• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.383-386
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• 2008

The four-bed PSA process using a layered bed of activated carbon and zeolite 5A was studied to produce a high purity hydrogen product from SMR off-gas. At a desired product purity (99.999%+), the recovery increased with decreasing the linear velocity. However, the difference of the increasing of the recovery became smaller with the decreasing of the linear velocity and then was similar from below the linear velocity 3.9 cm/s. When the adsorbents, the feed gas composition, and the operating conditions are given, the residence time is mainly a function for design of the PSA bed size. The minimum residence time exists to obtain the maximum recovery at desired product purity.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.45-49
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• 2003

• 한국가스학회지
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• 제26권1호
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• pp.7-19
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• 2022

일반적으로 수소의 정제는 화학적, 물리적인 방법을 통해 수행한다. 여러 종류의 정제방법 중 현재는 정제 용량 및 경제성이 가장 우수한 PSA(Pressure Swing Adsorption)를 이용한 정제방법이 가장 널리 사용되고 있다. 국내도 대부분 PSA를 이용하여 자동차 및 발전용 수소 연료전지 등에 사용하는 수소를 정제하고 있다. 기존 석유화학 단지중심의 부생수소는 운송 등의 어려움이 있다. 정부는 도시가스 공급망과 연계하여 소비지에서 직접 수소를 생산하는 수소추출기 설치 계획하고 있으며, 기업들도 이와 관련된 연구 및 실증 설비를 속속 설치하고 있는 실정이다. 유럽 등은 최근 PSA와 관련된 안전기준을 마련하여 시공 및 운영단계에서 체계적인 안전관리를 위한 노력을 기울이고 있으나, 국내는 PSA와 관련된 안전기준 마련이 아직까지는 미흡하다. 본 연구에서는 기존 PSA를 운영하고 있는 회사의 설문 및 위험성평가를 통해 기존설비의 문제점을 파악하고, 국외 기술기준에 이를 포함한 국내 기술기준을 작성하여 신규설치 및 기존 운영되고 있는 PSA시스템의 안전을 도모하고자 한다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.370-378
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• 2013

본 논고에서는 가스 흡착 분리 산업에서 광범위하게 적용되고 있는 압력순환흡착(pressure swing adsorption, PSA) 기술의 전형적인 흡착조건인 $15{\sim}40^{\circ}C$의 온도와 4~6 bar의 압력에서 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks, MOF)와 제올라이트 이미다졸레이트 골격체(zeolite imidazolate frameworks, ZIF)의 $CO_2$ 흡착성능을 살펴보고 이들이 가지고 있는 장 단점을 분석해보고자 한다. $CO_2$는 $H_2$, CO, $N_2$ 및 $CH_4$와 같은 기체분자들에 비해 큰 분극률을 가지므로 동일한 세공크기라면 흡착제의 비표면적이 클수록 높은 흡착량을 보이며, $CO_2$의 분자크기($3.3{\AA}$)보다 큰 세공으로 이루어진 흡착제라면 상기 흡착조건에서의 $CO_2$ 흡착성능은 세공크기에 크게 영향을 받는다. MOF와 ZIF의 $CO_2$ 흡착성능은 이들의 골격을 이루는 금속과 유기 링커의 종류, 세공크기, 비표면적, 흡착조건(온도와 압력) 등에 따라 달라질 수 있지만, 특히 흡착압력의 영향이 절대적이다. 다시 말하면, $CO_2$의 흡착압력이 비슷할 경우 MOF와 ZIF의 $CO_2$ 흡착량에 미치는 상기 인자들의 영향은 비교적 작다. 15 bar 이상의 $CO_2$ 흡착압력에서 이 흡착제들이 수 십 mmol/g의 흡착성능을 나타낸다고 할지라도, 전형적인 PSA 공정조건에서 이들의 $CO_2$ 흡착성능은 제올라이트, 활성탄과 같은 벤치마크 흡착제들의 성능과 유사하거나 오히려 낮을 뿐만아니라, 이들의 가격은 벤치마크들에 비해 매우 높기 때문에 경제성 확보에 어려움이 있다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.309-309
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• 2000

The main objective of this study is to understand the regeneration step of the PTSA(Pressure and thermal swing adsorption) process below the atmospheric pressure by rigorous dynamic simulation. This target process is to recover toluene using activated carbon as an adsorbent. To do this, the dynamic simulations for the regeneration step are performed at 360, 490, 590mmHg and at high temperature after the simulation of the adsorption step at latm and 298K. A mathematical model was developed to simulate the column dynamics of the adsorption systems. This model is based on non-equilibrium, non-isothermal and non-adiabatic conditions, and axial dispersion and heat conduction are also considered. Heat transfer resistances are considered in gas-solid, gas-column wall and column wall-outside air. The LDF(Linear Driving Force) approximation model describes the mass transfer rate between the gas and solid phase. This study shows that the recovery of toluene by PTSA is more preferable than that by general TSA.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.8-20
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• 2006

For large scale separation hydrogen from different mixing ratio(60/40 and 80/20 vol.%) of hydrogen and methane $1Nm^3/hr$ and $4Nm^3/hr$ 2bed-6step pressure swing adsorption(PSA) process was used, respectively. The effects of the feed gas pressure, adsorption time, the feed flow rate and the P/F(purge to feed) ratio on the process performance were evaluated. In the $1Nm^3/hr$ PSA results, 11 atm adsorption pressure and 0.10 P/F ratio might be optimal values to obtain more than 75 % recovery and 99 % purity hydrogen in these processing. The optimum feed flowrate was 22 LPM and 17 LPM in the ratio 60/40 and 80/20, respectively. In the $4Nm^3/hr$ PSA results, 10 atm adsorption pressure might be simulated values to obtain more than 80 % recovery and 99 % purity hydrogen in these processing.

• 한국대기환경학회지
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• 제20권5호
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• pp.655-662
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• 2004

An adsorption process to recover the pure $CH_4\;and\;CO_2$ from its mixture was examined. In this study, activated carbon fibers were used as a selective adsorbent. The activated carbon fibers has 78~94% micropore volume and 10.5~20.3${\AA}$ narrow pore size, and showed high adsorption rate and the good selectivity for $CO_2$ under the ambient pressure. The ACF with high surface area showed short mass transfer zone and long breakthrough time and, its adsorption capacity depended on the microporosity. Compared with single component adsorption, the amount adsorbed $CO_2$ on ACF increased by the roll-up of $CH_4$ in mixed gases. The adsorption selectivity increased as now rate and $CO_2$ concentration of mixed gases increased, showing 5.2 selectivity for 75% $CO_2$ concentration.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.181-187
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• 2017

반도체 및 디스플레이 산업에서 배출되는 과불화합물은 연소, 열, 플라즈마, 촉매 등의 다양한 방법이 적용된 스크러버에 의해 분해 과정을 거친 후 배출되나, 운영 스크러버의 대부분이 과도한 에너지의 사용, 낮은 저감 효율을 보임으로써 이러한 단점의 극복이 요구된다. 압력순환흡착법과 다공성 매체 연소법의 두 가지 기술이 연계된 새로운 형태의 과불화합물 저감 스크러버를 개발하고 특성을 알아보았다. 분해 대상인 $CF_4$의 흡착비와 손실계수는 흡착 컬럼의 입구와 출구에서 농도 측정을 통해 계산하였으며, 연소기의 입구와 출구의 유량과 농도 측정을 통해 처리 효율을 계산하였다. 기존 스크러버와의 에너지 사용량 및 처리효율 비교를 위하여 다양한 유량에 대한 성능 평가가 진행되었다. 1412 ppm, 204 LPM의 $CF_4$가 유입된 흡착 컬럼에서의 흡착비는 1.65였으며, 유입되는 $CF_4$의 손실 계수는 8.2%였다. 이때 연소기로 유입되는 $CF_4$의 유량과 농도는 각각 91 LPM과 2335 ppm이었으며, $CF_4$ 19 LPM, $O_2$ 40 LPM을 사용한 연소 반응시 약 96%의 저감 효율을 나타내었다. 상용 스크러버와의 동일 운전 조건에서의 다공성 매체 연소에서의 $CF_4$ 저감 효율과 전체 에너지 사용 효율 비교시 각각 16%, 41% 이상의 저감 효율 상승과 에너지 절감 효과를 보였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.808-811
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• 1996

A mathematical model was developed for the simulation of a Pressure Swing Adsorption process with dehydrogenation reaction. The minimum number of beds and optimum operating sequence were determined using MINLP under the given operating conditions. Based on these results, we estimated the minimum annual cost.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.720-722
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• 2009

This work is mainly focused at developing the hydrogen production unit with the capacity of 20 $Nm^3/h$ of high purity hydrogen. At present steam reforming of natural gas is the preferable method to produce hydrogen at the point of production cost. The developed hydrogen production unit composed of natural gas reformer and pressure swing adsorption system. To improve the thermal efficiency of steam reforming reactor, the internal heat recuperating structure was adopted. The heat contained in reformed gas which comes out of the catalytic beds recovered by reaction feed stream. These features of design reduce the fuel consumption into burner and the heat duty of external heat exchangers, such as feed pre-heater and steam generator. The production rate of natural gas reformer was 41.7 $Nm^3/h$ as a dryreformate basis. The composition of PSA feed gas was $H_2$ 78.26%, $CO_2$ 18.49%, CO 1.43% and $CH_4$ 1.85%. The integrated production unit can produce 21.1 $Nm^3/h$ of high-purity hydrogen (99.997%). The hydrogen production efficiency of the developed unit was more than 58% as an LHV basis.