• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.945-953
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• 2006

Though a fully thermally coupled distillation column consumes less energy than an original column, it is not widely implemented in practice due to its operational difficulty. A new fully thermally coupled distillation column is proposed for the operability improvement, and its performance is investigated. The main improvement is the separation of a main column to give an upper and lower columns and the installation of an intermediate heat exchanger between them to regulate the fluctuation of product compositions. A proper manipulation of column pressure in the separated main columns made easy vapor flow without a compressor. The operability improvement is examined in a hexane process from the dynamic simulation using a commercial design software HYSYS. The simulation results indicate that the coupling among inputs and outputs is loosened to make easy manipulation of product compositions in the proposed distillation system.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1197-1201
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• 2006

In order to improve the operability in a fully thermally coupled distillation column the main column is separated into an upper and a lower column, and its design method is explained. With a distillation experiment using a two-inch column the operability of the proposed column is examined. Readily available methanol, ethanol and propanol are used as the feed, and the experimental result is compared with that of the HYSYS simulation. It is found from the experiment that the recovery ranges between 58.8% and 68% and the distillation efficiency is lower than that of the simulation. consumes less energy than an original column, it is not widely implemented in practice due to its operational difficulty. However, it is proved that the proposed distillation column can be operated without compressors and it can be practically utilized.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.55-60
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• 2012

분리벽형 증류탑으로 상용화된 열복합 증류 시스템의 에너지 절약효과와 엑서지 손실을 기존의 3성분 분리 시스템인 2 탑 증류탑의 에너지 사용량 및 엑서지 손실과 비교하였다. 비교에 사용한 예제공정으로 석유화학 공장에서 보편적으로 사용하는 벤젠-톨루엔-m-자일렌 분리 공정을 대상으로 하였다. 본 연구에서는 열복합 증류탑의 설계방법을 제시하고 HYSYS를 이용하여 계산된 에너지 사용량을 비교하였다. 동일한 증류단수를 사용하였을 때 열복합 증류 시스템이 에너지 사용량을 28.2% 절감할 수 있음을 알았으며, 엑서지 손실은 10.4% 더 많았다. 엑서지 손실의 증가는 열복합 증류탑의 양방향 연결 흐름에 의한 증류단 내에서의 추가적인 혼합과 주탑 하부에서의 압력상승에 의한 재비기에서의 온도 상승이 주요 원인이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.815-824
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• 2012

분리할 성분들의 비점이 비슷하거나 공비를 형성하는 경우 일반적인 증류로 완전 분리가 불가능하다. 이를 극복하기 위하여 제 3성분을 가하여 상대 휘발도에 변화를 주는 추출 증류가 사용된다. 일반적으로 두 개의 증류탑으로 이루어진 추출 증류 공정이 사용되나 열 통합된 연속식 증류탑으로 이루어진 추출 열 통합 증류 공정은 보다 에너지 효율이 높고 장치비가 절감되는 장점을 가지고 있다. 그러나 추출 열 통합 증류 공정은 종래의 추출 증류 공정에 비하여 운전 및 제어가 어려워 널리 사용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복할 수 있도록, 또한 외란에 대하여 안전한 조업이 이루어지도록 할 목적으로 최적 조업조건에서의 추출 열 통합 증류 공정의 운전 및 제어를 연구하였고 여러 가지의 제어 구조를 제안하였다. 제안된 제어구조 중에 프로필 위치 제어가 가장 좋은 제어 성능을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.892-897
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• 2008

열복합 증류탑을 활용하여 기존의 에탄올 농축공정보다 에너지 사용량을 절감한 새로운 에탄올 농축공정을 제안하였다. 벤젠을 분리제로 사용한 제안된 증류 시스템은 증류곡선이 평형농도 곡선과 유사하게 분포되도록 설계되었으며, 증류영역의 경계에 가까운 원료 조성을 가지도록 설계하여 최대의 증류효율을 얻도록 구성하였다. 본 연구의 증류시 스템은 기존의 농축시스템에 비해 약 18%의 에너지 절감효과를 얻을 수 있었다. 또, 여타의 유사한 공비증류 공정에 활용할 수 있는 설계방안을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.1017-1022
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• 2008

분리벽형 열복합 증류탑이 현장에서 에너지 절감형 증류 시스템으로 많이 사용되고 있으나 증류탑을 새로 제작하여야 하는 어려움이 있어, 기존의 증류탑을 활용한 에너지 절감형 증류 시스템을 제안하였다. 제안된 증류탑은 BTX 공정에서 기존 시스템에 비해 약 39%의 에너지 절감효과가 있다. 또, 제안된 증류 시스템은 분리벽형 증류탑에 비해 운전성을 개선할 수 있음을 보였으며, 추가된 증류탑의 단수는 중간제품의 조성에 큰 영향을 미치지 않는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3774-3778
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• 2012

Reformate 분리 공정에 대한 열복합 증류탑의 가능한 제어 구조를 조사하고 그 제어 성능을 검토하기 위하여 동적 모사를 수행하였다. Aspen HYSYS를 사용하여 $3{\times}3$ 제어구조를 적용하여 여러 가지 제어구조로 동적 모사한 결과 Reformate 분리 공정 주탑의 상부, 중간, 하부 제품 조성은 각각 reflux flow rate, 주탑에서 전처리탑 상부로 흐르는 liquid draw rate, vapor boilup rate로 제어되는 구조가 가장 운전 안정성이 확보됨을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권10호
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• pp.842-846
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• 2002

Design of gas concentration process using a fully thermally coupled distillation is conducted with the commercial design software HYSYS. Detailed procedure of the design is explained, and the performance of the process is compared with that of a conventional system A structural design is exercised for the design convenience. The design outcome indicates that the procedure is simple and efficient. The structural information yielded from equilibrium distillation gives an easy formulation of distillation system which is the initial input required from the setup of the distillation system The performance of the new process indicates that an energy saving of 17.6 % is obtained compared with the conventional process while total number of trays maintains at the same.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권3호
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• pp.327-331
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• 2009

보통의 2탑 증류시스템에서 사용하는 2기의 증류탑을 활용하여 열복합 증류시스템을 구성하고, 제안된 증류탑의 운전특성을 알아보기 위하여 시스템의 동특성을 조사하였다. 계단응답을 이용한 3가지 제품의 제어 방안을 알아내기 위하여, 상부제품의 유량, 중간제품의 유량, 재비기의 증기발생량을 변화하였다. 그 결과로부터 $3{\times}3$의 제어구조를 제시하였다. 제안된 제어시스템에 PI 제어기를 사용하였을 때의 제어성능을 조사한 결과 하부제품의 농도관리가 가장 어려움을 알 수 있었으나, 본 연구의 증류시스템 운전이 가능함을 알았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.270-276
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• 2012

본 연구에서는 두 개의 증류탑으로 이루어진 기존 추출 증류 공정과 열 통합된 연속식 증류탑으로 이루어진 추출열 통합 증류 공정의 시스템에 대하여 에너지가 가장 적게 드는 최적의 구조 및 운전조건을 실현하기 위하여 Aspen plus의 최적화 기능을 이용하여 최적화를 행하였다. 두 구조 모두 추출제를 재순환시키는 구조로 모사하였다. 최적화 문제를 구성하여 에너지 비교, 다른 조성비, 추출제의 양에 따라 최적 조건의 변화를 파악하여 최적화된 공정 조업조건 및 설계지침을 제시하였다. 두 구조의 비교에서 열 통합 증류 시스템이 기존의 증류시스템에 비하여 에너지 효율 및 장치비 면에서 보다 나은 것으로 나타났다.