• 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.

• 청정기술
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• 제16권1호
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• pp.59-63
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• 2010

가소제 등의 중간원료로 사용하는 2-에틸헥산올의 농축공정에 기존의 2 탑 증류 시스템 대신 에너지 절약형 증류탑인 열복합 증류탑을 사용할 때의 에너지 절감효과를 시뮬레이션을 통하여 계산하였다. 기존의 2탑 증류방식에 비해 약 41%의 에너지 절감효과가 있음을 계산의 결과로부터 알 수 있었으며, 에너지 절감의 원인을 증류곡선으로 설명하였다. 또, 기존 공정 대신 열복합 증류탑을 사용하면 증류탑의 운전비용뿐만 아니라 설비비의 절감도 가능한 추가적인 이득이 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.39-46
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• 2005

에너지 절약형 증류시스템인 열복합 증류탑의 에너지 사용량은 적으나 운전이 어렵기 때문에 실제공정에 활용이 잘되지 않고 있어 에너지 사용은 적으면서 운전성이 개선된 3탑 증류 시스템을 제안하여 상업적인 실제공정인 헥산제조공정에 활용할 때의 에너지 절약성능과 실제 활용에서 생겨나는 문제에 대해 조사하였다. 에너지 회수구조를 활용할 경우, HYSYS를 이용한 시뮬레이션의 결과 기존의 2탑 증류 시스템에 비해 18%의 에너지 절감효과가 있음을 알았으며 2탑 증류시스템에 비해 제어루프의 수는 증가되지만 3가지 제품의 조성 조절이 쉽고 각 탑의 운전압력을 쉽게 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다.

• 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.

• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.201-201
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• 2010

The evaporative desalination system with solar energy would be the efficient and attractive method to get fresh water. This study was described the development of Multi Effect Distillation(MED) with solar energy desalination system. The system was designed and manufactured Multi effect distillation on the capacity of $3m^3$/day. The experimental apparatus consists mainly of ejector pump, Hot water pump, flow meter, demister, cooler, evaporator and condenser. Evaporator and condenser were made Shell&Tube Heat Exchanger type with corrugated tube. The experimental variables were chosen $75^{\circ}C$ for hot water inlet temperature, 40, 60 and $80{\ell}$/min for hot water inlet volume flow rate, 6.0 and $8.0{\ell}$/min for evaporator feed seawater flow rate, $18^{\circ}C$ for sea water inlet temperature to cover the average sea water temperature and the salinity of sea water is measured about 33,000 PPM (parts per million). for a year in Korea. This study was analyzed the results of thermal performance of Multi Effect Distillation. The results are as follows, The experimental Multi effect distillation is required about 40 kW heat source for production of $3m^3$/day fresh water. Various operating flow rate was confirm in the experiments to get the optimum design data and the results showed that the optimum total flow was $8.0{\ell}$/min. Comparison of Single Effect Distillation with Multi Effect Distillation showed MED is at least more than double of SED.

• 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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• 제58권4호
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• pp.550-564
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• 2020

증류탑은 경제적 효율성, 높은 신뢰성 및 자료 확보의 용이성으로 석유화학 공정 설계 시 화학 성분의 분리를 위해 적용되는 주된 기술 중 하나이다. 하지만, 기본적으로 에너지 소비 및 투자비가 높은 설비이기 때문에, 운전비와 투자비에 대한 Trade-Off 분석을 진행하여 가장 경제적인 증류탑 설계 진행이 필요하다. 본 연구에서는 가능한 많은 공정 엔지니어의 활용을 위해 대중적 공정 모사 프로그램인 Aspen Plus를 사용하여 검토를 진행하였다. 증류탑 최적화 진행시의 설계 변수를 정의하여 공정 엔지니어의 주관적인 판단에 의한 설계 품질의 편차를 최소화 하였으며, 불필요한 검토 과정 배제 및 체계적/효율적인 절차를 수립하여 설계에 소요되는 시간 및 인력 소요를 최소화 하였다. 또한, 증류탑 단수 최적화 검토시 투자비의 신뢰성 있는 산출을 위해 APEA (Aspen Process Economic Analyzers) 프로그램을 도입하고, APEA 사용에 대한 효율적인 방법에 대해서도 다방면으로 검토하여 최적화 절차를 수립하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.348-355
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• 2008

청정대체에너지로 관심이 고조되고 있는 바이오에탄올의 경제적 생산은 고유가시대에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 곡물의 주정발효를 통해 얻어진 바이오 에탄올의 회수공정에 대하여 공장설계를 위한 열역학적 해석을 통해 신뢰성 있는 공정모사결과를 얻을 수 있도록 하고, 본 모델을 통하여 매우 성공적으로 운전이 되어 제품을 생산할 수 있고 향후 공정개선에 대한 기초를 마련했다. 연료용 무수에탄올 생산 공정은 실제공정에서 사용되고 있는 기술은 공비증류, 추출증류, 압력스윙 흡착공정 등이 있다. 본 연구에서는 추출증류 공정에 대한 공정모사를 통해 경제성 및 영향성을 평가해보았다. 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류에 대한 공정연구는 매우 에너지 효율적이고 무수에탄올 생산에 있어 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류는 발효 불순물의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 공비증류와 비교할 때 가장 큰 차이를 보이는 것으로 무수에탄올 회수에 있어 다양한 구성이 가능하며, 에탄올의 회수율을 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 공비를 제거하기위한 에틸렌글리콜 등의 첨가제는 공정의 성분들과 끓는점의 차이가 높고 서로의 용해도가 낮아서 공정중에 거의 100% 회수가 가능한 특징을 있고 공비증류에 비해 매우 환경친화적이다. 한편 개발된 공정에서는 매우 낮은 에너지(1.37198 kg steam/kg anhydride ethanol from 3.05 mol% ethanol)로 99.85%의 무수에탄올을 생산할 수 있으며, 본 연구의 결과 발효된 원료로부터의 무수에탄올의 생산은 공비를 제거하기위한 agent의 선택도 중요한 사항으로 첨가제에 따른 효율이나 에너지 필요량을 알아보았고 공정의 에너지를 절약하기 위해 공정을 효율적으로 구성하여 열회수를 극대화 할 수 있었다.