• Plant Journal
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• v.8 no.4
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• pp.40-44
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• 2012

The pre-treatment of natural gas to remove $H_2S$ and $CO_2$ before liquefaction in natural gas processing is required, and amine-based absorption processes are widely used in gas processing. The current study aims to model amine-based absorption process and to find cost-effective design through systematic analysis of energy systems, together with column design. Different design options for absorber and stripper are investigated in a holistic manner, and heat integration technique has been applied to investigate how design of columns is interacted with energy efficiency for the pre-treatment process considered. Case study has been presented to demonstrate the applicability of heat integration method for improving energy efficiency in practice.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.6
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• pp.1002-1007
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• 2012

The considerable portion of energy demand has been satisfied by the combustion of fossil fuel and the consequent $CO_2$ emission was considered as a main cause of global warming. As a technology option for $CO_2$ emission mitigation, absorption process has been used in $CO_2$ capture from large scale emission sources. To set up optimal operating parameters in $CO_2$ absorption and solvent regeneration units are important for the better performance of the whole $CO_2$ absorption plant. Optimal operating parameters are usually selected through a lot of actual operation data. However theoretical approach are also useful because the arbitrary change of process parameters often limited for the stability of process operation. In this paper, a theoretical approach based on vapor-liquid equilibrium was proposed to estimate optimal operating conditions of $CO_2$ absorption process. Two $CO_2$ absorption processes using 12 wt% aqueous $NH_3$ solution and 20 wt% aqueous MEA solution were investigated in this theoretical estimation of optimal operating conditions. The results showed that $CO_2$ loading of rich absorbent should be kept below 0.4 in case of 12 wt% aqueous $NH_3$ solution for $CO_2$ absorption but there was no limitation of $CO_2$ loading in case of 20 wt% aqueous MEA solution for $CO_2$ absorption. The optimal regeneration temperature was determined by theoretical approach based on $CO_2$ loadings of rich and lean absorbent, which determined to satisfy the amount of absorbed $CO_2$. The amount of heating medium at optimal regeneration temperature is also determined to meet the difference of $CO_2$ loading between rich and lean absorbent. It could be confirmed that the theoretical approach, which accurately estimate the optimal regeneration conditions of lab scale $CO_2$ absorption using 12 wt% aqueous $NH_3$ solution could estimate those of 20 wt% aqueous MEA solution and could be used for the design and operation of $CO_2$ absorption process using chemical absorbent.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.412-412
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• 2011

CI(G)S계 태양전지는 화합물 반도체로서, 우수한 광 전류 변환 효율을 보이며, 광조사 등에 의한 열화가 없어 유망한 태양전지로 인정받고 있다. CI(G)S계 태양전지를 구성하는 흡수층을 제조하는 방법은 진공 기반의 공증착법 및 스퍼터-셀렌화법이 대표적이며, 액상의 전구체 물질을 도포하고 이를 고온 열처리하는 용액공정법도 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 진공 증착법은 고효율의 흡수층을 제조할 수 있고 상용화에 적합한 방법이다. 그러나 고가의 진공 장비를 이용하는 진공증착법은 원가 절감 관점에서 한계를 지니고 있어, 미래의 저가 공정 실현을 위해 용액 기반 흡수층 제조법도 다양한 접근법으로 연구되고 있으며 현재까지는 진공공정에 비해 상대적으로 낮은 변환효율이 큰 문제점으로 인식되고 있다. 용액 공정에서 전구체 물질의 코팅법으로는 spray법, spin coating법, drop-casting법, doctor-blade법 등이 있으며, 이들 중 양산 공정에 실용화되기 가장 적합한 것으로 보이는 방법으로는, 화합물 나노입자 페이스트를 기재 상에 doctor blade 법으로 코팅한 후에 이를 열처리하여 흡수층을 제조하는 방법을 들 수 있다. 이러한 방법은 균일한 흡수층을 저비용으로 제조할 수 있는 장점은 있지만, 전구체로 사용하는 화합물 나노입자들이 화학적 및 열적으로 매우 안정한 물질이므로, 최종 흡수층에서 큰 결정을 얻기 어렵고, 그 결과 효율이 낮아지는 단점이 있다. 따라서, 치밀하고 조대한 grain 형성을 위하여 CISe 균일한 나노입자를 합성하고 셀레늄을 포함하는 용액을 추가로 도포하여 열처리 공정에서 Se의 손실을 막아 입자를 성장시키는 방법과 In-Se 균일한 나노입자를 합성한 후 Cu, Se이 포함된 용액을 도포하여 코어-쉘 (InSe/CuSe)을 제작하고 이를 Se 분위기하 열처리 하여 흡수층의 결정성을 증진시키고자 하였다. 또한 다양한 방법으로 제작한 CuInSe2 나노입자로 잉크를 제작하여 닥터블레이드 공정을 적용하여 박막을 제작하고 소자 적용성을 평가하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.9
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• pp.4627-4634
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• 2013

Carbon dioxide is one of the main causes of global warming. In order to develop a novel absorbent, the characteristics of amino acid salts solution as a solvent for $CO_2$ capture in continuous process were investigated. The cost of $CO_2$ capture is almost 70% of total cost of CCS (carbon dioxide capture and storage). In the carbon dioxide capture process, process maintenance costs consist of the absorbent including the absorption, regeneration, degradation, and etc. It is very important to study the characteristics of absorbent in continuous process. In this study, we have investigated the properties of potassium L-lysine (PL) for getting scale-up factors in continuous process. To obtain optimum condition for removal efficiency of $CO_2$ in continuous process by varying liquid-gas (L/G) ratio, concentration of $CO_2$ and absorbent (PL) were tested. The stable condition of absorber and regenerator (L/G) ratio is 3.5. In addition, PL system reveals the highest removal efficiency of $CO_2$ with 3.5 of L/G and 10.5 vol% $CO_2$ ($1.5Nm^3/h$).

• Membrane Journal
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• v.28 no.2
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• pp.90-95
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• 2018

A process design was performed for a removal of acid gases using membrane-absorption hybrid system in LNG-FPSO. Commercial process simulator Promax version 4.0 was utilized for comparing acid gases removal capabilities of amine absorption process and hybrid process. Simulation results show hybrid process could be small amine solvent circulate rate, energy consumption, equipment sizing compared to typical amine absorption process. As a result, hybrid process which is small footprint and energy saving process may be a good solution for the pre-treatment of natural gas in LNG-FPSO.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.111.1-111.1
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• 2010

석탄가스화복합발전(IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)의 고온 고압 합성가스로부터 $CO_2$를 저비용으로 포집하기 위한 연소전 포집 기술 중 유동층 촉진수성가스전환(SEWGS) 공정이 제안되어 연구개발 중에 있다. 연소전 $CO_2$ 포집을 위한 SEWGS 공정은 동일한 2탑 순환 유동층 반응기에서 고온 고압의 합성가스($H_2$, CO)를 유동층 WGS 촉매를 사용하여 CO를 $CO_2$로 전환하는 동시에 전환반응으로 생성된 $CO_2$를 흡수제를 이용하여 포집하는 기술이다. 본 연구는 $CO_2$ 회수와 WGS 반응이 동시에 이루어지는 공정에 적용 가능한 건식 재생 흡수제 및 유동층 WGS 촉매 개발을 목표로 $CO_2$ 흡수제(P Series) 및 WGS 촉매(PC Series) 조성을 제안하고 분무건조기를 이용하여 6~8kg/batch로 성형 제조하였다. 제조된 $CO_2$ 흡수제 및 촉매의 특성 평가 결과 내마모도(Attrition resistance)를 포함한 물리적 특성이 유동층 공정의 요구조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 모사 석탄 합성가스를 이용하여 20bar, $200^{\circ}C$ 흡수/$400^{\circ}C$ 재생 조건에서 열중량 분석기(TGA) 및 가압 유동층(Fluidized-bed) 반응기를 통한 흡수제의 $CO_2$ 흡수능 평가를 수행하였다. 그 결과 내마모도(AI) 3% 이하로 기계적 강도가 우수하며, $CO_2$ 흡수능 17.6 wt%(TGA) 및 11wt%(가압 유동층)를 나타냈다. 유동층 WGS 특성 평가 결과 내마모도가 7~35%로 우수하였고, CO 전환율은 $200^{\circ}C$에서 80% 이상으로, 유동층 SEWGS 공정에 적용 가능한 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.11a
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• pp.394-396
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• 2008

주요 온실가스인 이산화탄소를 회수 및 저장(Carbon Capture and Storage)하는 기술은 주로 적은 $CO_2$농도를 가지는 연소후 포집공정이 개발 및 적용되었으나, 최근에는 보다 적극적으로 이산화탄소를 분리하기 위하여 연소전 석탄가스화복합발전(IGCC)과 같은 공정에 적용하여 반응공정 중에 생성되는 높은 농도의 $CO_2$를 분리하는 공정이 선진국을 중심으로 활발히 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 고압의 연소전 조건에서 아민계보다 흡수속도는 느리나 생성가스에 유입되는 $O_2$, SOx, NOx에 의한 부반응 현상, 휘발에 의한 손실, 열적 열화현상이 나타나지 않는 알칼리염계 흡수제의 $CO_2$ 흡수특성에 대하여 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.136-136
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• 2004

허근 차세대 반도체, 정보통신, 및 디스플레이 산업 등에 응용하기 위하여 초정밀화와 저비용 대량생산을 하기 위해서 기존의 공정을 대체할 수 있는 새로운 나노 공정기술의 요구가 급증하고 있다. 최근 연구에서는 펨토초 레이저 (femto second laser)의 이광자흡수 고화현상을 이용한 나노공정 개발에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 패터닝과 에칭공정 중심의 소형화 기술(miniature technology)로 제작이 어려운 3차원 자유곡면을 가지는 구조물 제작에 관한 공정개발에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.(중략)

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.6
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• pp.764-768
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• 2011

The process of $CO_2$ capture using aqueous Monoethanolamine(MEA) has been considered as one of the leading technologies for intermediate-term strategy to reduce the $CO_2$ emission. This MEA process, however, consumes relatively a large amount of energy in the stripper for absorbent regeneration. For this reason, various process alternatives are recently established to reduce the regeneration energy. This paper suggests a flue gas split configuration as one of MEA process alternatives and then simulates this process using commercial simulator. This flue gas splitting has an effect on reducing the temperature of the lower section of absorber as well as decreasing the absorbent flow rate. Compared to the base model, this optimized flue gas split process provides 6.4% reduction of solvent flow rate and 5.8% reduction of absorbent regeneration energy.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.12
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• pp.6590-6596
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• 2013

Carbon dioxide should be removed to increase the productivity of dimethyl ether(DME) from the DME manufacturing process. In this study, carbon dioxide can be removed using a physical absorbent through a solvent absorption method and membrane separation method. After performing the simulation for the carbon dioxide removal process, the energy consumption of the processes was compared. Methanol was used as a physical absorbent for the rectisol process, dimethyl ethers of polyethylene glycol for the Selexol process and N-methyl pyrrolidone for the Purisol process. By performing the simulation for each process, the energy consumption was compared. The Purisol process had the lowest energy consumption, followed in order by the Selexol process, Rectisol process and Membrane process. Therefore, the Purisol process was the most suitable method for the carbon dioxide process in the DME manufacturing process.