• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.145-150
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• 2002

The distillation column is one of large energy consumable units in the cryogenic air separation process and the accurate energy analysis of this unit is necessary for choice of energy saving process. In this work, the energy method was adopted for energy analysis of a cryogenic nitrogen distillation column. In order to designing the energy saving distillation column, the exergy distribution of feed air, exergy efficiency and exergy loss for process condition was investigated and the optimal process condition to minimize the exergy loss was found. The result from this work can be used as a guideline for the choice of the process design conditions and efficiency improvement of cryogenic distillation column.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.83-89
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• 2023

In this study, a computer simulation work has been performed for the separation of electronic grade highly pure carbon dioxide more than 7 N purity through a cryogenic distillation process. For the cold utility as a cooling medium for a condenser of the cryogenic distillation column, propylene was utilized as a refrigerant in the vapor-recompression refrigeration cycle. Through this work, it was concluded that the cryogenic distillation column with two stage compression and refrigeration cycle were essential to obtain a highly-pure liquefied CO₂.

• 한국가스학회지
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• 제9권2호
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• pp.22-27
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• 2005

본 연구에서는 LNG로부터 냉열을 활용하여 $^{13}CH_4$과 $^{12}CH_4$을 분리하는 초저온 증류 공정에 대한 전산 모사를 분석한 것이다. 사용한 전산 모사 프로그램은 short-cut 방법으로 사용되는 Smoker식과 FUG(Fenske-Underwood-Gilliland) 방법 두가지를 활용하여 실시하였다. 일반적으로 탄소 동위원소 분리에 대한 기술은 많은 방법들이 연구중에 있으며, 특히 초저온 증류 공정에 의한 분리는 많은 장점으로 인해 상업적으로 활용되고 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.90-96
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• 2024

In this paper, a new technology to obtain electronic grade, highly pure carbon dioxide by using membrane and liquefied natural gas (LNG) cold heat assisted cryogenic distillation has been proposed. PRO/II with PROVISION release 2023.1 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function to predict pure component vapor pressure versus temperature more accurately was selected for the modeling of the membrane and cryogenic distillation process. Advantage of using membrane separation instead of selecting absorber-stripper configuration for the concentration of carbon dioxide was the reduction of carbon dioxide capture cost.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2001년도 학술대회 논문집
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• pp.163-166
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• 2001

KEPCO has a plan to construct TRF (tritium removal facility) in wolsong nuclear power plant site by 2005. In advance of WTRF construction, the pilot plant was installed at KEPRI in order to show process reliability of WTRF. The main processes of this pilot plant are LPCE(liquid phase catalytic exchange) and CD (cryogenic distillation). Deuterium is separated from heavy water in LPCE process and concentrated in CD process. CD process consists of cold box, where are a distillation column and heat exchangers, vacuum system, cryogenic refrigerant supply system and instrument & control system. The experience of the pilot plant will be used in WTRF design review, operating procedure revision and fundamental education for the operators.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.549-554
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• 2023

In this paper, three kinds of studies have been completed to obtain highly purified carbon dioxide having more than 7N purity as an electronic grade quality. PRO/II with PROVISION release January 2023 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function was selected for the modeling of the cryogenic distillation process. When using LN2 cold heat, we can obtain highest recovery of carbon dioxide as a bottom product for a cryogenic distillation column.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.69-73
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• 2001

For developing the cryogenic air separation unit, it requires some technology such as basic process design. equipment design and manufacturing based on the cryogenic physical properties and separation theory. In this study, we developed a process and equipment for producing high purity nitrogen which has the production capacity of 1600N㎥/h under 1 ppm $O_2$ and $H_2O$. Also we found that the number of theoretical plate(NTP) of distillation column was 44 and maximum nitrogen recovery ration of this process was 42% from the process simulation. The performance test was also carried out for the nitrogen recovery ratio and equipment efficiency. The results showed that the optimum nitrogen recovery was 41% and the maximum equipment efficiency was attained.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.322-327
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• 2020

In this work, a study for the reduction of the electric power consumption has been estimated in main air compressors in the air separation unit through cryogenic distillation columns with PRO/II with PROVISION V10.2 at AVEVA company. Both required LNG mass flow rate and cold heat contained in 1 ton of LNG were also predicted using Peng-Robinson equation of state with Twu's new alpha function. Through this work, we concluded that 32.33-48.69% of electric power could be saved by using LNG cold heat.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4643-4651
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• 2013

본 연구에서는 ITER의 수소동위원소 분리 시스템에 포함되어 있는 심냉 증류공정과 평형 반응기 및 헬륨 냉매를 이용한 냉동 사이클에 대해 추적조사를 실시하였다. 또한 Aspen Plus나 PRO/II with PROVISION과 같은 정상 상태 화학공정 모사기에 내장되어 있지 않은 $H_2$, HD, $D_2$, HT, DT와 $T_2$ 성분에 대한 열역학 및 전달물성을 수집하였다. 문헌치로부터 구한 물성 데이터와 전산모사를 통해서 추산한 물성결과 사이의 비교 및 검증작업을 수행하였다. 6개의 수소동위원소 성분을 포함한 동위원소 분리를 위해서 4기의 심냉 증류탑과 2기의 평형 반응기를 사용해서 $T_2$로부터 $D_2$ 및 DT를 분리해 내기 위한 전산모사를 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.57-66
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• 2007

일반적으로 천연가스는 대부분의 $^{12}C$로 구성되어 있고 탄소 동위원소 $^{13}C$ 성분이 약 1.1％가 분포되어 있다. $^{13}C$은 안정한 동위원소로써 의학, 약리학, 농학 등 많은 분야에 트레이서 물질로 사용되는 중요한 원소이다. 따라서 가스 성분의 탄소로부터 $^{13}C$를 분리 및 농축하는 기술 개발은 고부가가치 제품을 생산할 수 있으며, 새로운 탄소 소재 산업의 개발 가능성을 부여할 것이다. 안정적인 $^{13}C$ 동위원소를 극저온 증류로 분리하는 일반적인 두가지 방법이 있는데 첫번째는 천연가스로부터 $^{13}CH_4$ 동위원소를 농축하는 방법이고 또 다른 방법은 $CH_4$와 $H_2O$의 화학 반응을 통하여 얻어진 $^{13}CO$를 증류를 통해 농축하는 방법이다. 본 연구에서는 LNG 또는 NG로부터 $^{13}C$ 동위원소를 분리 농축하기 위하여 상용 공정모사기를 사용하여 Rigorous한 극저온 증류 공정모사를 수행하고 검토하였다. $^{13}CH_4$와 $^{12}CH_4$간의 상대 휘발도나 분리도의 값이 매우 작아 공정 설계 및 $^{13}C$의 효과적인 분리 및 농축 작업은 특수한 전략 및 Feasibility Study가 필요하다. SRK 상태방정식의 Acentric factor를 증기압 데이터에 부합하는 Acentric factor 값을 구하여 농축 전략 및 Feasibility Study에 따른 최적화된 공정 조건으로 극저온 증류를 통한 $^{13}C$의 분리 효율 및 농축 경향을 예측할 수 있었다. 회분식 및 연속식 극저온 증류공정의 여러 가지 운전 전략을 연구하고 공정의 기본 설계를 제안하였다. 본 연구에서는 $^{13}C$의 극저온 분리의 효과적인 설계 및 운전 방법을 제시할 수 있었다.