• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.401-406
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• 2017

When Liquified Natural Gas (LNG) is vaporized into NG for industrial and household usage, tremendous cold energy was transferred from LNG to seawater during phase-changing process. This heat exchanger loop is not only a waste of huge cold energy, but will cause thermal pollution to the coastal fishery area also when cold water was re-injected into the sea. In this study, an innovation design has been performed to reclaim the cold energy for -35 to $62^{\circ}C$ refrigerated warehouse. Conventionally, this was done by installing mechanical refrigeration systems, necessitating tremendous electrical power to drive temperature. A closed loop LNG heat exchangers in series was designed to replace the mechanical or vapor-compression refrigeration cycle by process simulator. The process simulation software of PRO II with provision has been used to simulate this process for various conditions, what to effect on cold energy and used energy for re-liquefaction and evaporation process. In addition, through analysis the effect of the change of LNG supply pressure on sensible and latent heat, optimum operational conditions was suggested for LNG cold energy warehouse.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3764-3773
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• 2012

본 연구에서는 methyl ethyl ketone (MEK)와 물의 이성분계 공비 혼합물의 공비조성이 압력에 따라서 민감하게 변하는 현상을 이용하여 압력변환 증류(pressure-swing distillation; PSD)공정을 통해서 순도가 99.9mole% 이상의 MEK를 분리해 내기 위한 전산모사 및 공정 최적화를 수행하였다. 전산모사를 위하여 상용성 화학공정 모사기인 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 9.1을 활용하였고, 열역학 모델식으로는 Wilson 액체 활동도계수 모델식을 활용하였다. PSD 공정은 저압 및 고압의 증류탑 2기의 증류탑 배열을 사용하는데 저압 증류탑을 전단에 두는 저압-고압 증류탑 배열과 저압 증류탑을 후단에 두는 고압-저압 증류탑 배열로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 각각의 배열에 대한 증류탑 환류비와 원료 주입단의 위치를 조절변수로 하여 총 재비기의 heat duty의 합을 최소화시킨 후 두 공정배열을 서로 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.3106-3111
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• 2010

본 연구에서는 천연가스의 온도를 $-40^{\circ}C$까지 냉각시키기 위해서 프로판을 냉매로 사용한 1단 냉동과 2단 냉동 사이의 비교연구를 수행하였다. 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태방정식을 적용하였으며, 냉동 사이클의 전산모사를 위해서 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 8.3을 활용하였다. 본 연구에서로부터 2단 압축 냉동 사이클을 최적화한 결과 1단 압축 냉동 사이클에 비해서 압축기의 소요동력을 33.5% 가량 줄일 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.474-481
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• 2005

본 연구에서는 공비점 분리제로써 벤젠을 사용하고 3기의 증류탑을 이용해서 에탄올 수용액으로부터 거의 순수한 무수 에탄올을 생산해 내는 공비증류공정에 대한 모델링과 최적화 작업을 수행하였다. 공비증류공정의 모사를 위한 열역학 모델식으로는 NRTL 액체 활동도계수 모델식을 사용하였으며 상용의 화학공정 모사기인 PRO/II with PROVISION 6.01을 사용하였다. 최적화 작업을 위한 목적함수로는 각 증류탑 재비기의 Heat duty로 정하였으며 농축기 탑상제품의 에탄올의 농도를 최적화 변수로 정하였다. 농축기 탑상 제품에서 에탄올 몰농도가 76 mole％일 때 증류탑의 재비기의 Heat duty의 합이 최소가 됨을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.552-558
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• 2011

본 논문에서는 천연가스를 액화시키기 위해서 프로판, 에틸렌 및 메탄 냉매를 이용한 캐스케이드 냉동 사이클에 대한 전산모사를 PRO/II with PROVISION 8.3에 내장되어 있는 Peng-Robinson 상태방정식을 활용하여 수행하였다. 천연가스의 조성은 한국가스공사로부터 제공받은 것을 적용하였으며, 유량은 년간 500만톤으로 가정하였다. 프로판 냉매의 공급온도는 $-40^{\circ}C$로, 에틸렌 냉매의 공급온도는 $-95^{\circ}C$로 메탄 냉매의 공급온도는 $-155^{\circ}C$로 각각 정하였으며, 천연가스와 각각의 냉매의 최소 접근온도는 $3^{\circ}C$로 정하였다. 메탄 냉매에 의해서 $-152^{\circ}C$까지 냉각된 천연가스는 줄-톰슨 팽창에 의해서 $-162^{\circ}C$까지 냉각되어 액화가 일어나도록 하였다. 결론적으로 캐스케이드 냉동 사이클과 줄-톰슨 팽창을 통해서 천연가스의 액화율은 몰비로 91.64%임을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.660-669
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• 2012

Gas resources captured in the form of gas hydrates are an order of magnitude larger than the resources available from conventional resources. Focus of this research is to investigate the effect of DME on phase equilibria of methane hydrate, as well as the possibility of the use of the PRO/II computer simulation to estimate the phase equilibria. In systems containing water and a gaseous component like, for instance, methane, ethane, and propane, gas hydrates may occur, if conditions in terms of pressure and temperature are satisfied. Mixtures of gases, e.g. LPG or natural gas, are also able to form gas hydrates in the presence of water. The experiments presented here were performed at temperatures varying between 268.15K and 288.15K and at pressures varying between 1.88 MPa and 10.56 MPa. It was found that the phase equilibria of methane hydrate is influenced by the addition of DME to the system. The pressure for the equilibrium hydrate-liquid water-vapor (H - $L_w$ - V) in the system water + methane is reduced upon addition of DME. The phase equilibria of methane hydrate can be estimated by the PRO/II computer simulation, whereas those of methane hydrate containing DME or LPG can't be estimated properly.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.302-306
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• 2020

In this study, computer simulation works using PRO/II with PROVISION V10.2 have been performed for a cascade refrigeration cycle using methane, ethylene and propane as refrigerants. LNG cold heat was also utilized in order to save the compression powers for the ethylene and propane refrigeration cycles. It was concluded that about 77% of compression power can be saved by using LNG cold heat through the exchanging heat with refrigerants. We could also know that the cold heat price contained in 1 ton of LNG is 16,155 won.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.257-263
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• 2012

바이오디젤은 화석연료인 경유의 대체에너지로써 비독성이고 재생 가능한 에너지이다. 바이오디젤생산방법은 크게 산 염기 초임계 효소방법으로 분류되는데 본 연구에서 친환경적으로 바이오디젤을 생산할 수 있는 초임계공정과 효소고정화공정에 대해 연구하였다. 연간 10,000톤의 바이오디젤을 생산하는 공정을 대상으로 PRO II 공정모사기를 통해 전환률과 에너지소비량을 알아보기 위한 공정모사를 실시하였다. 그 결과 초임계공정에서의 전환률은 91.17%(0.9% 글리세롤 포함), 효소고정화공정에서는 93.58%(1.0% 글리세롤 포함)로 나타났다. 이 결과는 효소고정화공정이 높은 전환률을 보였지만 바이오디젤의 순도는 초임계공정에서 높게 나타났음을 보여준다. 한편, 에너지소비량 측면에서 초임계공정과 효소고정화공정이 각각 8.9, 3.9MW를 나타났다. 즉, 초임계 공정이 효소고정화공정에 비하여 2.3배 많은 에너지를 소모한다는 것을 확인할 수 있었다.