• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.41-47
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• 2014

본 논문에서는 유기랭킨사이클과 LNG 사이클로 구성된 복합사이클의 열역학적 성능 해석을 수행한다. 이 복합사이클에서는 현열 형태의 저등급 폐열을 사용하며 LNG 냉열은 열싱크 뿐 아니라 동력 생산에도 사용된다. 시스템의 성능에 대한 터빈입구압력, 응축온도, 열원온도 등 주 파라미터들의 영향을 상세하게 분석한다. 시뮬레이션 결과는 이 복합시스템은 LNG 냉에너지를 사용하지 않은 일반의 ORC에 비해 현저하게 성능이 개선될 수 있음을 보여준다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.357-362
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• 2018

In this study, computer simulation and optimization works have been performed for a refrigeration cycle using ammonia as a refrigerant and also how much power was saved when the liquefied natural gas cold heat is replaced for the refrigeration cycle. PRO/II with PROVISION release 10.0 from Schneider electric company was used, and Peng-Robinson equation of the state model was selected for the modeling of the refrigeration cycle and LNG cold heat utilization process.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.318-323
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• 2024

In this paper, computer modeling works have been performed for the power generation Rankine cycle using new working fluids and liquefied natural gas (LNG) cold heat. PRO/II with PROVISION released 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 power generation cycle. Optimal working fluid composition was determined to maximize LNG cold heat to increase power generation efficiency and net power production.

• 디지털융복합연구
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• 제17권2호
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• pp.101-111
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• 2019

냉동 냉장창고의 집적단지인 '콜드체인 클러스터' 구축이 물류업계의 현안으로 급부상하고 있다. 인천항만공사는 한국가스공사와 협력하여 송도 LNG 인수기지에서 발생하는 냉열 에너지를 이용한 냉동 냉장 클러스터를 구축하기 위한 사업을 진행 중에 있다. 본 연구에서는 CFPR 방법론을 활용하여 냉동 냉장 클러스터 활성화 방안을 제시하는 것을 연구의 목적으로 한다. 분석결과, 상위요인에서는 안정성과 수익성 요인이 0.281로 가장 중요시 되는 요인으로 파악되었다. 세부요인으로는 지속가능한 물동량 확보가 가장 높게 나타났고, 임대료 수준, LNG 냉열 활용기술의 지속 가능성과 일반 냉동 냉장창고와의 경쟁, 시설 중복투자 배제 등의 순으로 중요도가 평가 되었다. 향후 연구에서는 활성화 요인을 활용하여 국내 지역별 냉동냉장클러스터를 평가할 필요가 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.382-389
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• 2012

Power generation cycle using ammonia-water mixture as working fluid has attracted much attention because of its ability to efficiently convert low-temperature heat source into useful work. If an ammonia-water power cycle is combined with a power cycle using liquefied natural gas (LNG), the conversion efficiency could be further improved owing to the cold energy of LNG at $-162^{\circ}C$. In this work parametric study is carried out on the thermodynamic performance of a power cycle consisted of an ammonia-water Rankine cycle as an upper cycle and a LNG cycle as a bottom cycle. As a driving energy the combined cycle utilizes a low-temperature heat source in the form of sensible heat. The effects on the system performance of the system parameters such as ammonia concentration ($x_b$), turbine 1 inlet pressure ($P_{H_1}$) and temperature ($T_{H_1}$), and condenser outlet temperature ($T_{L_1}$) are extensively investigated. Calculation results show that thermal efficiency increases with the increase of $P_{H_1}$, $T_{H_1}$ and the decrease of $T_{L_1}$, while its dependence on $x_b$ has a downward convex shape. The changes of net work generation with respect to $P_{H_1}$, $T_{H_1}$, $T_{L_1}$, and $x_b$ are roughly linear.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.23-28
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• 2001

LNG(액화 천연가스) 기지의 LNG 저장탱크로부터 자연적으로 발생되는 BOG(증발 천연가스)가 약 0.05 vol$\%$/day로 생성되므로, 이를 회수하기 위해서 혼합드럼 방식의 Condenser에 질량비로 LNG와 BOG를 11 : 1로 혼합시키므로서 $-159^{\circ}C$ LNG 냉열을 활용하여 액화 처리하는 공정이다. 이러한 방식의 공정은 단순하지만 에너지 측면에서 비효율적인 것으로 알려졌다. 따라서 본 연구에서는 새로운 열교환식 방식을 제시하고 공정해석 시뮬레이터인 ASPEN PLUS를 이용하여 공정을 비교 분석하여 타당성을 조사하고자 한다.

• 신재생에너지
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• 제18권2호
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• pp.82-89
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• 2022

In this study, the exergy characteristics were analyzed, according to the mass flow rate of the propane working fluid and the pressure change in the turbine inlet, for the efficient recovery of cold energy and exhaust heat by the waste energy recovery system applied to the LNG FSRU regasification process. When the turbine inlet pressure and mass flow rate of the Primary Rankine Cycle were kept constant, the exergy efficiency and the net power increased. This occurred as the turbine inlet pressure and the mass flow rate of the working fluid increased in the Secondary Rankine Cycle, respectively, and the maximum values were confirmed. In this regard, the fluctuations in the exergy rate flowing into and out of the system and the exergy rate destroyed by pumps, evaporators, turbines, and LNG heat exchangers (condensers) were examined in detail.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.157-157
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• 2010

우리나라는 기후변화협약에 대응하기 위한 교토의정서를 비준한 국가로서, 아직 온실가스의 의무감축 대상 국가는 아니다. 그러나 2012년부터 시작될 교토의정서 2차 공약기간 중에 브라질, 중국 및 인도와 같이 2차 의무감축대상이 가장 유력시 되는 국가로 지목되고 있으므로, 이러한 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 기술적, 사회적, 정책적 방안이 신속히 마련될 필요가 있다. CCS(carbon capture & storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, 대료적인 $CO_2$ 발생대상인 석탄화력발전소로 부터 $CO_2$ 회수방안, 회수, 처리관련 연구를 포함하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료(천연가스, 석탄, 석유)의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 특히 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있다. 천연가스가 생산되는 LNG기지에서 LNG를 기화시키기 위하여 해수식 기화기(ORV : Open Rack Vaporizer와 수중연소식 기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 사용하고 있으며, 특히 SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 이때 연소시 $CO_2$를 상당량 발생시킨다. 본 논문에서는 SMV에서 순산소 연소방식을 적용하여 연료인 천연가스를 연소시키고, 이때 발생되는 $CO_2$와 수분이 주 성분인 배가스를 연소기에 재순환시켜, 연소실내 고온문제를 해결하며, 최종적으로 배가스중 $CO_2$는 $-162^{\circ}C$의 LNG 냉열을 이용하여 고순도의 액체 $CO_2$로 액화시키므로서 $CO_2$의 회수, 처리문제를 해결하는 방식을 소개하고자 한다. 이러한 방식은 천연가스에서 발생되는 $CO_2$ 회수를 LNG 냉열을 활용하므로서 폐열을 활용하는 에너지 효율적인 문제와 사용가능한 고순도 $CO_2$로 회수하므로서 환경적인 문제를 처리하는 기술이라 할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.345-358
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• 2021

본 연구에서는 액화천연가스(LNG; liquefied natural gas) 재기화 과정에서 버려지는 냉열을 회수하는 방법으로 액화 공기를 생산하는 공정을 개발하였다. 액화 공기는 LNG 수출국으로 운송하여 천연가스 액화를 위한 냉매를 부분적으로 대체하는 용도로 활용될 수 있다. 이를 위하여, 액화 공기는 LNG 운반선에 저장 가능한 압력을 만족하여야 한다. 따라서, 가장 널리 사용되는 멤브레인 탱크로 액화 공기를 운송하기 위해 약 1.3 bar에서 공기가 액체 상태로 존재할 수 있도록 설계하였다. 제안한 공정에서, 공기는 LNG와의 열교환 이후 추가적인 질소 냉매 사이클과의 열교환을 통해 과냉된다. LNG 운반선의 최대 용량만큼 액화 공기를 생산할 때 운송비용 측면에서 가장 경제적일 수 있으며, 천연가스 액화공정에서 활용할 수 있는 냉열이 많아지게 된다. 이를 비교하기 위하여, 동일한 1 kg/s의 LNG 공급 조건 하에서 기존 공정을 이용한 Base case와 제안공정 내 유입 공기 유량을 각각 0.50 kg/s, 0.75 kg/s, 1.00 kg/s으로 하는 Case1, Case2, Case3를 구성하고 열역학적 및 경제적 측면에서 분석하였다. 액화 공기 생산량이 많을수록 1kg의 생산량 당 더 많은 에너지가 요구되는 경향을 보였으며 Case3는 Base case 대비 0.18 kWh 높게 나타났다. 그 결과 Case3의 액화 공기 1 kg 당 생산 비용이 $0.0172 더 높게 나타났다. 그러나 액화 공기의 생산량이 증가함에 따라 1 kg 당 운송 비용이 $0.0395 감소하여 전체 비용 측면에서 Case3는 Base case에 비해 1 kg 당 $0.0223 적은 비용으로 액화 공기를 생산 및 운송할 수 있음을 확인하였다.