Underwood 식을 3기 일반 증류탑 배열에 확장 적용하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법으로 초기 설계 단계에서 분리벽형 증류탑의 공급단 위치, 분리벽 구간, 중간 제품 생산단의 위치를 간편하면서도 효과적으로 결정할 수 있는 것을 확인하였다. 제안된 방법에 의하여 구조 설계가 이루어진 분리벽형 증류탑과 기존의 연속 2기 증류공정 간의 분리 효율을 비교하기 위해 HYSYS를 사용하여 다양한 원료 조건에 대하여 전산모사 실험을 수행하였다. 그 결과 제안된 분리벽형 증류탑이 기존 연속 2기 증류공정 대비 16％에서 65％까지 에너지를 절약할 수 있음을 확인하였다. 또한 분리벽형 증류탑에 의한 분리 성능 향상 정도는 중간 비점 물질의 조성에 크게 의존하며 중간비점 조성이 우세할수록 유리함을 확인하였고, 최적 에너지 분포 영역 경향은 원료 혼합물의 ESI 값에 의하여 결정됨을 알 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제3권5호
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• pp.43-50
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• 1997

이 글에서는 이진 증류탑을 위한 적응 제어 기법에 대해 소개하였다. 제안된 방법은 최근 개발된 다변수 예측 제어 알고리즘과 공분산 행렬 정규화 기능을 갖는 추정 알고리즘에 기초하고 있다. 이러한 적응 시스템은 그 설계과정이 복잡하지 않아 실저적 적용 가능성이 높다는 점에서 가치가 있다. 필터를 제외하면 단 두 개의 제어기 상수만이 결정되면 되고, 더욱이 이들이 공정의 상승 및 정정 시간과 관련되어 그 설정이 쉽다는 중요한 특징을 갖는다. 이와 같은 제어기 설계의 간소화에도 불구하고 증류탑의 설정값 추종 성능 및 Feed 변화에 대한 제어 성능의 우수함을 공정 모사를 통해 확인하였다.

• 청정기술
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• 제16권1호
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• pp.59-63
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• 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.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-22
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• 2020

Naphtha Cracker Gas Splitter Unit 공정은 증류공정에서 얻어지는 경질납사(Light Naphtha)를 Furnace에서 열분해하여 나오는 유분을 각각 끓는점 차이에 따라 메탄, 에틸렌, 프로필렌 반제품등으로 순차적으로 분리한다. 이런 전통적인 분리방법은 2성분을 분리하는 증류탑을 연속으로 설치하여 생산한다. 이러한 분리방법은 Reboiler에서 발생하는 에너지가 증류탑 내부의 성분들을 분리하는 데 사용된 후 증류탑 상부 Condenser에서 응축열로 버려지기 때문에 에너지 낭비가 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 납사 열분해공정내의 가스분리공정의 2개의 증류탑을 Petlyuk Column으로 설계하였다. 증류탑내 조성분포가 평형관계만으로 계산되는 이상단수 효율하에서 stage to stage 계산방법으로 구조적 설계를 하였고 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 Petlyuk Column의 설계방법이 기존의 설계 방법인 3-Column 모델법보다 설계 시간이 단축될 뿐만 아니라 증류탑내의 Liquid의 조성분포를 평형증류 조성곡선과 유사하도록 설계함으로써 에너지 효율측면에서도 효율적임을 증명하였다. 또한 같은 tray 단수하에서 Petlyuk Column은 일반 증류탑 대비 12.1% 에너지가 절약되어 국내 총생산량 기준할 때 하루 4,400만원 비용 절감을 가져오고 추가로 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다. 12.1% 에너지가 절약될 뿐만 아니라 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.550-564
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• 2020

증류탑은 경제적 효율성, 높은 신뢰성 및 자료 확보의 용이성으로 석유화학 공정 설계 시 화학 성분의 분리를 위해 적용되는 주된 기술 중 하나이다. 하지만, 기본적으로 에너지 소비 및 투자비가 높은 설비이기 때문에, 운전비와 투자비에 대한 Trade-Off 분석을 진행하여 가장 경제적인 증류탑 설계 진행이 필요하다. 본 연구에서는 가능한 많은 공정 엔지니어의 활용을 위해 대중적 공정 모사 프로그램인 Aspen Plus를 사용하여 검토를 진행하였다. 증류탑 최적화 진행시의 설계 변수를 정의하여 공정 엔지니어의 주관적인 판단에 의한 설계 품질의 편차를 최소화 하였으며, 불필요한 검토 과정 배제 및 체계적/효율적인 절차를 수립하여 설계에 소요되는 시간 및 인력 소요를 최소화 하였다. 또한, 증류탑 단수 최적화 검토시 투자비의 신뢰성 있는 산출을 위해 APEA (Aspen Process Economic Analyzers) 프로그램을 도입하고, APEA 사용에 대한 효율적인 방법에 대해서도 다방면으로 검토하여 최적화 절차를 수립하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권1호
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• pp.121-132
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• 1995

중수로형 원자력 발전소에서는 가동년수가 증가함에 따라 중수는 삼중수소로 오염된다. 오염된 중수의 정화에 적합한 공정으로 평가되는 기액촉매교환-화학평형 -증류공정으로 이루어진 촉매복합공정의 주요 설계변수를 설정하여, 이 변수들이 촉매탑 및 증류탑의 용적과 초저온 냉동부하에 미치는 영향을 분석하였다. 촉매탑은 조작선 기울기가 약 0.634, 그리고 제 1, 제 2 증류탑의 농축율 및 삼중수소 제거율을 변화시킬 때 최적 환류비 값이 각각 약 7과 4.7일 때 최적조건임을 밝혔다. 그리고 저온증류공정해석을 위하여 Fenske, Underwood, and Gilliland Equation과 Smoker Equation을 사용하여 이 두모델식의 계산값을 비교 검토한 결과 거의 유사한 설계값을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.859-864
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• 1995

중수형발전로의 가동에 따라 중수는 삼중수소로 오염된다 오염된 중수의 정화에 적합한 공정으로 평가되는 기액촉매교환과 초저온증류공정으로 이루어진 촉매복합공정에 대하여 탑내의 유속비 및 이론단수의 변화에 따른 촉매탑과 증류탑에서의 삼중수소 제거율 및 농축률 그리고 탑내의 수소동위원소의 농도분포변화를 Newton-Raphson 방법을 사용하여 전산모사를 수행하여 구하였다. 이러한 해석은 본격적 최적화 설계의 기초입력자료로 활용될 것이다.