• 제목/요약/키워드: Binary Gas Mixture

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두 탑 PSA공정의 상세 동적모사 및 초기운전조건 결정 (Rigorous dynamic simulation and determination of initial operating conditions for two-bed PSA processes)

  • 황덕재;문일
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1520-1523
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    • 1997
  • A rigorous dynamic simulation was performed in binary gas mixture H$_{2}$/CO (70:30 vol.%) to determinate start-up operating conditions of PSA(Pressure Swing Adsorption) processes. The rigorous dynamic model for the PSA process contains an Ergun equation for expressing the pressure drop in a bed, and valve equations to compute the boundary pressure change of the bed. As the result of the continuous dynamic simulation of 100 operating cyles in various initial conditions, the unsteady-state appeared in the early period and the cyclic steady-state came out about 20th cycle in feed condition and vaccum condition, and 30th cycle in pure H$_{2}$ condition. As time goes by valve equations made change the pressure at each end of the bed in ressurization, countercurrunt-depressurization and pressure equalization steps. The H$_{2}$ purity and the recovery is 99.99% and 86.73% respectively, which is slightly higher than the experimental data. Main contributiion of this study includes supplying fundamental technologies of handling combined variables PSA processes by developing rigorous models.

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HFC125+Propane 혼합냉매의 기-액 평형에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Vapor-Liquid Equilibrium for HFC12S+Propane Refrigerant Mixtures)

  • 강준원;박영무;유재석;이종화
    • 설비공학논문집
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    • 제15권7호
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    • pp.563-571
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    • 2003
  • The forty vapor-liquid equilibrium data of the binary system, HFC125+Propane, were measured between 273.15 and 313.15 K at 10 K interval and the composition range 0.2∼0.75, respectively. Experiments were performed in a circulation type apparatus in which the vapor phase was forced through the liquid phase. The composition at equilibrium were mea-sured by gas chromatography, and its response was calibrated using gravimetrically prepared mixtures. Vapor-liquid equilibrium data were calculated by using CSD equation of state and compared with the experimental data.

$H_2/Ar$ 혼합기체의 PSA 공정 실험과 모사 (Experiment and Simulation of PSA Process for $H_2/Ar$ Mixtures gas)

  • 강석현;정병만;최현우;김성현;이병권;최대기
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.180-190
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    • 2005
  • The PSA cycle was performed for the separation of binary gas mixture $H_2/Ar$ (80%/20%) using the six-step two-bed process. Adsorption equilibrium contains a LRC model for equilibrium adsorption isotherms and a LDF model for mass transfer. Aspen ADSIM, simulator was applied to predict the separation performance. The effect of cycle parameters such as feed rate, adsorption pressure and P/F ratio on the separation of hydrogen has been studied in experiment and simulation. In the results, maximize the recovery of hydrogen as a high purity was 13LPM feed flowrate, 120sec adsorption time, 11atm adsorption pressure and 0.1 P/F ratio in a cyclic steady-state come out since 10th cycle.

n-Propanol과 n-Octane 혼합물의 최소자연발화온도의 예측 (Prediction of Autoignition Temperature of n-Propanol and n-Octane Mixture)

  • 하동명
    • 한국가스학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.21-27
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    • 2013
  • 화재 및 폭발 방호를 위해서 문헌에서의 최소자연발화온도 값을 사용하는 것이 일반적이다. 본 연구에서, n-Propanol+n-Octane 계의 최소자연발화온도는 ASTM E659 장치를 이용하여 발화지연시간으로부터 측정하였다. 2성분계를 구성하는 n-Propanol과 n-Octane의 측정된 최소자연발화온도는 각 각 $435^{\circ}C$$218^{\circ}C$ 였다. 그리고 두 개의 2성분계에서 측정된 발화지연시간은 제시된 식에 의한 예측된 발화지연시간과 적은 평균절대오차에서 일치하였다.

Zeolite 5A에서의 H2/CO/CO2 단성분 및 혼합성분의 흡착평형 (Pure Gas Adsorption Equilibrium for H2/CO/CO2 and Their Binary Mixture on Zeolite 5A)

  • 안의섭;장성철;최도영;김성현;최대기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권5호
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    • pp.460-467
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    • 2006
  • Zeolite 5A 촉매에서 $H_2$, CO, $CO_2$에 대한 단성분 및 혼합성분의 흡착평형 실험을 정적부피법에 의해 수행하였다. 실험 데이타는 온도범위 293.15 K, 303.15 K, 313.15 K이고, 압력범위는 25 atm까지로 하여 얻었다. 각각의 파라미터들은 단성분 실험을 통해 얻었고, 이를 통해 혼합성분의 흡착 평형을 예측하였으며 실험값과 비교하였다. Zeolite 5A 에서의 $H_2/CO_2$, $CO/CO_2$ 혼합가스의 흡착평형 실험 결과는 Langmuir isotherm, Langmuir-Freundlich isotherm and Dual-Site Langmuir isotherm을 이용해 예측하였다. 그 결과 Dual-Site Langmuir isotherm모델이 가장 유사한 예측을 하는 것으로 나타났다.

PSA 공정에 의한 이성분 및 삼성분 혼합기체로부터 수소분리 (Hydrogen Separation from Binary and Ternary Mixture Gases by Pressure Swing Adsorption)

  • 강석현;정병만;최현우;안의섭;장성철;김성현;이병권;최대기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권6호
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    • pp.728-739
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    • 2005
  • 활성탄을 흡착제로 이용한 2bed-6step PSA 공정에서 이성분 혼합기체 $H_2/Ar$(80%/ 20%)와 삼성분 혼합기체 $H_2/Ar/CH_4$(60%/ 20%/ 20%)의 수소 분리를 연구하였다. 비등온-비단열 상태에서 LRC 등온식과 LDF 모델을 고려하여 공정실험과 공정모사를 하였으며, 주기정상상태에 도달할 때까지 탑 내의 농도와 온도변화를 각각 알아보았다. 두 공정 모두에서 수소에 대한 순도 99%와 회수율 75%의 결과를 얻을 수 있었다. 이때, PSA 공정에 미치는 영향으로는 공급유량, 흡착압력 그리고 P/F ratio를 변수로 실험과 전산모사를 수행하여 결과를 비교하였다. 이 결과로부터, 다성분에서 최적의 공정조건을 결정에서 중요한 결정요인과 삼성분에서 최적의 공정조건을 알아보았다.

TFT(Two-Facing-Targets) 스퍼터장치에 의해 증착된 (TiAl)N 박막의 상변태에 관한 연구 (A Study on the Phase Transformations of (TiAl)N Films Deposited by TFT Sputtering System)

  • 한창석
    • 열처리공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.281-287
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    • 2005
  • Titanium aluminium nitride((TiAl)N) film is anticipated as an advanced coating film with wear resistance used for drills, bites etc. and with corrosion resistance at a high temperature. In this study, (TiAl)N thin films were deposited both at room temperature and at elevated substrate temperatures of 573 to 773 K by using a two-facing-targets type DC sputtering system in a mixture Ar and $N_2$ gases. Atomic compositions of the binary Ti-Al alloy target is Al-rich (25Ti-75Al (atm%)). Process parameters such as precursor volume %, substrate temperature and Ar/$N_2$ gas ratio were optimized. The crystallization processes and phase transformations of (TiAl)N thin films were investigated by X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy. The microhardness of (TiAl)N thin films were measured by a dynamic hardness tester. The films obtained with Ar/$N_2$ gas ratio of 1:3 and at 673 K substrate temperature showed the highest microhardness of $H_v$ 810. The crystallized and phase transformations of (TiAl)N thin films were $Ti_2AlN+AlN{\rightarrow}TiN+AlN$ for Ar/$N_2$ gas ratio of 1:3, $Ti_2AlN+AlN{\rightarrow}TiN+AlN{\rightarrow}Ti_2AlN+TiN+AlN$ for Ar/$N_2$ gas ratio of 1:1 and $TiN+AlN{\rightarrow}Ti_2AlN+TiN+AlN{\rightarrow}Ti_2AlN+AlN{\rightarrow}Ti_2AlN+TiN+AlN$ for Ar/$N_2$ gas ratio of 3:1. The above results are discussed in terms of crystallized phases and microhardness.

불평등전계에서 $SF_6/CF_4$ 혼합 가스의 SLI, AC 절연내력 특성 (SLI, AC Breakdown Voltage Characteristics of $SF_6/CF_4$ Mixtures Gas in Nonuniform Field)

  • 황청호;성허경;허창수
    • 전기학회논문지
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    • 제57권2호
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    • pp.245-251
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    • 2008
  • Although many studies have been carried out about binary gas mixtures with $SF_6$, few studies were presented about breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures. At present study the breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in non-uniform field was performed. The experiments were carried out under AC voltage and standard lightning impulse(SLI) voltage. Breakdown characteristics were investigated for $SF_6/CF_4$ mixtures when AC voltages and standard lighting impulse voltage was applied in a needle-plane. The needle-plane electrode whose gap distance was 3 mm were used in a test chamber. $SF_6/CF_4$ mixtures contained from 0 to 100% $SF_6$ and the experimental gas pressure ranged from 0.1 to 0.5 MPa. The breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in non-uniform field may be influenced by defects like needle-shaped protrusions. In case of slowly rising SLI voltage and AC voltage it is enhanced by corona-stabilization. This phenomena caused by the ion drift during streamer development and the resulting space-charge is investigated. In non-uniform field under negative SLI voltage the breakdown voltage was increase linearly but under positive SLI voltage the breakdown voltage increase non-linearly. The breakdown voltage in needle-plane electrode displayed N shape characteristics for increasing the content of $SF_6$ at AC voltage. $SF_6/CF_4$ mixture has good dielectric strength and arc-extinguishing properties than pure SF6. This paper presents experimental results on breakdown characteristics for various mixtures of $SF_6/CF_4$ at practical pressures. We could make an environment friendly gas insulation material with maintaining dielectric strength by combing $SF_6\;and\;CF_4$ which generates a lower lever of the global warming effect.

C12E8 비이온 계면활성제 수용액에 의한 탄화수소 오일의 가용화에 관한 연구 (Solubilization of Hydrocarbon Oils by C12E8 Nonionic Surfactant Solution)

  • 임종주
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권3호
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    • pp.219-225
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    • 2007
  • 비이온 계면활성제 $C_{12}E_8$ 수용액의 탄화수소 오일에 대한 가용화도(equilibrium solubilization capacity)를 $30^{\circ}C$에서 기체 크로마토그래피(GC)를 이용하여 측정하였다. 탄화수소 오일의 가용화도를 실험에 사용한 계면활성제의 농도로 나눈 값으로 표시한 molar solubilization ratio(MSR)는 순수한 단일 성분의 탄화수소 오일 경우, 탄화수소 오일의 탄소수(ACN)가 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소함을 알 수 있었다. 한편 탄화수소 오일의 이성분 시스템은 사용한 두 탄화수소 오일의 탄소수(alkane carbon number, ACN) 차이에 따라 선택적 가용화 혹은 비선택적 가용화 경향을 나타내었다. 본 연구에서 가용화도 실험을 수행한 n-octane/n-nonane과 n-nonane/n-decane 혼합물 시스템의 경우, 비선택적 (non-selective) 가용화 경향을 나타내었으며, 반면에 n-octane/n-decane 혼합물 시스템의 경우에는 선택적(selective) 가용화 경향을 따르는 것을 GC 분석 결과로부터 확인할 수 있었다.

낮은 분압의 VOCs의 흡착에 관한 연구 (A Study on VOCS Adsorption at Low Pressure)

  • 송헌택;강성원;민병훈;서성섭
    • 청정기술
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    • 제9권4호
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    • pp.153-161
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    • 2003
  • 벤젠과 톨루엔을 활성탄에 흡착하는 공정을 개발하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 정적흡착실험은 온도와 압력의 변화에 따른 벤젠과 톨루엔의 흡착특성을 연구하였다. 흡착제로는 활성탄 12~20mesh와 20~40mesh를 사용하였으며 흡착질로는 벤젠, 톨루엔, 질소를 사용하였다. 실험결과는 Langmuir isotherm으로 fittimg하였고, 온도의존성을 계산하였고, 흡착열과 흡착상수를 얻었다. 이성분 정적흡착실험에서는 Langmuir isotherm parameter들이 Extended Langmuir isotherm에 일반적으로 적용할 수 있는 지를 확인하였다. 이때 사용한 실험기법은 기존의 방법에서처럼 흡착 전후의 기상의 몰분율을 측정하여 실험하는 방법이 아닌 압력변화반을 측정하는 정용적법에 기초한 방법을 사용하였다. 동적흡착실험올 수행하여 실험결과를 전사모사로부터 얻어진 결과와 비교하였다. 본 연구에서는 공정에서 흡착조건을 결정할 수 있는 기본 데이터를 획득할 수 있었다.

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