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- 저자 : 이화웅(Hwaung Lee) (검색결과 6 건)
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이단 적층 흡착탑을 이용한 CO<sub>2</sub> PSA 공정
이화웅,최재욱,송형근,나병기,Lee, Hwaung,Choi, Jae-Wook,Song, Hyung Keun,Na, Byung-Ki 한국청정기술학회 2001 청정기술 Vol.7 No.1
화력발전소의 연소가스에서 고순도의 $CO_2$를 분리, 회수하는 것을 목적으로, 에너지 비용이 적게 드는 것으로 알려진 PSA(Pressure Swing Adsorption)공정을 이용하였다. 흡착제로서 활성탄 및 제올라이트를 사용하여 연소가스에서 $CO_2$를 회수할 수 있는 장치를 제작하고 이를 조업하는 조건을 확립하고자 하였다. $CO_2$ 회수용으로 적합하지 않다고 알려져 있는 활성탄을 이용하여도 세정단계의 변형을 통한 새로운 사이클을 이용하여 고순도의 $CO_2$를 생성물로 얻을 수 있었다. 또한 활성탄과 제올라이트 각 흡착제의 흡착특성을 이용하여 이들 두 흡착제의 장점을 최대로 이용할 수 있도록 흡착탑의 일부만을 제올라이트 13X를 채워 조업하는 2단 적층 흡착탑을 이용하여 회수율의 향상을 얻을 수 있었다. 흡착탑의 도입부 쪽에 활성탄을, 배출부 쪽에 제올라이트를 채움으로써 최대의 효과를 얻을 수 있었는데, $CO_2$ 농도 13%, 유량 10 SLPM, 흡착압력 2.2기압에서 제올라이트를 부피비로 25%만 사용하여도 40%의 회수율 향상을 얻을 수 있었으며 50%를 이용한 경우에는 회수율이 67%까지 증가하였는데 이는 제올라이트만을 이용한 경우의 회수율과 비슷한 결과였다. In this study, PSA, known as the most economic process, was used to recover $CO_2$ from the power-plant flue gas. Activated carbon and zeolite molecular sieve 13X were used as adsorbent. Activated carbon has been deemed inadequated adsorbent for separating $CO_2$ from the flue gas. However, highly concentrated $CO_2$ could be obtained as a product on the activated carbon adsorbent using the new operating cycle modifying the rinse step. Also, the recovery of $CO_2$ was improved using double-layered adsorption column packed with the activated carbon and the zeolite 13X simultaneously. Adsorption column was filled with the activated carbon in the feed-end side, and the zeolite 13X in the product-end side. The recovery of $CO_2$ increased about 40% with only 25% zeolite, and increased 67% with 50% zeolite at the experimental conditions of 13% $CO_2$ concentration, 10 SLPM flow rate and 2.2 atm adsorption pressure.
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Rapid Pressure Swing Adsorption (RPSA) 공정을 이용한 공기에서의 산소 분리
최재욱(Jae-Wook Choi),이화웅(Hwaung Lee),송형근(Hyung Keun Song),서성섭(Sung-Sup Suh),나병기(Byung-Ki Na) 한국청정기술학회 2008 청정기술 Vol.14 No.1
RPSA 공정은 기체 혼합물을 흡착법을 이용하여 분리하는 주기적인 공정으로 일반적인 방법의 적용이 어려운 기체 혼합물의 분리에 적용될 수 있다. 공기로부터 분리된 산소는 의료용 산소발생기, 생물학적 폐수처리 공정 등에 이용되어 왔으며 다른 공정에의 적용이 점차 확대되고 있다. RPSA 공정은 한 개의 흡착탑을 이용하여 분리하므로 기존의 PSA공정에 비해서 장치의 구성이 간단하다. 본 연구에서는 공기로부터 산소를 농축하는 RPSA 공정의 기초연구를 통하여 산소농축공정 개발을 위한 기초자료와 제반 기술을 확립하고자 한다. RPSA (Rapid Pressure Swing Adsorption) is a cyclic process which can be used to separate gas mixtures by adsorption method. Oxygen which is separated from air is used to the medical oxygen generator and biological wastewater treatment process. RPSA uses only one adsorption bed, so it is very simple to operate compared to conventional PSA process. In this work experimental parameters were examined with RPSA setup and parameters for the oxygen separation from air were obtained.
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송형근,정연수,김태경,이화웅,나병기 한국화학공학회 1995 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.33 No.5
Ru를 활성탄과 알루미나에 침적시킨 촉매를 사용하여 미분 반응기예서 2-propanol의 탈수소화 반응 속도식을 구하였다. r=k_p *C_p/(1+K_A*C_A)의 속도식을 가정하였으며, 기상과 액상에서의 반응 속도식을 각각 구하였다. 온도의 영향을 살펴보기 위하여 k_p=k_o exp(-E/RT)를 가정하였다. Acetone의 흡착평형상수 K_A도 온도의 함수이지만 각 실험온도에서의 평형상수를 계산하면 변화가 매우 작으므로 상수로 가정하여 평균값을 취하였다. 기상반응의 속도가 액상반응의 경우보다 빠르며, acetone의 농도가 증가할수록 반응속도가 감소하였다. 계산된 반응속도식을 사용하여 2-propanol 탈수소화반응에서 온도와 acetone 농도의 영향을 표현할 수 있었다. The rate of dehydrogenation of 2-propanol was obtained using a differential flow reactor over ruthenium catalysts supported on alumina and activated carbon. The reaction rate was derived as r=k_p*C_p/(1 +K_A*C_A), which was calculated on gas phase and liquid phase reactions. In order to consider the effect of reaction temperature, k_p=k_o exp(-E/RT) was assumed. The equilibrium constant, K_A, of acetone adsorption was assumed to be constant because the variation was small over the narrow temperature range. The reaction rate of gas phase was faster than that of liquid phase, and it was decreased as the concentration of acetone increased. The rate equation could express the effect of temperature and acetone concentration on 2-propanol dehydrogenation reaction.
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여영구,나병기,송형근,이화웅,김유창,정연수 한국화학공학회 1998 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.36 No.4
연소가스로부터 CO₂를 회수하기 위한 Pressure Swing Adsorption(PSA) 공정의 전산모사를 통해 감압단계, 진공단계, 압력균등화단계 및 세정단계 등이 포함된 여러 공정의 성능을 비교, 분석함으로써 최적의 공정을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 PSA 공정의 동특성이 고려되었으며 흡착제로는 활성탄이 이용되었다. 압력균등화단계의 도입은 감압단계에서 손실되는 생성물의 양을 줄이고 탑내에 존재하는 여러 성분들을 제분배하여 회수율과 순도를 증가시켰으며 세정단계의 도입을 통해 진공단계에서 얻어진 고동도의 CO₂를 환류시킴으로써 순도를 증가시킬 수 있었다. 특히 압력균등화단계와 세정단계를 결합하여 공정을 구성하였을 때 압력균등화단계는 분리능력의 증가와 함께 탑내의 N₂농도를 최소화시켜 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 확인하였으며 CO₂의 회수율이 55%일 때 최고 순도는 97%를 얻을 수 있었다. The simulation of pressure swing adsorption(PSA) process for recovering highly pure CO₂ from flue gas was performed. Seven different processes including blowdown, pressure equalization, rinse and/or evacuation step were compared to obtain optimal process. In this study, bed dynamics was considered for the better simulated result. Activated carbon was used as an adsorbent. Pressure equalization contributed to increase the recovery and purity by preventing CO₂ loss at blowdown and redistributing the components in the bed. And also, rinse, recycling the product gas recovered at evacuation step, conduced in increase the purity by readsorbing highly concentrated CO₂. Especially, pressure equalization step combined with rinse step plays a key role in improving the, performance of process because of minimizing the concentration of N₂ in bed and increasing pressure difference between the bed pressure and atmospheric pressure. Maximum purity was about 97% and recovery at that point was about 55%.
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