지속적인 유가 상승과 환경규약 및 안전성, NIMBY현상 등의 문제로 해상 가스전에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG-FPSO는 해양 가스전에서 채취된 천연가스의 불순물을 제거하고, condensate와 LPG를 회수하며, 정제된 가스를 이송 가능한 형태로 액화시키는 최첨단 해양플랜트이다. 반면 작업 시 해상 환경에 많은 영향을 받으므로 선체 운동을 고려한 전처리 공정 효율을 파악하고 설계에 반영해야 한다. 본 연구는 LNG-FPSO의 선체 운동 영향 및 제한된 선상 공간의 최적화를 고려한 해상 전처리 기술을 개발하기 위한 기초 연구이다. 이에 아민 흡수공정과 멤브레인 공정을 혼합한 hybrid 공정을 검토하였으며, 일반 아민흡수공정에 비하여 낮은 용매 순환량, 낮은 열용량, 작은 컬럼 크기가 요구되어 해상용 전처리 공정에 적합함을 확인하였다. 이것은 또한 6자유도 운동 실험 및 CFD 해석을 병행하여 시뮬레이션을 가시화함으로써 다양한 해상상태에 따른 LNG-FPSO의 공정 효율을 검토할 수 있다.

발전 플랜트의 발전량 최적화 및 발전효율 최적화는 에너지공학을 전공한 전문가일지라도 이해하기 힘든 개념이다. 본 연구에서는 엑서지 및 엑서지율이라는 열역학적 상태값을 적용하여 에너지 공학을 전공하지 않은 일반인일지라도 발전량 및 발전효율 최적화 개념을 쉽게 이해할 수 있는 차트가 개발되었다. 발전소의 성능을 파악할 수 있는 대표적인 물성치는 주증기의 온도 및 압력이다. 개발된 차트에서는 주증기의 온도 및 압력에 따른 최대 발전량 곡선과 최대 효율 곡선이 도시되어 있으므로, 해석하고자 하는 발전소의 온도 및 압력을 차트에 적용하여 그 발전소가 얼마만큼 최대 발전량과 최대 효율에 접근해 있는지를 쉽게 파악할 수 있다.

본 연구에서는 전산유체해석(CFD)을 통하여 SCR 탈질설비 내부의 유동장 흐름을 전산모사하였다. 또한 유동장의 균일도를 분석하기 위해 기존 설비에 대한 해석을 수행하였으며 이를 통해 문제점을 도출하고 개선하였다. 개선방안으로는 곡관에 guide vane을 설치하여 곡관상에 기류를 균일하게 안내해 주었으며, baffle을 설치하여 SCR설비로 초기 유입된 기류의 균일한 공간 분포를 도출하였다. 마지막으로 porous plate를 baffle 하단에 설치하여 균일류 형성의 최적화 모델을 도출하였다.